题目内容
【题目】磷单质及其化合物在工农业生产中有着广泛的应用。
(1)温度为
时,向2.0L恒容密闭容器中充入1.0 mol
,发生反应
,经过一段时间后达到平衡,反应过程中测定的部分数据如下图。反应在前50s的平均速率
__________,反应达到平衡后,升高温度,则
______(填“增大”“减小”或“不变”),再次达到平衡后,
的平衡浓度为
,则反应的
_____(填“>”“=”或“<”)0。
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(2)温度为
时,若平衡时体系的总压强为p,该反应的平衡常数
______________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)温度为
时,上述反应若在恒压容器中进行,则达到平衡后,
的物质的量__________(填“大于”“小于”或“等于”)0.20mol,理由是___________。
(4)已知
水解可生成亚磷酸
。常温下,
溶液的
,亚磷酸与足量的NaOH溶液反应生成
,则
的
溶液中各离子浓度由大到小的顺序为_________________。
(5)亚磷酸具有强还原性,可被氧化为
。
与NaOH溶液反应,反应混合物中含磷各粒子的分布分数(平衡时某粒子的浓度占粒子浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。
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①为获得尽可能纯的
,pH应控制在_________。
②已知:25℃时,
的电离常数为
,
,
,则
时,溶液中
_________。
【答案】
增大 >
(或0.042p) 大于 正反应为气体分子数增大的反应,在恒压条件下比在恒容条件下压强小,有利于反应正向进行,平衡时
的物质的量增多
4~5.5(介于此区间内的任意值或区间均可) 6.2
【解析】
(1)分析图象知,反应在前50 s生成PCl3的物质的量为0.16 mol,根据反应PCl5(g)
PCl3(g)+Cl2(g)知PCl5的物质的量变化为0.16 mol,反应在前50 s的平均速率v(PCl5)=0.16 mol÷(2 L×50 s)=0.001 6 mol·L-1·s-1;当其他条件不变时,升高温度,化学反应速率加快,故反应达到平衡后,升高温度,则v逆(Cl2)增大;根据图象知,反应达平衡后n(PCl3)=0.2 mol,容器的体积为2 L,c(PCl3)=0.1 mol·L-1,升高温度,反应再次达到平衡后,PCl3的平衡浓度为0.18 mol·L-1,说明升高温度,平衡正向移动;当其他条件不变时,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,则反应的ΔH>0;
(2)分析图象结合反应PCl5(g)
PCl3(g)+Cl2(g)知温度为T℃时,反应达到平衡后n(Cl2)=n(PCl3)=0.2 mol,n(PCl5)=0.8 mol,容器内气体的总物质的量为1.2 mol,氯气、三氯化磷、五氯化磷的物质的量分数分别为1/6、1/6、2/3,若平衡时体系的总压强为p,根据题给信息知氯气、三氯化磷、五氯化磷的平衡分压分别为p/6、p/6、2p/3,该反应的平衡常数Kp=
=(或0.042p);
(3)反应PCl5(g)
PCl3(g)+Cl2(g),正向为气体物质的量增大的反应,温度为T℃时,若反应在恒压容器中进行,随着反应的进行,容器内气体的物质的量逐渐增大,要想维持容器内压强不变,容器的容积应增大,增大体积相当于减小压强,则相当于原平衡向气体体积增大的方向移动,达到平衡后,PCl3的物质的量大于0.20 mol;
(4)根据题给信息知亚磷酸(H3PO3)为二元弱酸,Na2HPO3为亚磷酸形成的正盐,迁移Na2CO3溶液进行作答。0.10 mol·L-1的Na2HPO3溶液呈碱性,一级水解远大于二级水解且盐类的水解是微弱的,则溶液中各离子浓度由大到小的顺序是
;
(5)①分析图象知,获得尽可能纯的NaH2PO4,pH应控制在4~5.5(介于此区间内的任意值或区间均可)。
②分析图象知,当pH=8时,溶液中的含磷微粒为H2PO4-和HPO42-,c(H+)=1×10-8 mol·L-1,由Ka2=
=6.2×10-8 mol·L-1,则
6.2。