化学元素h波波化学竞赛工作室

13：磷和磷的化合物（时间：2.5小时满分：100分）第一题（18分）磷的存在和性质磷不仅在地壳中广泛分布（13位）也存在于细胞、蛋白质、骨骼和牙齿中，是动植物不可缺少的元一，磷有三种同素异形体，分别是白磷、红磷和黑磷。800P4什么，P－P－P键角为多少？P4的空间构型是1700℃，测得蒸气的密度（13：磷和磷的化合物（时间：2.5小时满分：100分）第一题（18分）磷的存在和性质磷不仅在地壳中广泛分布（13位）也存在于细胞、蛋白质、骨骼和牙齿中，是动植物不可缺少的元一，磷有三种同素异形体，分别是白磷、红磷和黑磷。800P4什么，P－P－P键角为多少？P4的空间构型是1700℃，测得蒸气的密度（1大气压下）0.509kg/m3，并检出体积百分含量。30℃左右即自燃，因此保存白磷的方法是什么？中的重复是由几个原子是高化合物，为什么？黑磷具有类似石墨的片层结构，有“金属磷”之称。列举两种黑磷特有的物理性质。m 4fmfm（1）磷的哪种同素异形体最稳定；（2）说明白磷的稳定性如何，为什么？ΔHfm60°键角的应变能。（4）根据题给热力学数据，为红磷提出一种可能的结构，说明你的理由。第1页（14页）net波波化学竞赛 7．白磷的方法是以磷酸钙矿为原料，以焦碳作还原剂，以石英砂做助熔剂，1780K时在电炉中高温下共熔得到。写出反应方程式。的解毒剂。（1）写出化学反应方程式。10．白磷用于纯磷酸，写出化学反应方程式；11．大量用于火柴生产的磷的同素异形体是哪种？12．及到的三聚磷酸钠的一个酯是什么？第二题（7分）磷氧化物的结构和性质AB，A、B的结7．白磷的方法是以磷酸钙矿为原料，以焦碳作还原剂，以石英砂做助熔剂，1780K时在电炉中高温下共熔得到。写出反应方程式。的解毒剂。（1）写出化学反应方程式。10．白磷用于纯磷酸，写出化学反应方程式；11．大量用于火柴生产的磷的同素异形体是哪种？12．及到的三聚磷酸钠的一个酯是什么？第二题（7分）磷氧化物的结构和性质AB，A、B的结构都以P4结构为基础而衍生的。1．画出A、B的结构式。2．指出氧化物A中磷原子的空间构型和氧原子的空间构型；3．B强烈腐蚀皮肤，300C（2水、D（4的化学式。水、E（6水C和D、E4．列举B的两种用途。第2页（14页）net波波化学竞赛 第三题（27分）卤化磷的结构和性质PCl3和BiCl3。（1）NCl5及BiCl5PCl5？NCl3、第三题（27分）卤化磷的结构和性质PCl3和BiCl3。（1）NCl5及BiCl5PCl5？NCl3、PCl3、BiCl3水解反应反应方程式。2．PCl3是，也是 有机磷的重要原料。PCl3具有较强毒很多含磷无机物的亡，而且它还损伤皮肤。3（1）三氯化磷对湿度很敏感，在潮湿的空气中有烟雾，迅速水解，请写出相应化学方程正盐的化学方程式。还能与液氨进行氨解反应，分别写出相应化学方程式。能与金属镍反应的是什么？3．PCl5是一种白色固体，在气态和非极性溶剂的溶液中为三角双锥形结构；而在熔融态时能导电，测得P－Cl198pm206pm两种。（1）指出中P原子所用的杂化轨道；为什么？PCl5中P－Cl（3）如果ClPCl5共有几种不同。熔体为什么能导电？写出电离反应方程式和离子结构。（5）PCl5在极性（CH3NO2）NbCl5和第3页（14页）net波波化学竞赛 离子和一种简单离子。将X溶于稍过量的NaOH中得一无色透明溶液，且无气体和沉淀产生。（1）写出A的化学式。（2）X熔体为什么导电？写出电离方程式。（3）写出所有涉及到的化学反应方程式。5．NH4PF6离子和一种简单离子。将X溶于稍过量的NaOH中得一无色透明溶液，且无气体和沉淀产生。（1）写出A的化学式。（2）X熔体为什么导电？写出电离方程式。（3）写出所有涉及到的化学反应方程式。5．NH4PF628gPCl526gNH4F在研钵中混匀研细，20mLNH4PF6NH4Cl10mL水冲洗，洗出液与前面滤液合20mL，不再析出固体为止。最后将所得滤液浓缩后直接加入CHCl3NH4PF6固体析出。过滤，真空低温干燥。称重，得（1）写出实验反应化学方程式：6g。（2）本实验产率多少？（3）微量水在此固相反应中起了一定的催化作用，其催化机理可能有如下两种：一种是PCl5和微量的H2OPOCl3NH4FPCl5反应，POCl3会影响产物的纯度？（4）另一机理可为：第四题（3分）磷的定量分析.000(N42·2n·2.100mo-1H5.00mLaOH用.200mo-1第4页（14页）net波波化学竞赛 第五题（11分）两种多磷含氧酸盐1．长期以来，多磷酸钠是洗涤剂的重要原料。n；（2）4个磷原子的各种多磷酸的结构式；（3）试说明多磷酸钠作为洗衣粉中的配料成分的作用是什么？（4）60年代时，发现加入多磷酸钠的洗衣粉在使用后会污染环境，试解释之。6第五题（11分）两种多磷含氧酸盐1．长期以来，多磷酸钠是洗涤剂的重要原料。n；（2）4个磷原子的各种多磷酸的结构式；（3）试说明多磷酸钠作为洗衣粉中的配料成分的作用是什么？（4）60年代时，发现加入多磷酸钠的洗衣粉在使用后会污染环境，试解释之。6－6612用稀酸酸化则生成66126612在强酸性条件下可以水解，生成含单个磷元素的含氧酸。请回答：（1）写出K6P6O12生成的化学方程式；（2）指出PO 中P元素杂化类型和其中的大π键类型，画出PO6－的结构式；6－612612（3）写出K6P6O12两步酸解的反应方程式。第六题（7分）氟磷灰石制过磷酸钙（不含aS4碱性转炉渣磷肥、熔成磷肥。试回答下列问题：1．写出以磷灰石矿、浓硫酸为原料重过磷酸钙的化学方程式。2．在磷灰石矿中，加入硅砂和焦炭并装入立式炉内，在高温条件下，使其与水蒸气反应（3Ca3(PO4)2，其晶体有α和β两种形态，α态在高温时稳定，β1200A、B两部分。A用水冷却，B在空气中自然冷却。问A第5页（14页）net波波化学竞赛 和B作磷肥施用，效果是否等同？为什么？后者具有更强的抗酸作用（牙缝中残渣发酵生成的有机酸，从而达到防治龋齿的目的。试写出生成氟磷灰石的化学方程式，该反应能够发生的主要是什么？第七题（7分）推理磷的含氧酸磷的含氧酸及其盐是一类重要的化工防腐蚀、防锈、锅炉水处理等。下面A～F都是磷的含氧酸。和B作磷肥施用，效果是否等同？为什么？后者具有更强的抗酸作用（牙缝中残渣发酵生成的有机酸，从而达到防治龋齿的目的。试写出生成氟磷灰石的化学方程式，该反应能够发生的主要是什么？第七题（7分）推理磷的含氧酸磷的含氧酸及其盐是一类重要的化工防腐蚀、防锈、锅炉水处理等。下面A～F都是磷的含氧酸。应得AHAA0℃时，A在空气中是稳定的，温度升高，部分转变成它的异构体B，B2个磷原子的含氧酸C和D，C是四元酸，D是二元酸。A1个磷原子的含氧酸E和F，E是三元酸、F是二元酸。1．写出A～F各物质的结构简式；2．写出A的反应方程式。第八题（6分）新型磷酸盐的低温固相 。1．写出磷酸锌铵的反应方程式；磷酸锌铵样品的TG95～1152%；200～45010%。试分析失重的可能（有反应的写出方程式。第6页（14页）net波波化学竞赛 ABCDEF第九题（14分）含氮磷骨架的化合物1．无机化合物A由同主族的短周期元素P、N、Cl组成，其中Cl元素的质量百分含量为反应得到。用冰第九题（14分）含氮磷骨架的化合物1．无机化合物A由同主族的短周期元素P、N、Cl组成，其中Cl元素的质量百分含量为反应得到。用冰256250℃时才观察到熔化。缓慢加热所得到的熔化物冷却114℃（1）写出化合物A、B、C、D的化学式；时得到橡皮状树脂（D，线形高。化（2）画出A、D的结构简式；（3）说明(NPCl2)3中磷氮间化学健的特性。（4）聚合物D是否有导电性，说明理由。（5）根据结构参数，A（Cl原子间距有关。已知顺铂盐Pt(NH3)2Cl2中，Pt—N2.00埃，Pt—Cl键2.30埃。2．具有高能量密度的锂二次电池，有可能成为空间等领域的动力源。最近有人采用A和三硫化钠作用出新型无机材料三硫代环磷氮烯聚合物[(NPS3)3]n作为锂二次电池正极材料，以提高其能量密度和良好的循环性能。（1）写出三硫代环磷氮烯聚合物的反应方程式；[(NPS3)3]n可能结构表达式。中任一S－S结构所处的化（4）[(NPS3)3]nC、H、O的聚合物材料，它还应具有怎样的特殊性质。命题与组卷：胡波200810月于浙江慈溪中学综合所有，任何 不得第7页（14页）net波波化学竞赛 ABCD《磷和磷的化合物》知识要点一、磷1．存在和磷酸矿、磷灰石；冷水保存；2Ca3(PO4)2＋6SiO2＝6CaSiO3＋P4O10 2．结构和性质白磷：毒、自然；红磷；黑磷4P＋3KOH＋《磷和磷的化合物》知识要点一、磷1．存在和磷酸矿、磷灰石；冷水保存；2Ca3(PO4)2＋6SiO2＝6CaSiO3＋P4O10 2．结构和性质白磷：毒、自然；红磷；黑磷4P＋3KOH＋3H2O＝3KH2PO2＋PH3↑二、磷的化合物1．3（膦，剧毒，微溶于水，极弱碱，PH4IPH3＋CuSO4＋H2O＝Cu＋H2SO4＋H3PO4卤化物：PCl3、PCl5：结构、水解氧化物：P4O6、P4O10：结构、与水化合PCl5：结构，电离，水解（POCl3、H3PO4）酸：正、亚、次、偏、焦、缩合AgNO3、蛋白质：黄色↓（正、白色↓凝聚（偏、白色↓不凝聚（焦）三、几个名词解释04，800℃以上则分解为P2P4β1.8844.1℃。沸2802.51干焦/12.43干焦/摩。第一、三、四、五级电离势分别为10.484、30.156、51.354、65.007电子伏。原子半径1.10×10－10米。离子半径1.71×10－10米（－3.3410－10（＋5价×101·1℃位（E°P，H＋/PH3）－0.04伏。几乎不溶于水和醇。溶于乙酸、二硫化碳、苯、氯仿。易在空和次磷酸盐．磷酸钙与二氧化硅及炭电炉中加热，所得的磷蒸气迅速冷却，即得白磷。用来2.34。千帕200℃以下着火。无磷光现象。不溶于水和260℃而制得。用来生产安全火柴、磷化合物以及用于2.69587.5℃。不溶于水和火。由白磷在高压下加热制得．。在干燥空气中室温时化学性质稳定，不易着2．磷化氢（hhin）3。熔点－133℃。沸点－87.7℃。微溶于冷水，不溶于热水，溶于乙醇和（P2H4）时，在空气中即自行燃剂和缩合催化剂。第8页（14页）net波波化学竞赛 3（hstrixid！比重.13（21℃。23.8173.8℃（氮气中210℃以上歧化成3（hstrixid！比重.13（21℃。23.8173.8℃（氮气中210℃以上歧化成33和正磷酸。由磷在空气供给不充分的条件下燃烧而得。4（hrusrihlridhhrushlorid1.57（21℃。熔点－12、亚磷酸及其酯等，也用作催化剂、氯化剂和溶剂等。、5（hspentxid25（410.3。熔点8～58℃（加压300℃升华。极易与水化成中常用作脱水剂，也可用作气体或液体的干燥剂。6hspntahkrid3.60148℃（下。160℃左右升华。溶于四氯化碳、二Cl或三氯化磷而得。用作氯化剂、脱水剂和催化剂。7hrusoxchloridl常因溶有氯气或五氯化磷而呈红黄色。有刺鼻臭味。刺激皮肤。遇湿气迅速水解，生成磷酸1.6752105.3℃。易被醇、酸所分解。由三氯化磷、五氧化二磷与氯气作用而得。用作氯化剂、催化剂和有机磷化合物。8（rthohcaci343、℃42.3234·229.3200300℃以上进一步失水成偏磷酸。结而表现粘性。较稀溶液（54％H3PO4）中磷酸根离子则与水结成氢键。磷酸是次强酸，三元酸的各级电离常数依次为：K1＝7.107×10－3、K2＝7.99×10－8、K3＝4.8×10－13。0.033摩/可得较纯的磷酸。主要用于制药、食品、肥料等工业，也用作化学试剂。9hhat24、磷酸钙[a3(P4)224(N4)24（24[a(24)2pH中性时实际上不溶于水。磷酸三钠的水溶液则呈强碱性。磷酸二氢钠加热可得聚偏磷酸钠[（NaPO3）x]，磷酸氢二钠加热则得焦磷酸钠（a427是重要的洗涤剂、发酵剂和水软化剂。10apatit）化学成分Ca[P4]3（、C、制得。在农业上都可直接或间接用作肥料。也53.18～3.21。光泽，断口呈油脂光泽。颜色不一，以灰色、第9页（14页）net波波化学竞赛 褐黄、淡绿色为常见。解理平行。底面石矿层是沉积磷矿经区域变质而成。有时磷灰石肉眼难于识别，可用HNO3滴于其上，再加矿物原料，氟磷灰石晶体是激光材料。phosphate）Ca(H2PO4)褐黄、淡绿色为常见。解理平行。底面石矿层是沉积磷矿经区域变质而成。有时磷灰石肉眼难于识别，可用HNO3滴于其上，再加矿物原料，氟磷灰石晶体是激光材料。phosphate）Ca(H2PO4)2·H2O。无色闪光晶体粉末。纯品不吸湿，含少量磷酸等杂质，在空气中会潮解。比重2.220（18/4℃。溶于水和酸。水溶液呈酸性。109203℃分解。将磷酸二钙或磷酸三钙、搪瓷及焙粉等。稳定剂，也用于制12（hhrusacid化学式2(3)（33.65（1.℃7.618（34334酸离解常数分别为k1＝5.1×10－2，k2＝1.8×10－7。具有较强的还原能力，可使溶液中银盐还原而析出金属银。将三氯化磷在浓盐酸中缓慢水解而制得。用作还原剂、分析试剂和制亚磷酸盐的原料。.43（196.3或以酸型离子交换树脂处理次磷酸钠溶液，均可得无色的次磷酸溶液，浓缩后可得它的片状晶体。次磷酸是还原能力很强的一元酸，其酸电离常数K＝8×10－2。用来制次磷酸盐，其钠盐、锰盐、铁盐等通常用作滋补。prphcacd4261分别为：K1＝1.4×10－1，K2＝1.1×10－2，K3＝2.1×10－7，K4＝4.1×10－10。由正磷酸加热至250～260℃而得。用作催化剂、有机过氧化物稳定剂和制有机磷酸酯等。焦磷酸盐prph：含有焦磷酸根（27－）及酸式焦磷酸钠（Na2H2P2O7）等。焦磷酸钾三水合物（K4P2O7·3H2O）为无色、易潮解的晶体。比重2.33，300℃时失去全部结晶水。用氢氧化钾或碳酸钾与磷酸中和，一定的pH24500状或粉末状无水焦磷酸钾，后者在无电镀中用作络合剂。焦磷酸钠（Na4P2O7·10H2O）可用作洗涤剂、软化剂等。酸式焦磷酸盐则由磷酸二氢盐制得。第10页（14页）net波波化学竞赛 参考pdf可打印文件，欢迎加入（13），详细：net/hxjs/7.htm。第一题（18分）1．正四面体60°（0.5分）2．P433.3%P2 P≡P66.7%（0.5分，2分）3参考pdf可打印文件，欢迎加入（13），详细：net/hxjs/7.htm。第一题（18分）1．正四面体60°（0.5分）2．P433.3%P2 P≡P66.7%（0.5分，2分）3．保存在冷水中（0.5分）4．21（1分，）不是红磷是单质不是化合物（0.5分）5．金属光泽导电（0.5分）61黑磷（1）90°sp3109°28’P4因四（1分）ΔH＝－172kJ/molP1260°键角，每个键的应变rm能即为：－14kJ/mol（1.5分）4（4）4）4红磷ΔH＝－72kJ/morm72/14＝5.145.1460°键角125060°键角转化为正常键角。由此提出其结构为：P4单元只660（1.5分）7．2C3(P42＋6i2＋0C0K6CaSiO＋410C1分）8．P4＋3KOH＋3H2OPH3＋3KH2PO2（1分）9．P4＋10CuSO4＋16H2O＝10Cu＋4H3PO4＋10H2SO411P4＋60CuSO4＋96H2O1分）10．3P4＋20HNO3＋8H2O＝12H3PO4＋20NO↑（1分）11．红磷（0.5分）12．43 T1）－第二题（7分）1．A：P4O6B：P4O10（1分）2．正四面体正八面体（0.5分）3．C：(HPO3)4D：H4P2O7 E：H3PO4（1分）4．脱水剂、干燥剂（0.5分）第三题（27分）1（22p43NCl5（1分）第11页（14页）net波波化学竞赛 3p3d有强氧化性，Cl又有还原性，所以BiCl5（1分）（2）NCl3＋3H2O＝NH3＋3HClO3p3d有强氧化性，Cl又有还原性，所以BiCl5（1分）（2）NCl3＋3H2O＝NH3＋3HClO1分）3333l.5）6N23N或6N(N)(N＋C.5）（3）能，P原子上的孤电子对可作给电子配体进入过渡金属镍的d轨道形成配合物Ni[(PCl)3]4（1.5分）31）3d（.5分）（2）VSEPR方法bp-bpP－Clbp同时受到夹角90°3个bp2个bpP－Cl键应。此符合实验测定值。轴上长于赤道上的P－Cl202pm。（3）12（1分）Cl+ClClClClClP（4）2PCl＝PCl＋PCl（1分）＋－（0.5分）PCl546ClClCl（5）PCl＋NbCl＝[PCl]＋[NbCl]－（1分）554641）：r51.5）（2）PBr5＝PBr4+＋Br－（1.5分）（3）PBr5＋8NaOH＝5NaBr＋Na3PO4＋4H2O（1分）AgNO3＋NaBr＝AgBr↓＋NaNO3（0.5分）3AgNO3＋Na3PO4＝Ag3PO4↓＋3NaNO3（0.5分）51）l56N4F2（46＋5N4Cl（1分）（2）29%（1分）POCl3，该化合物可以在以后的分离中与水进一步反应生成H3PO3，最后将留在滤液中，而度（1.5分）（4）HCl＋NH3·H2O→NH4Cl＋H2O（1.5分）第四题（3分）影响产物的纯2－ 2－ ＋(NH4)2HPO4·12MnO3·H2O＋24OH－＝12MnO4＋HPO4＋2NH4＋13H2O（1分）PcNaOHVNaOHcHNOVHNOA 2433 wPm103s0.100050.000.200010.2730.97 24100＝0.3802%（2分）1.000103第12页（14页）net波波化学竞赛 第五题（11分）11n34＝n＋2n3＋1第五题（11分）11n34＝n＋2n3＋1n－1)2On34＝(3)nn2（各1分）（2）（1分）多磷酸根是一种强络合剂