PCl5气体分子极性为进零,P—Cl键长为204pm和211pm两种,PCl5加压,148℃液化,能导电,测得P—Cl键

PCl5气体分子极性为进零,P—Cl键长为204pm和211pm两种,PCl5加压,148℃液化,能导电,测得P—Cl键长度变为了198 pm 和206pm,
PBr5结构与PCl5 相似,在熔融下也能导电,但只有一种P—Br键,试用最简洁方式解释.

很明显,这就是97年初赛题
本题与上题是两种不同类型的信息题.上题是先集中到一点,攻破这个关键,其余问题不难解决.本题是四个虽相关却又相互独立的问题.问题1只涉及第一句话给出的信息.由折合成标准状态的蒸气密度和五氯化磷的化学式量,经过属于中学教学内容的简单的计算,就可以得出：180℃下的PCl5是单体,即PCl5就是它的分子式.PCl5分子有5个Cl原子围绕着P原子排列,信息表明其中有两种不同键长的P－Cl键,可见不可能是平面的五角形的分子（它的磷氯键是一种）,一定具有三维立体结构；三维立体结构还可能有两种：三角双锥或者四角锥体,后者的极性不等于零,所以PCl5分子是三角双锥型分子.问题2的相关信息是第二句话给出的.该信息无疑表明,PCl5分子在加热到250℃时分解了,生成等量/摩尔的两种气态分子.这种分解反应从类型上说,有的学生可能是熟悉的,例如氧化铜分解生成氧化亚铜和氧气,二氧化锰分解生成四氧化三锰和氧气,三氧化硫分解生成二氧化硫和氧气等等.本题是将这种知识迁移到氯化物上来.所以,可以想见,五氯化磷的分解产物是三氯化磷和氯气.如果答不上来,也不会影响解答后面的问题,这叫做东方不亮西方亮,即便受点挫折,也要经受考验,本题在设计时有这种心理素质考验,因而对第二问的信息提供得较少.问题3涉及的是电解质的基本概念：电解质的定义之一是它的熔体能够导电.但是中学课本里对熔体的导电粒子的讨论很少.本问题首先给出PCl5熔体能导电的信息,由这个信息应当想见其中有正、负两种离子存在.那么,是哪两种离子呢?本题的信息是该熔体中有两种不同的P－Cl键长,这就排除了一种是Cl－另一种是PCl4＋的可能,因为四配位的PCl4+无论如何不会有两种不同的键长（不管它是正四面体型还是平面四边形）,所以两种离子可能是PCl4+和PCl6－.这个小题在表述中避免了画出结构式之类的用语,是为减少暗示.问题4是对问题3的一个反馈性的暗示.意思无非是说,若将氯改换成溴,与PCl6－相似的PBr6–是不能形成的,因而其中的阴离子只是氯离子.如果学生脑中浮现溴离子比氯离子大得多的图象,就会想象,6个溴离子包在半径很小的P5+外面可能实在太挤了,挤不下了,而较小的氯离子则是有可能的.学化学比起学物理需要有更多的想象力,而想象是创新所不可缺少的思维形式,这或许是化学吸引一大批有志为人类进步、社会发展、祖国昌盛作出一番贡献的人的缘故之一.本题有意进行这样的引导.
【解】
1．9.5×22.4＝208.3g/mol（1分）
PCl5相对分子质量31.0＋35.5×5＝208.5（1分）
蒸气组成为PCl5（结构式如右图所示）（1分）
呈三角双锥体.三角双锥分子无极性,有两种键长.（2分）
（注：若答成四方锥体不给分,因它有极性,与题面给的信息不符）
2．PCl5＝PCl3＋Cl2
氯分子Cl－Cl 三氯化磷分子（结构式如右图所示）（本小题共3分）
（压力为计算值的两倍表明1mol PCl5完全分解成1molPCl3和1molCl2,共2mol.气体由等摩PCl3和Cl2组成.）
3．PCl5＝PCl4+＋PCl6－
（本小题共3分）
（注：含PCl4+和PCl6—两种离子,前者为四面体,后者为八面体,因此前者只有一种键长,后者也只有一种键长,加起来有两种键长.）
4．PBr5＝PBr4+＋Br－ PBr4+结构同PCl4+（本小题共2分）
（其他答案只要正确也可得分,但适当扣分.）