Question

紅磷P（s）和Cl₂（g）發(fā)生反應生成PCl₃（g）和PCl₅（g），反應過程如下．
2P（s）+3C1₂（g）=2PCl₃（g）△H=-612kJ?mol^-1
2P（s）+5C1₂（g）=2PCl₅（g）△H=-798kJ?mol^-1
請回答下列問題．
（1）氣態(tài)PCl₅生成氣態(tài)PCl₃和Cl₂的熱化學方程式為：

 

．
（2）PCl₅生成PCl₃和C1₂是一個可逆反應，向5.0L密閉容器中充入0.1molPCl₅（g），反應在不同條件下進行，反應體系總壓強隨時間的變化關系如圖所示．
①實驗b中PCl₅的平衡分解率為

 

，其他條件不變，在該實驗中再加 0.1mol PCl₅ （g），平衡分解率

 

 （填“增大”、“減小”或“不變”）．
②與實驗a相比，c改變的條件是

 

，判斷依據(jù)是

 

．
（3）PCl₅露置于潮濕空氣中，能水解生成兩種酸，其化學方程式為

 

（4）人的牙齒表面有一層釉質，其組成為羥基磷灰石Ca₅（PO₄）₃OH（Ksp=6.8×10^-37）．為了防止蛀牙，人們常使用含氟離子的牙膏，其中的氟化物可使羥基磷灰石轉化為氟磷灰石Ca₅（PO₄）₃F（Ksp=1.0×10^-60）．寫出該反應的離子方程式

 

；該反應的平衡常數(shù)為

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,化學平衡的影響因素,物質的量或濃度隨時間的變化曲線,難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題,電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）①2P（s）+3C1₂（g）=2PCl₃（g）△H=-612kJ?mol^-1
②2P（s）+5C1₂（g）=2PCl₅（g）△H=-798kJ?mol^-1，
由蓋斯定律可知（①-②）×

1

2

得到PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）；
（2）PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）
開始 0.1         0        0
轉化  x           x       x
平衡0.1-x         x       x
由壓強之比等于物質的量比可知，

0.1

0.1+x

=

100

140

，解得x=0.04mol，
①實驗b中PCl₅的平衡分解率為

0.04mol

0.1mol

×100%；密閉容器中再加 0.1mol PCl₅ （g），壓強增大，平衡逆向移動；
②與實驗a相比，c的壓強變大，則反應正向移動；
（3）由元素守恒及常見的酸可知，生成兩種酸為磷酸和鹽酸；
（4）Ca₅（PO₄）₃F溶度積比Ca₅（PO₄）₃OH小，從難溶電解質的溶解平衡的角度分析，結合K的計算表達式及Ksp計算．

解答： 解：（1）①2P（s）+3C1₂（g）=2PCl₃（g）△H=-612kJ?mol^-1
②2P（s）+5C1₂（g）=2PCl₅（g）△H=-798kJ?mol^-1，
由蓋斯定律可知（①-②）×

1

2

得到PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g），則△H=+93kJ/mol，
則熱化學方程式為PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=+93kJ?mol^-1，
故答案為：PCl₅（g）═PCl₃（g）+Cl₂（g）△H=+93kJ?mol^-1；
（2）PCl₅（g）?PCl₃（g）+Cl₂（g）
開始 0.1 0 0
轉化 x x x
平衡0.1-x x x
由壓強之比等于物質的量比可知，

0.1

0.1+x

=

100

140

，解得x=0.04mol，
①實驗b中PCl₅的平衡分解率為

0.04mol

0.1mol

×100%=40%；密閉容器中再加 0.1mol PCl₅ （g），壓強增大，平衡逆向移動，則平衡分解率減小，
故答案為：40%；4減小；
②與實驗a相比，c的壓強變大，則反應正向移動，該反應為吸熱反應，由圖可知達到平衡的時間變小，則改變的條件為升高溫度，
故答案為：升高溫度；反應速率加快，且平衡總壓強增大；
（3）PCl₅露置于潮濕空氣中，與水充分反應，最終生成兩種酸為磷酸和鹽酸，由原子守恒寫出化學方程式為PCl₅+4H₂O=H₃PO₄+5HCl，
故答案為：PCl₅+4H₂O=H₃PO₄+5HCl；
（4）Ca₅（PO₄）₃F溶度積比Ca₅（PO₄）₃OH小，羥基磷酸鈣在水中存在平衡：Ca₅（PO₄）₃OH（s）?5Ca²⁺（aq）+3PO₄^3-（aq）+OH^-（aq），含氟牙膏中的F^-與該平衡中的Ca²⁺、PO₄^3-結合成更難溶的Ca₅（PO₄）₃F，使平衡向右移動，牙齒表面的羥基磷酸鈣轉化成了氟磷酸鈣，使牙齒得到保護，發(fā)生的離子反應為Ca₅（PO₄）₃OH+F^-=Ca₅（PO₄）₃F+OH^-，該反應的平衡常數(shù)K=

c(OH-)

c(F-)

=

6.8×10-37

1.0×10-60

=6.8×10²³，
故答案為：Ca₅（PO₄）₃OH+F^-=Ca₅（PO₄）₃F+OH^-；6.8×10²³．

點評：本題考查較為綜合，涉及圖象及化學平衡計算、蓋斯定律計算、水解以及難溶電解質的溶解平衡等，注重化學反應原理的考查，為高考常見題型和高頻考點，注意相關基本理論知識的理解和應用，題目難度中等．