问题: 化学问题
PCl5是一种白色晶体,加热到160℃时不经过液态阶段就直接变成了蒸气。测知180℃时的蒸气密度(折合成标准状况)为9.3g·L-1,分子没有极性,P—Cl键长为204pm和211pm两种。继续加热到250℃时测知压力为计算值的两倍。PCl5在加压下于148℃液化,形成一种能导电的熔体,测知P—Cl的键长为198pm和206pm两种。回答下列问题:
(1)180℃时的PCl5蒸气中存在什么分子?其主要结构是什么?
(2)250℃时的PCl5蒸气中存在什么分子?其主要结构是什么?
(3)PCl5熔体为什么能导电?导电微粒是什么?电离方程式是什么?
(4)PBr5气态分子的结构与PCl5相似,它的熔融体也能导电,经测定知其中只存在一种P—Br键长,导电微粒是什么?电离方程式是什么?
解答:
(1)
180℃时的蒸气密度(折合成标准状况)为9.3g·L^-1。
推出:PCl5的摩尔质量M=p(密度)* Vm(摩尔质量)=9.3*22.41=208.4(g/mpl)=M(P)+5M(Cl)
推出:蒸汽中的分子为PCl5单体,而不存在多聚体。
分子没有极性,P—Cl键长为204pm和211pm两种。
推出:PCl5的分子空间构型为对称的六面体或称作三角双锥(可以看成由两个三棱锥拼接而成),5个Cl原子位于六面体的顶点,而P原子位于假象的两个三棱锥拼接面(是一个等边三角形)的中心。
(2)
继续加热到250℃时测知压力为计算值的两倍。
推出:PCl5分子分解为PCl3(呈气态)和Cl2(符合体积变化)。
(3)
PCl5在加压下于148℃液化,形成一种能导电的熔体,测知P-Cl的键长为198pm和206pm两种。
推出:没有水的溶剂极化作用就存在自由移动的离子,说明为离子晶体
推出:此时结构为由正四面体[PCl4]^+和八面体[PCl6]^-构成的离子晶体。此二者即为PCl5的导电微粒,电离方程式略。
(4)
PBr5气态分子的结构与PCl5相似,它的熔融体也能导电,经测定知其中只存在一种P-Br键长。
推出:导电微粒是[PBr]^+和Br^-,电离方程式略。
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