Question

【題目】PH3是糧食殺蟲處理時常用的熏蒸殺蟲劑；水煤氣變換時產(chǎn)生的PH3能使催化劑中毒，必須脫除。回答下列問題：

（1）PH3通入NaClO溶液脫除PH3時，氧化產(chǎn)物是一種含氧酸且反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4：1，則該含氧酸的化學(xué)式為______。

（2）已知下列鍵能數(shù)據(jù)及P4（白磷）分子結(jié)構(gòu)：

化學(xué)鍵	P-P	H-H	P-H
鍵能/（kJmol-1）	213	436	322

則反應(yīng)4PH3（g）P4（g）+6H2（g）△H=______kJmol-1；某溫度時平衡體系中c（PH3）=0.25molL-1，c（H2）=c（P4）=0.50molL-1，則平衡常數(shù)K=______。

（3）文獻報道“反應(yīng)6.25CO2（g）+Fe3O4（s）+3PH3（g）=3FePO4（s）+4.5H2O（g）+6.25C（s）”是鐵觸媒中毒的主導(dǎo)反應(yīng)，其平衡常數(shù)Kp（Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)）的對數(shù)值與溫度的關(guān)系如圖所示：

①該反應(yīng)的△H______0（填“＞”“＜”或“=”）。

②圖中lgKp=______[列出用分壓p（CO2）、p（PH3）、p（H2O）表示的計算式]。

（4）反應(yīng)（CH3）3AuPH3→（CH3）AuPH3+C2H6的歷程如下：

第一步：（CH3）3AuPH3（CH3）3Au+PH3（快反應(yīng)）

第二步：（CH3）3AuC2H6+CH3Au（慢反應(yīng)）

第三步：CH3Au+PH3（CH3）AuPH3（快反應(yīng)）

①反應(yīng)的中間產(chǎn)物有PH3、______。

②第______步（填“一”“二”或“三”）反應(yīng)的活化能最大。

（5）用Cu2+、Pd2+液相脫除PH3的反應(yīng)為：PH3+2O2H3PO4，其他條件相同時溶解在溶液中O2的體積分?jǐn)?shù)、PH3的凈化效率與時間的關(guān)系如圖所示：

O2的體積分?jǐn)?shù)大，PH3的凈化效率高的原因是______（用碰撞理論等說明）。

Answer 1

【答案】H3PO4 -30 2 ＜ 4.5lgP（H2O）-6.25lgP（CO2）-3lgP（PH3）或lg （CH3）3Au和CH3Au 二 O2的體積分?jǐn)?shù)越大，有效碰撞的幾率增加，氧化更多的PH3，凈化效率高

【解析】

（1）由題意，PH3通入NaClO溶液脫除PH3時，氧化產(chǎn)物是一種含氧酸，PH3作還原劑，NaClO作氧化劑，該含氧酸為磷酸，又因為反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4：1，則反應(yīng)中NaClO的系數(shù)為4，PH3和H3PO4系數(shù)為1，根據(jù)質(zhì)量守恒和得失電子守恒，還原產(chǎn)物為NaCl，計量系數(shù)為4，化學(xué)反應(yīng)方程式為：4NaClO+PH3=H3PO4+4NaCl，

答案為：H3PO4；

（2）反應(yīng)熱=反應(yīng)物鍵能-生成物鍵能，根據(jù)表格數(shù)據(jù)和物質(zhì)結(jié)構(gòu)△H=3×4×322 kJmol-1-6×213 kJmol-1-6×436 kJmol-1=-30 kJmol-1；根據(jù)反應(yīng)4PH3（g）P4（g）+6H2（g），該反應(yīng)平衡常數(shù)表達式為K====2

答案為：2；

（3）①根據(jù)圖像，溫度越高，平衡常數(shù)Kp的對數(shù)值越小，則平衡常數(shù)Kp越小，說明反應(yīng)向逆向移動，因此該反應(yīng)正向為放熱反應(yīng)，△H<0；

答案為：<；

②根據(jù)反應(yīng)6.25CO2（g）+Fe3O4（s）+3PH3（g）=3FePO4（s）+4.5H2O（g）+6.25C（s），用壓強表示該反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達式為Kp=，則lgKp= lg；

答案為：lg或4.5lgP（H2O）-6.25lgP（CO2）-3lgP（PH3）

（4）①根據(jù)反應(yīng)歷程，第一步+第二步+第三步反應(yīng)可得（CH3）3AuPH3→（CH3）AuPH3+C2H6，則中間產(chǎn)物有PH3、CH3Au、（CH3）3Au；

答案為：CH3Au、（CH3）3Au；

②反應(yīng)的活化能越大，該反應(yīng)需要的能量越多，反應(yīng)進行需要的時間越長，即反應(yīng)進行的慢，活化能越高，根據(jù)反應(yīng)歷程，第二步是慢反應(yīng)，活化能最大；

答案為：二；

（5）根據(jù)圖像顯示，當(dāng)氧氣的體積分?jǐn)?shù)較大時，PH3的凈化效率高，利用碰撞理論來分析，O2的體積分?jǐn)?shù)越大，單位體積內(nèi)有效碰撞的幾率增加，能氧化更多的PH3，凈化效率高。

答案為：O2的體積分?jǐn)?shù)越大，有效碰撞的幾率增加，氧化更多的PH3，凈化效率高。