Question

【題目】峨眉金頂攝身崖又稱舍身崖，因常現佛光而得名。“佛光”因攝入身之影像于其中，遂稱“攝身光”，為峨眉勝景之一。攝生崖下土壤中富含磷礦，所以在無月的黑夜可見到崖下熒光無數。

(1)“熒光”主要成分是PH3，其結構式為___________，下列有關PH3的說法錯誤的是___________。

a.PH3分子是極性分子

b.PH3分子穩定性低于NH3分子，因為N－H鍵鍵能高

c.一個PH3分子中，P原子核外有一對孤電子對

d.PH3沸點低于NH3沸點，因為P－H鍵鍵能低

(2)“熒光”產生的原理是Ca3P2在潮濕的空氣中劇烈反應，寫出該反應的化學方程式____________________。

(3)已知下列鍵能數據及P4(白磷)分子結構：

化學鍵	P－P	H－H	P－H	白磷分子結構
鍵能/(kJ·mol-1)	213	436	322

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

(4)某溫度下，向容積為2L的密閉容器中通入2 mol PH3發生(3)中反應，5min后反應達平衡，測得此時H2的物質的量為1.5 mol，則用PH3表示的這段時間內的化學反應速率v(PH3)＝__________；下列說法能表明該反應達到平衡狀態的是___________。

A.混合氣體的密度不變 B.6v(PH3)＝4v(H2)

C.c(PH3)：c(P4)：c(H2)＝4：1：6 D.混合氣體的壓強不變

(5)PH3有毒，白磷工廠常用Cu2＋、Pd2＋液相脫除PH3：PH3＋2O2H3PO4，其他條件相同時，溶解在溶液中O2的體積分數與PH3的凈化效率與時間的關系如圖所示，回答下列問題：

(I)由圖可知，富氧有利于____________(選填“延長”或“縮短”)催化作用的持續時間。

(Ⅱ)隨著反應進行，PH3的凈化效率急劇降低的原因可能為_________________________。

Answer 1

【答案】 d Ca3P2+6H2O＝2PH3↑+3Ca(OH)2 -30 0.1mol·L-1·min-1 D 延長 反應生成的H3PO4與催化劑Cu2＋、Pd2＋反應，使催化效率降低

【解析】

(1)PH3中P原子通過3個共價鍵分別與3個H原子結合；

(2)Ca3P2在潮濕的空氣中水解生成氫氧化鈣和PH3；

(3)焓變=反應物總鍵能-生成物總鍵能；

(4)4PH3(g)P4(g)＋6H2(g)生成H2的物質的量為1.5 mol，則消耗1mol PH3；根據平衡標志分析平衡狀態；

(5)(I)由圖可知，氧氣的體積分數越大，PH3高凈化率持續時間長；

(Ⅱ)隨著反應進行，PH3的凈化效率急劇降低，說明催化劑催化作用減弱。

(1)PH3中P原子通過3個共價鍵分別與3個H原子結合，其結構式為；

a.PH3是三角錐形分子，分子是極性分子，故a正確；

b.P原子半徑大于N，所以N－H鍵鍵能大于P－H鍵，PH3分子穩定性低于NH3分子，故b正確；

c. PH3分子中P原子的價電子對數是，配位數是3，所以P原子核外有一對孤電子對，故c正確；

d.PH3沸點低于NH3沸點，因為NH3分子間有氫鍵，PH3分子間沒有氫鍵，故d錯誤。

答案選d。

(2)Ca3P2在潮濕的空氣中水解生成氫氧化鈣和PH3，反應的方程式Ca3P2+6H2O＝2PH3↑+3Ca(OH)2；

(3)焓變=反應物總鍵能-生成物總鍵能，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的物質的量為1.5 mol，則消耗1mol PH3，v(PH3)=0.1mol·L-1·min-1；

A.反應前后氣體質量不變、容器體積不變，所以混合氣體的密度是恒量，密度不變 ，不一定平衡，故不選A；

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

C.c(PH3)：c(P4)：c(H2)＝4：1：6時，濃度不一定不再變化，所以不一定平衡，故不選C；

D.反應前后氣體物質的量是變量，所以混合氣體的壓強是變量，壓強不變，一定達到平衡狀態，故選D

(5)(I)由圖可知，氧氣的體積分數越大，PH3高凈化率持續時間長，富氧有利于延長催化作用的持續時間；

(Ⅱ)由于隨著反應進行，反應生成的H3PO4與催化劑Cu2＋、Pd2＋反應，使催化效率降低，PH3的凈化效率急劇降低。