Question

【題目】磷腈化合物含有3種元素，且分子中原子總數小于20。0.10mol PCl5和0.10mol NH4Cl恰好完全反應，生成氯化氫和0.030mol磷腈化合物。

（1）推算磷腈化合物的相對分子質量（提示：Mr>300）。

（2）寫出該反應的化學方程式。

Answer 1

【答案】（1）348或464；（2）10PCl5+10NH4Cl=2（PNCl2）3+（PNCl2）4+40HCl

【解析】(1)由0.10molPCl5和0.10molNH4Cl恰好完全反應，生成氯化氫和0.030mol磷腈化合物，根據質量守恒定律，則化合物提供的Cl原子的物質的量為0.1mol×5+0.1mol×1=0.6mol，又磷腈化合物中只含有三種元素，則必須將其中的氫原子全部除去，兩物質提供的H原子的物質的量為0.1mol×4=0.4mol，由氫原子守恒則生成的氯化氫的物質的量為0.4mol，則磷腈化合物中含有的Cl原子為0.6mol-0.4mol=0.2mol、P原子為0.1mol、N原子為0.1mol，則該化合物的最簡式為PNCl2；設磷腈化合物的分子式為(PNCl2)x，由其含有的原子總數小于20，則知：4x＜20，故x＜5；假設x=4，其分子式為(PNCl2)4，相對分子質量為31×4+14×4+35.5×8=464；假設x=3，其分子式為(PNCl2)3，相對分子質量為31×3+14×3+35.5×6=348；假設x=2，其分子式為(PNCl2)2，相對分子質量為31×2+14×2+35.5×4=232＜300，則不符合題意應舍去，根據質量守恒，反應前磷原子物質的量為0.1mol，反應后磷腈化合物為0.03mol，為上述兩種腈化合物的混合物，答：磷腈化合物的相對分子質量為348和464；

(2)根據上述分析，0.10molPCl5和0.10molNH4Cl恰好完全反應，生成0.4mol氯化氫和0.030mol磷腈化合物[(PNCl2)4和(PNCl2)3的混合物]，根據磷原子物質的量為0.1mol，可知(PNCl2)4為0.01mol，(PNCl2)3為0.02mol，反應的化學方程式為10PCl5+10NH4Cl=2(PNCl2)3+(PNCl2)4 +40HCl，故答案為：10PCl5+10NH4Cl=2(PNCl2)3+(PNCl2)4 +40HCl。