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        1. 【題目】磷酸是重要的化學(xué)試劑和工業(yè)原料。請回答下列問題:

          (1)已知:25℃時,磷酸和氫氟酸的電離常數(shù)如下表所示。

          物質(zhì)

          H3PO4

          HF

          電離常數(shù)

          Ka17.1×103;

          Ka26.3×108;

          Ka34.2×1013

          Ka6.6×104

          NaF溶液中滴加少量H3PO4溶液,反應(yīng)的離子方程式為____________

          (2)已知:

          .CaO(s)+H2SO4(l)CaSO4(s)+H2O(l) ΔH-271kJ·mol1

          .5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l) ΔH-937kJ·mol1

          則:①工業(yè)上用Ca5(PO4)3F和硫酸反應(yīng)制備磷酸的熱化學(xué)方程式為____________。

          ②一定條件下,在密閉容器中只發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,達到平衡后縮小容器容積,HF的平衡轉(zhuǎn)化率________(增大”“減小不變,下同)HF的平衡濃度________

          (3)工業(yè)上用磷尾礦制備Ca5(PO4)3F時生成的副產(chǎn)物CO可用于制備H2,原理為CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH。

          ①一定溫度下,向10L密閉容器中充入0.5mol CO1mol H2O(g),2min達到平衡時,測得02min內(nèi)用CO2表示的反應(yīng)速率v(CO2)0.02mol·L1·min1。則CO的平衡轉(zhuǎn)化率α________;該反應(yīng)的平衡常數(shù)K________。

          ②在壓強不變的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),設(shè)起始的y,CO的平衡體積分數(shù)(φ)與溫度(T)的關(guān)系如圖所示。則:該反應(yīng)的ΔH___0(”“,下同)。a_____1,理由為_____________

          【答案】H3PO4+FHF+H2PO4 Ca5(PO4)3F(s)5H2SO4(l)3H3PO4(l)HF(g)5CaSO4(s) ΔH=418 kJ·mol1 增大 不變 80% 相同溫度下,y越小,CO的轉(zhuǎn)化率越大,其平衡體積分數(shù)越小

          【解析】

          1)根據(jù)電離平衡常數(shù)可知酸性有如下關(guān)系:H3PO4HFH2PO4HPO42,所以向NaF溶液中滴加少量H3PO4溶液,反應(yīng)的離子方程式為為:H3PO4+FHF+H2PO4;

          2)①已知:Ⅰ.CaO(s)+H2SO4(l)CaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-271 kJ·mol1

          Ⅱ.5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l) ΔH=-937 kJ·mol1

          根據(jù)蓋斯定律可知Ⅰ×5-Ⅱ即得到Ca5(PO4)3F和硫酸反應(yīng)制備磷酸的熱化學(xué)方程式為Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l)3H3PO4(l)+HF(g)+5CaSO4(s) ΔH=-418 kJ·mol1;

          ②反應(yīng)Ⅱ的正反應(yīng)體積減小,所以達到平衡后縮小容器容積平衡向正反應(yīng)方向移動,HF的平衡轉(zhuǎn)化率增大。由于溫度不變,平衡常數(shù)不變,即Kc(HF),因此HF的平衡濃度不變;

          3)①測得 02 min內(nèi)用CO2表示的反應(yīng)速率v(CO2)=0.02 mol·L1·min1,所以生成CO2濃度是0.04mol/L,則

          因此CO的平衡轉(zhuǎn)化率α=×100%=80%,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

          ②根據(jù)圖像可知升高溫度CO的體積分數(shù)增大,說明平衡向逆反應(yīng)方向進行,所以該反應(yīng)的ΔH0,由于相同溫度下,y越小,CO的轉(zhuǎn)化率越大,其平衡體積分數(shù)越小,所以a1。

          練習冊系列答案
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          3)寫出F轉(zhuǎn)化為G的化學(xué)方程式:_______。

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