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【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NH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PH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

PP

HH

PH

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· mol1

(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)=416 D.混合气体的压强不变

(5)PH3有毒,白磷工厂常用Cu2Pd2液相脱除PH3PH32O2H3PO4,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_________________________

【答案】 d Ca3P2+6H2O2PH3↑+3Ca(OH)2 -30 0.1mol·L-1·min-1 D 延长 反应生成的H3PO4与催化剂Cu2Pd2反应,使催化效率降低

【解析】

(1)PH3P原子通过3个共价键分别与3H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)PH3P原子通过3个共价键分别与3H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NH键键能大于PH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+6H2O2PH3↑+3Ca(OH)2

(3)焓变=反应物总键能-生成物总键能,4PH3(g)P4(g)+6H2(g) △H12×322 kJmol-16×213 kJmol-16×436 kJmol-1=-30 kJ· mol1

(4)4PH3(g)P4(g)+6H2(g)生成H2的物质的量为1.5 mol,则消耗1mol PH3v(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)=416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Cu2Pd2反应,使催化效率降低,PH3的净化效率急剧降低。

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D. 30℃时,B点对应状态的v()<v()

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物质

时间

X

Y

Z

Q

起始/mol

0.7

1

2min末/mol

0.8

2.7

0.8

2.7

3min末/mol

0.8

已知2min内,试确定以下物质的相关量:

(1)起始时____________________

(2)方程式中m=__________n=__________p=__________q=__________

(3)用Z表示2min内的反应速率:____________________

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对于反应H2(g)+I2(g)→2HI(g),速率表达式:vk×c(H2)×c(I2),则反应总级数为________级。

② H2O2分解成水和氧气的反应是一级反应,反应速率常数k0.0410 min-1,则过氧化氢分解一半的时间是__________min。(结果保留3有效数字)(已知:一级反应物质浓度c=c0e-ktc0为初始浓度,ln2=0.693

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I2(g)2I(g) Kp1 = 200 ΔH1

I2(g)+ H2(g)2HI(g) Kp2 ΔH2

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