题目内容
磷在自然界常以难溶于水的磷酸盐如Ca3（PO4）2等形式存在．它的单质和化合物有着广泛的应用．
（1）红磷P（s）和Cl2（g）发生反应生成PCl3（g）和PCl5（g）．反应过程和能量关系如图所示（图中的△H表示生成1mol产物的数据）．
请回答下列问题：
①PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式
②P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的△H3=
（2）PCl5分解成PCl3和Cl2的反应是可逆反应向．T℃时，2.0L恒容密闭容器中充入1.0mol PCl5，经过250s达到平衡，反应过程中测定的部分数据见下表：
①反应在50s～150s内的平均速率v（PCl5）= ．
②计算该温度下反应的平衡常数= （写出计算过程，保留2位小数）．
（3）NaH2PO4、Na2HPO4和Na3PO4可通过H3PO4与NaOH溶液反应获得，含磷各物种的分布分数（平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与pH的关系如图所示．
①为获得尽可能纯的Na2HPO4，pH应控制在 ；pH=6，溶液中主要含磷物种浓度大小关系为 ．
②Na2HPO4溶液显碱性，若向溶液中加入足量的CaCl2液，溶液则显酸性，其原因是 （从离子平衡角度分析）．
（1）红磷P（s）和Cl2（g）发生反应生成PCl3（g）和PCl5（g）．反应过程和能量关系如图所示（图中的△H表示生成1mol产物的数据）．
请回答下列问题：
①PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式
②P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的△H3=
（2）PCl5分解成PCl3和Cl2的反应是可逆反应向．T℃时，2.0L恒容密闭容器中充入1.0mol PCl5，经过250s达到平衡，反应过程中测定的部分数据见下表：
| 时间t/s | 0 | 50 | 150 | 250 | 350 |
| n（PCl3）/mol | 0 | 0.16 | 0.19 | 0.2 | 0.2 |
②计算该温度下反应的平衡常数=
（3）NaH2PO4、Na2HPO4和Na3PO4可通过H3PO4与NaOH溶液反应获得，含磷各物种的分布分数（平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与pH的关系如图所示．
①为获得尽可能纯的Na2HPO4，pH应控制在
②Na2HPO4溶液显碱性，若向溶液中加入足量的CaCl2液，溶液则显酸性，其原因是
考点：反应热和焓变,化学平衡的计算
专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题
分析：（1）①根据反应物的总能量、中间产物的总能量以及最终产物的总能量，结合化学方程式以及热化学方程式的书写方法解答；
②应用盖斯定律来解题；
（2）①根据反应速率之比等于计量数之比来计算；
②根据PCl3的平衡物质的量浓度为0.1mol/L，求出PCl5和Cl2的平衡物质的量浓度，然后根据平衡常数等于生成物的平衡浓度的幂之积比反应物的平衡浓度的幂之积来计算；
（3）①根据为获得尽可能纯的NaH2PO4，pH应控制从图表中找出H2PO4-分布分数最大值所在区间；溶液中主要含磷物种浓度大小关系可由图表得出；
②若向Na2HPO4溶液中加入足量的CaCl2溶液，HPO42-离子和Ca2+离子反应生成沉淀，促进HPO42-的电离，溶液显示酸性．
②应用盖斯定律来解题；
（2）①根据反应速率之比等于计量数之比来计算；
②根据PCl3的平衡物质的量浓度为0.1mol/L，求出PCl5和Cl2的平衡物质的量浓度，然后根据平衡常数等于生成物的平衡浓度的幂之积比反应物的平衡浓度的幂之积来计算；
（3）①根据为获得尽可能纯的NaH2PO4，pH应控制从图表中找出H2PO4-分布分数最大值所在区间；溶液中主要含磷物种浓度大小关系可由图表得出；
②若向Na2HPO4溶液中加入足量的CaCl2溶液，HPO42-离子和Ca2+离子反应生成沉淀，促进HPO42-的电离，溶液显示酸性．
解答：
解：（1）①由图象可知，1molPCl5分解成PCl3和Cl2需要吸收93kJ的能量，则反应的热化学方程式为PCl5（g）═PCl3（g）+Cl2（g）△H=+93kJ?mol-1，
故答案为：PCl5（g）═PCl3（g）+Cl2（g）△H=+93kJ?mol-1；
②由图象可知，P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的△H3=-306kJ/mol-（+93kJ/mol）=-399kJ/mol，故答案为：-399kJ?mol-1；
（2）①由于反应速率之比等于计量数之比，故在50s～150s内的平均速率v（PCl5）=v（PCl3）=
=
=1.5×10-4mol/（L?min），故答案为：1.5×10-4mol/（L?min）；
②据表格可知，PCl5的初始浓度为0.5mol/L，PCl3的平衡物质的量浓度为0.1mol/L，根据浓度的该变量之比等于物质的计量数之比，结合三段式可知：
PCl5（g）?PCl3（g）+Cl2（g）
初始：0.5mol/L 0 0
改变：0.1mol/L 0.1mol/L 0.1mol/L
平衡：0.4mol/L 0.1mol/L 0.1mol/L
而平衡常数等于生成物的平衡浓度的幂之积比反应物的平衡浓度的幂之积，故K=
=0.025mol/L，故答案为：0.025mol/L；
（3）①为获得尽可能纯的NaH2PO4，pH应控制从图表中找出H2PO4-分布分数最大值所在区间，即4～5.5（介于此区间内的任意值或区间均可），溶液中主要含磷物种浓：度大小关系可由图表得出 c（HPO42-）＞c（H2PO4-），
故答案为：4～5.5（介于此区间内的任意值或区间均可）；c（HPO42-）＞c（H2PO4-）；
②HPO42-离子既能发生电离又能发生水解，电离反应式为HPO42-?PO43-+H+，水解反应式为HPO42-+H2O?H2PO4-+OH-，溶液呈碱性，说明水解程度大于电离程度；
由于HPO42-离子和Ca2+离子反应生成沉淀：3Ca2++2HPO42-═Ca3（PO4）2↓+2H+，促进HPO42-的电离，溶液则显酸性，
故答案为：3Ca2++2HPO42-═Ca3（PO4）2↓+2H+．
故答案为：PCl5（g）═PCl3（g）+Cl2（g）△H=+93kJ?mol-1；
②由图象可知，P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的△H3=-306kJ/mol-（+93kJ/mol）=-399kJ/mol，故答案为：-399kJ?mol-1；
（2）①由于反应速率之比等于计量数之比，故在50s～150s内的平均速率v（PCl5）=v（PCl3）=
| ||
| △t |
| ||
| 100s |
②据表格可知，PCl5的初始浓度为0.5mol/L，PCl3的平衡物质的量浓度为0.1mol/L，根据浓度的该变量之比等于物质的计量数之比，结合三段式可知：
PCl5（g）?PCl3（g）+Cl2（g）
初始：0.5mol/L 0 0
改变：0.1mol/L 0.1mol/L 0.1mol/L
平衡：0.4mol/L 0.1mol/L 0.1mol/L
而平衡常数等于生成物的平衡浓度的幂之积比反应物的平衡浓度的幂之积，故K=
| 0.1mol/L×0.1mol/L |
| 0.4mol/L |
（3）①为获得尽可能纯的NaH2PO4，pH应控制从图表中找出H2PO4-分布分数最大值所在区间，即4～5.5（介于此区间内的任意值或区间均可），溶液中主要含磷物种浓：度大小关系可由图表得出 c（HPO42-）＞c（H2PO4-），
故答案为：4～5.5（介于此区间内的任意值或区间均可）；c（HPO42-）＞c（H2PO4-）；
②HPO42-离子既能发生电离又能发生水解，电离反应式为HPO42-?PO43-+H+，水解反应式为HPO42-+H2O?H2PO4-+OH-，溶液呈碱性，说明水解程度大于电离程度；
由于HPO42-离子和Ca2+离子反应生成沉淀：3Ca2++2HPO42-═Ca3（PO4）2↓+2H+，促进HPO42-的电离，溶液则显酸性，
故答案为：3Ca2++2HPO42-═Ca3（PO4）2↓+2H+．
点评：本题考查热化学方程式的书写以及盖斯定律的应用，题目难度不大，注意正确理解并运用盖斯定律，注意热化学方程式的书写方法．
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