Question

【題目】隨著科技的進步，合理利用資源、保護環(huán)境成為當今社會關(guān)注的焦點。甲胺鉛碘(CH3NH3PI3)引用作新敏化太陽能電池的敏化劑，可由CH3NH2、PbI2及HI為原料合成。回答下列問題：

（1）制取甲胺的反應為CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g) △H1。

①NH3電子式為_______。

②已知該反應中相關(guān)化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下：

則該反應的△H1=_______kJ·mol－1

（2）上述反應中所需的甲醇可以利用甲烷為原料在催化劑作用下直接氧化來合成。煤炭中加氫氣可發(fā)生反應：C(s)+2H2(g)CH4(g) △H2。在密閉容器中投入碳和H2，控制條件使其發(fā)生該反應，測得碳的平衡轉(zhuǎn)化率隨壓強及溫度的變化關(guān)系如圖中曲線所示。

①該反應的△H2_______0(填“>” 、“<”或“=”)，判斷理由是_______。

②在4MPa、1100K時，圖中X點v正(H2)____ v逆(H2)(填“>”、“<”或“=”)。該條件下，將1molC和2molH2通入密閉容器中進行反應，平衡時測得的轉(zhuǎn)化率為80%，CH4的體積分數(shù)為______。若維持容器體積不變，向其中再加入0.5mo1C和1mo1H2，再次達到平衡后，平衡常數(shù)K_____(填“增大”、“減小”或“不變”)。

③某化學興趣小組提供下列四個條件進行上述反應，比較分析后，你選擇的反應條件是______(填字母序號)。

A．5MPa 800K B．6MPa 1000K C．10MPa 1000K D．10MPa 1100K

（3）已知常溫下PbI2飽和溶液(呈黃色)中c(Pb2+)=1.0×10－3mol·L－1，Pb(NO3)2溶液與KI溶液混合可形成PbI2沉淀。現(xiàn)將濃度為2×10－3mol·L－1的Pb(NO3)2溶液與一定濃度的KI溶液等體積混合，則生成沉淀所需KI溶液的最小濃度為______。

Answer 1

【答案】 —12 > 隨著溫度升高，碳的平衡轉(zhuǎn)化率增大，平衡向正反應方向移動，故該反應為吸熱反應 > 66.7% 不變 B 4×10－3mol·L－1

【解析】

（1）①NH3為共價化合物；

②由反應熱=反應物總鍵能-生成物總鍵能可得；

②在4MPa、1100K時，圖中X點沒有達到平衡，碳的轉(zhuǎn)化率有增大趨勢，說明反應向正反應方向進行；由題給數(shù)據(jù)建立三段式求解；

③由圖可知條件為6MPa 1000K時，碳的轉(zhuǎn)化率高于5MPa 800K，與10MPa 1000K和10MPa 1100K相差不大；

（3）由常溫下PbI2飽和溶液中c(Pb2+)計算溶度積，再由c(Pb2+)和溶度積計算所需KI溶液的最小濃度。

（1）①NH3為共價化合物，電子式為，故答案為：；

②由反應熱=反應物總鍵能-生成物總鍵能可得△H1=[3E(C—H)+E（C—O）+ E（H—O）+3 E（N—H）]—[3E(C—H)+E（C—N）+2E（N—H）+2E（H—O）]= E（C—O）—E（H—O）+E（N—H）—E（C—N）=（351—463+393—293）kJ·mol－1=—12kJ·mol－1，故答案為：—12；

（2）①由圖可知，隨著反應溫度升高，碳的平衡轉(zhuǎn)化率增大，說明平衡向正反應方向移動，該反應為吸熱反應，故答案為：>；隨著溫度升高，碳的平衡轉(zhuǎn)化率增大，平衡向正反應方向移動，故該反應為吸熱反應；

②在4MPa、1100K時，圖中X點沒有達到平衡，碳的轉(zhuǎn)化率有增大趨勢，說明反應向正反應方向進行，則v正(H2) > v逆(H2)；由題給數(shù)據(jù)建立如下三段式：

C(s)+2H2(g)CH4(g)

起（mol） 1 2 0

變（mol） 0.8 1.6 0.8

平（mol） 0.4 0.8

由三段式可得CH4的體積分數(shù)為；溫度不變，平衡常數(shù)不變，故答案為：>；66.7%；不變；

③由圖可知條件為6MPa 1000K時，碳的轉(zhuǎn)化率高于5MPa 800K，與10MPa 1000K和10MPa 1100K相差不大，從節(jié)約能源的角度考慮6MPa 1000K是較好的選擇，故答案為：B；

（3）由常溫下PbI2飽和溶液中c(Pb2+)=1.0×10－3mol·L－1可知，Ksp（PbI2）=c（Pb2+）c2（I-）=1.0×10-3molL-1×（2.0×10-3mol/L）2=4×10-9，則現(xiàn)將濃度為2×10－3mol·L－1的Pb(NO3)2溶液與一定濃度的KI溶液等體積混合后c（Pb2+）為1×10－3mol·L－1，溶液中c（I-）==2×10－3mol·L－1，則所需KI溶液的最小濃度為2×10－3mol·L－1×2=4×10－3mol·L－1，故答案為：4×10－3mol·L－1。