Question

【題目】隨著科技的進(jìn)步，合理利用資源、保護(hù)環(huán)境成為當(dāng)今社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。甲胺鉛碘(CH3NH3PI3)引用作新敏化太陽(yáng)能電池的敏化劑，可由CH3NH2、PbI2及HI為原料合成�；卮鹣铝袉�(wèn)題：

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

①NH3電子式為_______。

②已知該反應(yīng)中相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下：

則該反應(yīng)的△H1=_______kJ·mol－1

（2）上述反應(yīng)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(lái)合成。煤炭中加氫氣可發(fā)生反應(yīng)：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(yīng)，測(cè)得碳的平衡轉(zhuǎn)化率隨壓強(qiáng)及溫度的變化關(guān)系如圖中曲線所示。

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

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

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

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�，F(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(yīng)方向移動(dòng)，故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng) > 66.7% 不變 B 4×10－3mol·L－1

【解析】

（1）①NH3為共價(jià)化合物；

②由反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能可得；

②在4MPa、1100K時(shí)，圖中X點(diǎn)沒(méi)有達(dá)到平衡，碳的轉(zhuǎn)化率有增大趨勢(shì)，說(shuō)明反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)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(shí)，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(jì)算溶度積，再由c(Pb2+)和溶度積計(jì)算所需KI溶液的最小濃度。

（1）①NH3為共價(jià)化合物，電子式為，故答案為：；

②由反應(yīng)熱=反應(yīng)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(yīng)溫度升高，碳的平衡轉(zhuǎn)化率增大，說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，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(yīng)方向移動(dòng)，故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；

②在4MPa、1100K時(shí)，圖中X點(diǎn)沒(méi)有達(dá)到平衡，碳的轉(zhuǎn)化率有增大趨勢(shì)，說(shuō)明反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)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?jǐn)?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(shí)，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。