Question

【题目】磷腈化合物含有3种元素，且分子中原子总数小于20。0.10mol PCl5和0.10mol NH4Cl恰好完全反应，生成氯化氢和0.030mol磷腈化合物。

（1）推算磷腈化合物的相对分子质量（提示：Mr>300）。

（2）写出该反应的化学方程式。

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恰好完全反应，生成氯化氢和0.030mol磷腈化合物，根据质量守恒定律，则化合物提供的Cl原子的物质的量为0.1mol×5+0.1mol×1=0.6mol，又磷腈化合物中只含有三种元素，则必须将其中的氢原子全部除去，两物质提供的H原子的物质的量为0.1mol×4=0.4mol，由氢原子守恒则生成的氯化氢的物质的量为0.4mol，则磷腈化合物中含有的Cl原子为0.6mol-0.4mol=0.2mol、P原子为0.1mol、N原子为0.1mol，则该化合物的最简式为PNCl2；设磷腈化合物的分子式为(PNCl2)x，由其含有的原子总数小于20，则知：4x＜20，故x＜5；假设x=4，其分子式为(PNCl2)4，相对分子质量为31×4+14×4+35.5×8=464；假设x=3，其分子式为(PNCl2)3，相对分子质量为31×3+14×3+35.5×6=348；假设x=2，其分子式为(PNCl2)2，相对分子质量为31×2+14×2+35.5×4=232＜300，则不符合题意应舍去，根据质量守恒，反应前磷原子物质的量为0.1mol，反应后磷腈化合物为0.03mol，为上述两种腈化合物的混合物，答：磷腈化合物的相对分子质量为348和464；

(2)根据上述分析，0.10molPCl5和0.10molNH4Cl恰好完全反应，生成0.4mol氯化氢和0.030mol磷腈化合物[(PNCl2)4和(PNCl2)3的混合物]，根据磷原子物质的量为0.1mol，可知(PNCl2)4为0.01mol，(PNCl2)3为0.02mol，反应的化学方程式为10PCl5+10NH4Cl=2(PNCl2)3+(PNCl2)4 +40HCl，故答案为：10PCl5+10NH4Cl=2(PNCl2)3+(PNCl2)4 +40HCl。