Question

磷酸氯喹（C₁₈H₃₂ClN₃O₈P₂）是当前治疗冠状病毒的药物之一，而碳、氮、氯、磷等是其重要的组成元素。完成下列填空：

（1）碳原子核外有__个轨道；氯原子最外层电子的轨道表示式是__。

（2）属于同主族的两种元素，非金属性大小的关系是__（用元素符号表示）。

（3）已知磷酸是弱电解质，它的分子式为H₃PO₄。其酸式盐Na₂HPO₄的电离方程式是__。经测定Na₂HPO₄的水溶液呈弱碱性，请用学过的化学知识进行解释：__。

（4）常温下，在CH₃COONa溶液中加入一定量的HCl，使其pH=7，则c(Cl^-)_c(CH₃COOH)（填“＜”、“＞”、“=”）。

（5）向2.0L恒容的密闭容器中充入1.0molPCl₅，发生如下反应：PCl₅(s)⇌PCl₃(g)+C1₂(g)-124kJ。控制体系温度不变，反应过程中测定的部分数据见下表：

时间/s	0	50	150	250	350
n(PCl3)mol	0	0.16	0.19	0.2	0.2

①该条件下平衡常数的表达式为__；前50s内Cl₂的反应速率为__。

②要提高上述反应中反应物的转化率，可采取的措施有__、__（任写两点）。

向上述达到平衡③的反应体系中，再加入0.02molPCl₃、0.02molC1₂，则平衡__。移动（选填“正向”、“逆向”、“不”），平衡常数__（选填“增大”、“减小”、“不变”）。

Answer

5 N＞P Na2HPO4=2Na++HPO42- HPO42-水解呈碱性，电离呈酸性，水解程度大于其电离程度，因而c(OH-)大于c(H+) = K=c(PCl3)∙c(C12) 0.0016mol·L-1·s-1 升高温度、降低压强 移走PCl3、Cl2等 逆向 不变

【解析】

(1)利用碳原子核外电子排布式判断轨道数目，氯原子最外层电子的轨道表示式即价电子排布图；

(2)同主族元素从上到下，非金属性减弱；

(3)Na2HPO4属于弱酸的酸式盐，写出电离方程式，从电离和水解的角度分析，溶液成碱性；

(4)利用反应后的电荷守恒和醋酸钠的物料守恒联立，得出醋酸根和氯离子的关系；

(5)①根据表中数据判断达到平衡状态的时间，然后根据平衡状态下各组分的浓度及平衡常数表达式计算出温度为T时，该反应的化学平衡常数；根据反应速率的表达式计算出反应在前50s的平均速率v(Cl2)；
②要提高上述反应的转化率，必须使平衡向着正向移动，根据影响化学平衡的影响进行判断；

③根据浓度熵与平衡常数的关系判断平衡移动的方向，温度不变，平衡常数不变；

(1)碳原子核外电子排布式为1s22s22p2，有个5轨道；氯原子的的外电子排布式为1s22s22p63s23p5，最外层电子的轨道表示式是；

(2)N和P属于同主族的两种元素，同主族元素，从上到下，失电子能力增强，得电子能力减弱，故非金属性减弱，故非金属性N＞P；

(3)磷酸是弱电解质，Na2HPO4属于弱酸的酸式盐，电离方程式是Na2HPO4=2Na++HPO42-，Na2HPO4的水溶液里既存在磷酸氢根的电离，电离时释放出氢离子，HPO42-⇌H++ PO43-，显酸性，也存在磷酸氢根的水解，HPO42-+H2O⇌ H2PO4-+OH-，呈弱碱性，溶液显碱性，说明HPO42-水解程度大于电离程度；

(4)醋酸钠溶液中加入盐酸，发生强酸制弱酸，CH3COONa+HCl=CH3COOH+NaCl，pH=7，说明c(H+)=c(OH-)，反应后的溶液存在电荷守恒，即c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO -)+c(OH-)+c(Cl-)，醋酸钠溶液中存在物料守恒：即c(CH3COO -)+c(CH3COOH)=c(Na+)，将钠离子的浓度代入电荷守恒，可以得到c(CH3COOH)=c(Cl-)；

(5)①根据化学反应：PCl5(s) ⇌ PCl3(g)+C12(g)，得到化学平衡常数K=c(PCl3)∙c(Cl2)，前50s内PCl3的反应速率为v=，由于三氯化磷和氯气的物质的量是1:1的关系，故速率也是1:1的关系，故氯气的速率也是0.0016mol·L-1·s-1；

②上述反应的正反应是一个气体分子数增大的吸热反应，因此，要提高上述反应中反应物的转化率，应使平衡正向移动，可采取的措施有升高温度、降低压强等；

③根据化学反应，列出三段式，

K=c(PCl3)∙c(Cl2)

再加入0.02molPCl3、0.02molC12，此时的Qc=＞0.01(mol·L-1)，平衡逆向移动；平衡常数只受温度的影响，故温度不变，平衡常数不变。