Question

【题目】峨眉金顶摄身崖又称舍身崖，因常现佛光而得名。“佛光”因摄入身之影像于其中，遂称“摄身光”，为峨眉胜景之一。摄生崖下土壤中富含磷矿，所以在无月的黑夜可见到崖下荧光无数。

(1)“荧光”主要成分是PH3，其结构式为___________，下列有关PH3的说法错误的是___________。

a.PH3分子是极性分子

b.PH3分子稳定性低于NH3分子，因为N－H键键能高

c.一个PH3分子中，P原子核外有一对孤电子对

d.PH3沸点低于NH3沸点，因为P－H键键能低

(2)“荧光”产生的原理是Ca3P2在潮湿的空气中剧烈反应，写出该反应的化学方程式____________________。

(3)已知下列键能数据及P4(白磷)分子结构：

化学键	P－P	H－H	P－H	白磷分子结构
键能/(kJ·mol-1)	213	436	322

则反应4PH3(g)P4(g)＋6H2(g) △H＝___________ kJ· mol－1。

(4)某温度下，向容积为2L的密闭容器中通入2 mol PH3发生(3)中反应，5min后反应达平衡，测得此时H2的物质的量为1.5 mol，则用PH3表示的这段时间内的化学反应速率v(PH3)＝__________；下列说法能表明该反应达到平衡状态的是___________。

A.混合气体的密度不变 B.6v(PH3)＝4v(H2)

C.c(PH3)：c(P4)：c(H2)＝4：1：6 D.混合气体的压强不变

(5)PH3有毒，白磷工厂常用Cu2＋、Pd2＋液相脱除PH3：PH3＋2O2H3PO4，其他条件相同时，溶解在溶液中O2的体积分数与PH3的净化效率与时间的关系如图所示，回答下列问题：

(I)由图可知，富氧有利于____________(选填“延长”或“缩短”)催化作用的持续时间。

(Ⅱ)随着反应进行，PH3的净化效率急剧降低的原因可能为_________________________。

Answer 1

【答案】 d Ca3P2+6H2O＝2PH3↑+3Ca(OH)2 -30 0.1mol·L-1·min-1 D 延长 反应生成的H3PO4与催化剂Cu2＋、Pd2＋反应，使催化效率降低

【解析】

(1)PH3中P原子通过3个共价键分别与3个H原子结合；

(2)Ca3P2在潮湿的空气中水解生成氢氧化钙和PH3；

(3)焓变=反应物总键能-生成物总键能；

(4)4PH3(g)P4(g)＋6H2(g)生成H2的物质的量为1.5 mol，则消耗1mol PH3；根据平衡标志分析平衡状态；

(5)(I)由图可知，氧气的体积分数越大，PH3高净化率持续时间长；

(Ⅱ)随着反应进行，PH3的净化效率急剧降低，说明催化剂催化作用减弱。

(1)PH3中P原子通过3个共价键分别与3个H原子结合，其结构式为；

a.PH3是三角锥形分子，分子是极性分子，故a正确；

b.P原子半径大于N，所以N－H键键能大于P－H键，PH3分子稳定性低于NH3分子，故b正确；

c. PH3分子中P原子的价电子对数是，配位数是3，所以P原子核外有一对孤电子对，故c正确；

d.PH3沸点低于NH3沸点，因为NH3分子间有氢键，PH3分子间没有氢键，故d错误。

答案选d。

(2)Ca3P2在潮湿的空气中水解生成氢氧化钙和PH3，反应的方程式Ca3P2+6H2O＝2PH3↑+3Ca(OH)2；

(3)焓变=反应物总键能-生成物总键能，4PH3(g)P4(g)＋6H2(g) △H＝12×322 kJmol-1―6×213 kJmol-1―6×436 kJmol-1＝-30 kJ· mol－1；

(4)4PH3(g)P4(g)＋6H2(g)生成H2的物质的量为1.5 mol，则消耗1mol PH3，v(PH3)=0.1mol·L-1·min-1；

A.反应前后气体质量不变、容器体积不变，所以混合气体的密度是恒量，密度不变 ，不一定平衡，故不选A；

B.6v(PH3)＝4v(H2)，不能推出正逆反应速率相等，所以不一定平衡，故不选B；

C.c(PH3)：c(P4)：c(H2)＝4：1：6时，浓度不一定不再变化，所以不一定平衡，故不选C；

D.反应前后气体物质的量是变量，所以混合气体的压强是变量，压强不变，一定达到平衡状态，故选D

(5)(I)由图可知，氧气的体积分数越大，PH3高净化率持续时间长，富氧有利于延长催化作用的持续时间；

(Ⅱ)由于随着反应进行，反应生成的H3PO4与催化剂Cu2＋、Pd2＋反应，使催化效率降低，PH3的净化效率急剧降低。