化學(xué)奧賽無機(jī)元素化學(xué)習(xí)題-氮-族-元-素(含答案)

1、5555高中化學(xué)奧林匹克競賽輔導(dǎo)】無機(jī)元素化學(xué)習(xí)題第十三章氮族元素試寫出硝酸或硝酸鹽被還原為六種不同產(chǎn)物的化學(xué)方程式。寫出下列各種硝酸鹽的熱分解化學(xué)方程式：NaNO(2)NHNO(3)LiNO(4)Cu(NO)(5)AgNO3433323試寫出下列各物質(zhì)的熱分解方程式：NHCl(2)NHNO(3)(NH)CrO(4)(NH)SO4424227424(5)(NH)CO(6)NHClO(7)NHNO(8)NHHCO423444343指出下列各分子或離子中氮的氧化數(shù)：N,NH+,NaNO,NH,NHOH,NO,N0,NHNO,4324222443NO,NCl,LiN,HN333為什么硝酸能用于從Na

2、CO制備CO而不能用于從NaSO制備SO?寫出相應(yīng)的反應(yīng)方232232程式。什么叫同素異形體？磷有幾種主要的同素異形體？它們的性質(zhì)主要區(qū)別表現(xiàn)在哪些方面?計算下列各分子中磷的氧化數(shù)：PH,HPO,HPO,HPO,HPO,PHI,P,PCl323334427443寫出NaHPO、NaNHHPO和NHMgPO的熱分解方程式。244444試從HO-P-OH的縮水過程表明焦磷酸，偏磷酸，鏈狀三磷酸，環(huán)狀三偏磷酸的結(jié)構(gòu)式。已知H3PO2是一元酸，你能推斷出此酸的結(jié)構(gòu)式嗎？為什么NCl3不穩(wěn)定，易爆炸，而PCl3則不然？寫出它們與水反應(yīng)的化學(xué)方程式。估計下列各酸的pK值：HCrO,HBrO,HClO,HI

3、O,HNO244563試寫出下列各物質(zhì)的反應(yīng)方程式(1)Mg+N2(2)NH+3CuO(3)HNO3光或熱(4)PCl+3HO2T(5)NaBiO3+MnCl+HCl2(6)AsH+3AgNO+HO2(7)AsS+23-HNO(濃)一(8)HAsO34+KI+HCl一為什么用濃硝酸處理固體As.Sb和Bi只能分別生成HAsO溶液、SbO白色沉淀和Bi3+425離子溶液？試說明為何無NX和BiI存在。試解釋砷分族的硫化物皆有色且難溶于水的原因。為什么AgPO黃色沉淀既能溶于醋酸又能溶于濃氨水？34下面的排列順序是堿性減少的順序：NHNHNHOH，根據(jù)分子結(jié)構(gòu)來解釋此順序。3242試解釋：為什么有

4、SF化合物，而OF不存在；為什么有PCl化合物而NCl不存在？6655試解釋：(1)%比O2、Cl2穩(wěn)定(2)紅磷比白磷不活潑(3)Bi的熔點特別低(4)氮的最高共價為4，磷的最高共價為6在由砷酸鹽在酸性介質(zhì)中與H2S反應(yīng)制備硫化砷(III)時，為什么說I-可以作為催化劑？用相應(yīng)的反應(yīng)方程式說明。試比較MgN,NCl，PCl，BiCl的水解產(chǎn)物并從中找出規(guī)律性。32333試解釋為何N比N+有較大的離解能，而O比O+的離解能低。222有一白色固體，溶于水，顯弱酸性，加堿中和，再加入I2，則顏色消失，酸化后又有I2的棕黃色出現(xiàn)，試判斷固體為何物，并寫出反應(yīng)方程式。如何鑒別某無色晶體是否為NaNO、

5、NaNO或NHNO?243某溶液中可能有As3+、Sb3+、Bi3+，如何鑒別？如何區(qū)別下列各組物質(zhì)：硝酸鹽溶液及亞硝酸鹽溶液磷酸溶液及亞磷酸溶液固體氯化銨和硝酸銨如何將含有HPO、HAsO和Bi3+離子的混合溶液，彼此分離成含有HPO、HAsO和Bi3+34343434離子的三個溶液？聯(lián)氨的標(biāo)準(zhǔn)生成熱為+50.88kJmol-1,試計算聯(lián)氨的燃燒熱。N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l)活潑金屬能使NO3-還原到NH3?，F(xiàn)有25cm3、含有NO3-離子的溶液與活潑金屬反應(yīng)，放出的氨氣通入50.00cm3、0.1500moldm-3鹽酸溶液中，過量的HC1需要32.10cm3、0

6、.1000moldm-3的NaOH完全中和，問此原始溶液中，NO3-離子的濃度為多少？在酸性條件下，聯(lián)氨(HNNH)被IO-氧化成N,IO-成為I-(注意：聯(lián)氨是一種弱堿，22323在酸性溶液中主要以NH+離子存在)(1)寫出此離子反應(yīng)方程式(2)假設(shè)10.00cm3的聯(lián)氨溶液,25氧化后可以得到30.7cm3的(在標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，問聯(lián)氨的摩爾濃度是多少？在此氧化反應(yīng)中需要的KIO的最小量為多少克？3寫出下面的離子反應(yīng)方程式：在酸性的亞硝酸溶液中，分別用Br、MnO-和CrO2-氧化亞硝酸。2427硝酸根離子被I-離子還原到NO,而I-離子變成了I3-被HSO3-還原到NH3。亞硝酸與氨水反應(yīng)得

7、到。用附表的數(shù)據(jù)計算Br2(液)與HNO2反應(yīng)的平衡常數(shù)。硝酸鈉和亞硝酸鈉的混合物，溶于水，配成250cm3的溶液。用25.00cm3含KMnO3.16gdm4-3的溶液滴定31.35cm3的上述溶液，恰好使此髙錳酸鉀溶液退色。另取25cm3原始溶液加入過量的Devarde合金和氫氧化鉀蒸餾，把餾出物收集在50.00cm3、0.1moldm-3的硫酸溶液中，需32.50cm3、0.2moldm-3Na0H溶液中和過量的硫酸，計算原始溶液中硝酸鈉和亞硝酸鈉的重量(Devarde合金含:45%Al、5%Zn、50%Cu)已知在酸性條件下：HNO+H+e=NO+HO。=+1.00V22NO-+3H+

8、2e=HNO+HO。=+0.94V322試根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電極電勢判斷HNO能否與Fe2+,SO2-,MnO-發(fā)生氧化還原反應(yīng)，若能反應(yīng)，寫出234離子反應(yīng)方程式，并指出hno2是氧化劑還是還原劑？計算工業(yè)上用氨氧化法制硝酸時，在7001、0.99atm下，每消耗lm3氨氣，理論上可以制得多少千克70%硝酸？1atm,251時，2NH%+3反應(yīng)達(dá)到平衡，有3%氨氣分解，求此反應(yīng)的平衡常數(shù)Kc及Kpo為了測定銨態(tài)氮肥中的含氮量，稱取固體樣品0.2471g,加足量NaOH溶液，并進(jìn)行蒸餾，用50.00cm3、0.105mol-dm-3的鹽酸吸收，再用0.1022mol-dm-3NaOH溶液滴定?！拔找骸?/p>

9、中剩余的HCl，消耗了11.69cm3NaOH溶液，計算肥料中氮的百分含量。取1.55g紅磷與充足的空氣反應(yīng)，可生成PO多少克？將生成的PO溶于250cm3熱水525中(設(shè)體積不變)所得溶液的摩爾濃度是多少？溶液中的H+=?可置換的H+離子物質(zhì)的量濃度是多少？(K=7.52X10-3)試求：251時下面反應(yīng)的平衡常數(shù)：3HNO2(aq)=H3O+(aq)+2NO(g)+NOaq)用lg硫完全溶于過量的液態(tài)氨中得到一種氣體和一種僅含氮、硫兩種元素的化合物，此氣體能使醋酸鉛試紙變黑色。收集反應(yīng)中生成的氣體，體積為418cm3(在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))推斷出此固體的經(jīng)驗式，并寫出此反應(yīng)的方程式。已知在OH-溶液

10、中，AsO3-+2HO+2e=AsO-+4OH-，。=-0.71V，I+e=2I-，222e=+0.535V，求反應(yīng)：AsO-+I+4OH-=AsO3-+2I-+2HO的K值。2242一般說來，連續(xù)的各級電離常數(shù)之間相差104或105因子，但是當(dāng)各個質(zhì)子來源于分子鍵上各個不同的部位，這個規(guī)則就被打破了。例如聚酸HPO是一個四元酸，離解常數(shù)分別427為K=1.4X10-1、K=1.11X10-3、K=2.9X10-7、K=3.6X10-9。已知有0.250mol-dm-3HPO，234427試計算平衡時HO+，HPO，HPO-，HPO2-，HPO3-和PO4-等離子濃度。342732722727

11、27化合物A是一種無色液體，在其水溶液中加入HNO3和AgNO3時，生成白色沉淀B,B能溶解于氨水而得到一溶液C,C中加入HNO3時B重新沉淀出來。將A的水溶液以硫化氫飽和，得黃色沉淀D,D不溶于稀HNO3，但能溶于KOH和KHS的混合溶液中，得到溶液E。酸化E時D又重新沉淀出來。D又能溶解于KOH和H202的水溶液中，得溶液F。F用Mg(NO3)2和NH4N03的混合溶液處理時得白色沉淀G,G溶于醋酸，所得溶液以AgNO3溶液處理時，得紅棕色沉淀H。試鑒別各字母所表示的物質(zhì)，并用化學(xué)方程式說明各反應(yīng)過程。試解釋：NO容易形成二聚物，ClO和NO則不能形成二聚物。22試解釋：N.比較穩(wěn)定，約在

12、2501時才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而NCl3卻是極其危險的易爆炸的油狀物。NH是幾元堿？比較NH和NH的堿性、還原性及熱穩(wěn)定性大?。?243251時水溶液中肼與強(qiáng)酸反應(yīng)結(jié)合一個質(zhì)子的平衡常數(shù)為3.0X108，求NH的堿式電24離常數(shù)K及其共軛酸的酸式電離常數(shù)K。baPCl5在加壓下于1481液化，形成一種能導(dǎo)電的熔體，測得PCl的鍵長為198pm和206pm兩種，PBr的熔體也能導(dǎo)電，測得PBr只有一種鍵長5試解釋PCl(l)和PBr(l)為什么會導(dǎo)電？55試解釋PCl(l)為什么會存在兩種鍵長，而PBr(l)為什么只存在一種鍵長？55畫出所有分子、離子的幾何構(gòu)型。HN3有哪些可能的共振結(jié)構(gòu)？標(biāo)明每

13、個共振結(jié)構(gòu)中所有原子的形式電荷。討論HN3分子中三個氮原子的雜化方式并比較它們之間的NN鍵的鍵長的長短。在常溫下把NO氣體縮到100個大氣壓，在一個體積固定的容器里加熱到501，發(fā)現(xiàn)氣體的壓強(qiáng)迅速下降。已知其中一種產(chǎn)物為n2O,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式，并解釋為什么最后的氣體總壓略小于原壓的2/3？近期報導(dǎo)了用三甲基鋁Al(CH3)32(A)和2,6二異丙基苯胺(B)為原料，通過兩步反應(yīng)，得到一種具有與苯相似結(jié)構(gòu)的環(huán)鋁氮烷的衍生物(D)：第一步：A+2B=C+2CH4第二步：DCmeD+CH(中需填入適當(dāng)?shù)南禂?shù))4請回答下列問題：分別寫出兩步反應(yīng)的配平的化學(xué)方程式寫出D的結(jié)構(gòu)式設(shè)在第一步反應(yīng)中，A

14、與過量的B完全反應(yīng)，產(chǎn)物中的甲烷又全部揮發(fā)，對反應(yīng)的混合物進(jìn)行元素分析，得到其質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下：C(碳)：73.71%N(氮)：6.34%試求混合物中B和C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？金屬鉍溶解在熔融的BiCl中，得到一個組成為BiCl的黑色固體，其結(jié)合方式為TOC o 1-5 h z32428(Bi)a(BiCl)b(BiCl)c。試確定x、y、z和a、b、c的值并畫出各單元的結(jié)構(gòu)式。9x5y28z在PO中兩種PO鍵的鍵長之差為0.23入，而在PS中PS鍵的相應(yīng)差別為0.13入，10410試說明之。答案Cu+4HN0(濃)=Cu(NO)+2NOt+2HOTOC o 1-5 h z332223Cu+8HNO(稀)

15、=3Cu(NO)+2NOt+4HO33224Zn+10HNO(稀)=N0+4Zn(NO)+5HO323223HC1+HNOCl+NOCl+2HO3224Zn+NO-+6H0=4Ze+NH+90H-323(1)2NaN0厶-2NaNO+O(2)NHNO=NO+2HO3224322(3)4LiN02LiO+4NO+O(4)2Cu(N0)2CuO+4NO+O(5)2AgN0g=2Ag+2N02+0?NNH+NaNONHNHOHNONONHNONONClLiNHN2432422244323330-3+3-2-1+4-4-3+5+1-3-3-1/3CO基本無還原性而SO有還原性，.硝酸可以把SO2-氧化

16、成SO2-而不會放出SOto2HN0q223423+NaCO2NaNO+COt+HO233222HNO+3NaSO3NaSO+2NO+HO323242由同種元素組成的不同單質(zhì)，稱為同素異形體。磷的同素異形體有白磷、紅磷和黑磷。白磷化學(xué)性質(zhì)活潑，易溶于CS2中，必須盛放在水中，有毒；紅磷化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于CS2中，毒性??；黑磷具有片層結(jié)構(gòu)，有導(dǎo)電性等等。7.PH3HPO32HPO33HPO34HPO427PHI4P4PCl3-3+1+3+5+50+3-3TOC o 1-5 h zxNaHPO(NaPO)+xHOxNaNHHPO(NaPO)+xHO+xNH243x2443x232MgNHPOMg

17、PO+HO+2NH442272300O2HOfOHH廠HO廠O廠OH焦磷酸(氣卩2。7)OHOHOHOOHO廠OH-H2OOHO廠OH-H2)”HO_POOH3H3PO4-2H2)3H3fO43H29OOOHOfO_fO_f一IOHOHOHOOH葉O.OOf葉OOHHOOOH偏磷酸（HPO3）鏈狀三磷酸（H5P3O10）5310環(huán)狀三偏磷酸（H3P3O9）010.H_廠OHH11.對NCl3而言，N為一3氧化態(tài)，而Cl為+1氧化態(tài)，+1氧化態(tài)的Cl非常不穩(wěn)定，另外NCl3分子中卩八（NCl）+卩嗚門）方向一致，.偶極矩增加，分子的活性增強(qiáng)，故NC1（分子）（原子）3不穩(wěn)定，易爆炸；PJ中P的氧

18、化數(shù)為+3,Cl的氧化數(shù)為一IPd分子的極性又小，.Pd比NCl穩(wěn)定，不會發(fā)生爆炸。NCl3+3H02NH+3H0Cl3PCl+33H02:P(OH)+3HCl312.HCr024HBr04HCl0HI056HN03Cr0(0H)22B0(0H)3(H0)ClI0(0H)5N0(0H)2pK一3一872一314.As（iii）、Sb（III）都有還原性，濃硝酸可以繼續(xù)把As（III）、Sb（m）氧化成HAs0和Sb0，而Bi3+的還原性非常弱，即從Bid一Bi（v）要失去6s2惰性電子對，.濃硝酸不可能再氧化Bi3+,故濃硝酸與Bi反應(yīng)只能生成Bi3+離子溶液。N元素是第二周期元素，其最大共價

19、配位數(shù)為4,所以無NX存在，因為在NX中N的配55位數(shù)為五。BiI之所以不存在是因為Bi（v）是強(qiáng)氧化劑而1-離子是還原劑，它們之間會發(fā)生反5應(yīng)2Bi（v）+2I2Bi3+I,故BiI不存在。25AsSSbSBiS，極化作用依次增強(qiáng)，顏色逐漸加深，溶解度依次減小。TOC o 1-5 h z32323AgPO+6NH3Ag（NH）+PO3-，所以AgP0溶于濃氨水；4332434AgPO+2HAc=2AgAc+AgHPO，所以AgP0溶于醋酸。342434.把N2H4和NqOH看作由一NH2和一oh分別取代NH3中的一呷/懊；N個H原子，而NH和0H可以削弱N原子到孤電子對的原子偶HHH.nHH

20、HOhH2/I極，.給出電子對的能力從NH、NH到NHOH依次減弱。Hh242對S和P元素而言，價軌道有3s、3p、3d,分別可以采取sp3d2和sp3d雜化形成SF和6PCl，但0和N元素的價軌道只有2s、2p，只能采取sp3雜化，.不能形成OF和NCl。65（1）N、0、Cl鍵級分別為3、2、1,由于N的鍵級最大，.N比0、Cl穩(wěn)定。2222222（2）白磷為P正四面體分子結(jié)構(gòu)，ZPPP=60。，此結(jié)構(gòu)中存在著力，.P不穩(wěn)定。44Bi的價電子為6s26p3,但6s2是惰性電子對，6p3又是半充滿（p軌道半充滿）穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，.Bi的金屬鍵很弱，故Bi的熔點特別低。見19題答案。TOC o 1-

21、5 h z21.2I+As03+8H+=As3+I+4H0(1)22I+HS=2H+2I+S(2)222As3+3HS=AsS+6H+(3)223(1)X2+(2)X2+(3)得：2As03-+5HS+6H+壬AsS+2S+8H04223222MgN+6HO322PCl+323.3HO2l=3Mg(OH)+2NHNCl+3HO=NH+3HOC123323:HPO+3HC1BiCl+HO=BiOC1(+2HC1鍵級N+22.5O+22.5鍵能越大，離解能也越大，.N2的離解能大于N2+，而O2的離解能小于O2+o6HO+AsO4HAsOOH-AsO3246333AsO3+I+2OH-=AsO3-

22、+2I+HO3242AsO3+2I+5H+=HAsO+I+HO43322加熱該晶體，(1)若放出氣體，使余燼木條復(fù)燃，為NaNO3：2NaNO：若無氣體放出，為NaNO，VNaNO穩(wěn)定不易分解；22若放出氣體，不能支持燃燒的是NHNO：NHNO4N2O+2H2O434322As3+As2S3+“Sb3+Sb2S3*橙色鍵級越大24.此固體為AsO。4625.(2)(3)26.27.28.29.32.2NaNO+O3224343AsS33(aq)42SbS33(aq)Bi2S3+-(1)加入AgNO(aq)，Ag+NO-=AgNOI淺黃色，可區(qū)別NO-和NO-。32232加入KMnO4(aq)，

23、使KMnO/aq)褪色的是亞磷酸(H3PO3)溶液。(3)配成溶液后加AgNO3(aq)，有白色沉淀者原固體為氯化銨，無白色沉淀的是硝酸銨。1(NH4)3AsO4(aq)AscS黃色.HCl(過量)Bi3+HHBi3+nh3h2oBi2S3黑色As2S31Sb3+飽和(NH4)2MIoO41(NH4)3PO4-12MoO3-6H2O*(NH4)3AsO412MoO3-6H2O卜JBi(0H)3*過濾、分離622.33kJ-mol-1濃HNO3:H+ABi3+NH4AC可溶H+：H3PO4.(NH4)3AsO412MoO3-6H2O30.0.1716mol-dm-3OH_H3AsO4h+AsO4

24、331.NH+=0.137mo1dm-3,0.195g。25(1)Br+HNO+HO=NO+2Br+3H+2223：2Mn2+3HO+5NO23=2Cr3+4HO+3NO23=31+2NO+4HO32：NH+3H+4SO2 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 3234HNO+NHN+2HO2322w=0.69g；w=2.13goNaNO2NaNO3HNO能氧化Fe2+和SO2-,HNO能還原MnO-：2HNO+Fe2+H+22MnO-+5HNO+H+=42CrO2-+3HNO+5H+二7291+2NO+8H+NO+4HSO+H0=“(3)33.(

25、4)1.73X10434.32：Fe3+NO+HO22HNO25HNOSO2-HSO2-+2NO+HO3422MnO-+H+=2Mn2+5NO+43HNO為氧化劑;3H2O,HNO2是還原劑。35.0.744kg(不考慮反應(yīng)中NO的再轉(zhuǎn)化)4436.K=2.29X10-9；K=1.37X10-6。37.22.6%cp38.HPO=0.20moldm-3；H+(可置換的)=0.60moldm-3；溶液中H+取決于HPO的3434第一級電離，H+=0.0352mol-dm-3040.NS,10S+4NHNS+6HS4434440.NS,10S+4NHNS+6HS44344242.HO+=0.14m

26、ol-dm-3；HPO=0.12mol-dm-3；HPO-=0.12mol-dm-3；3427327HPO2-=0.01mol-dm-3；HPO3-=2.07X10-8mol-dm-3；PO4-=5.32X10-16moldm-3。227272743.AAsCl，BAgCl，CAg(NH3)2Cl，DAs2S3，EK3AsS3，F(xiàn)K3AsO4，GMg(NH4)AsO4，33223333444HAg3AsO4。NO分子上的單電子在。軌道上，是。性質(zhì)的，.兩個N0分子可以“頭碰頭”雙聚,22而ClO上的單電子是在n軌道上，是n性質(zhì)的，n電子只能“肩并肩”重疊，由于ClO2中配位0原子的排斥作用，而

27、使Cl0不能雙聚。2NF3中化學(xué)鍵的極性與原子的極性方向相反，所以分子的極性很小(=+-0)，即NF穩(wěn)定；而NCl中化學(xué)鍵的極性與原子的極性方向39.1.08X10241.1.60X10429ff一致(卩=卩+卩),12NCl3的極性很大，不穩(wěn)定，易爆炸。FFF20巧ClClCl246.47.49.NH是二元堿，堿性弱于NH,還原性強(qiáng)于NH，熱穩(wěn)定性不如NH。24333K=3.0X10-，K=3.33X10-9。baH(aL(bL(c)H_h0扌一0N00一N=N0療0一N(I)(II)(III)不穩(wěn)定，舍去。HH護(hù)HN*兀=120o,N采取從、(II)看，N(N()之間的鍵級為1.5,N()N()的鍵級為(b)(b)(c)2.5,NN的鍵長短于NN。從雜化軌道理論來看，(c)(a)(b)N-與C