氮族元素专题练习1.docx
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氮族元素专题练习1
氮族元素专题练习
一、(2000福建初赛)(8分)
(1)(2分)硝酸盐在国计民生各方广泛的用途,例如,含氮最高的无机化肥是_______,用作感光材料的是_______,在喜庆节日放焰火中发绿色光的是________,发红色光的是_______。
(2)(6分)工业上生产氨所需的氮来自______,氢来自______;氨氧化制硝酸的催化剂是_______,其反应方程式_________________________________________________________。
二、(2000)(13分)
(1)(6分)将透明容器内的NO与过量O2的混合气体压缩并使体系的温度降到-11.2℃时,容器内颜色由_______变成_______色,此时容器内的物种中,其中具有顺磁性的是______,具有抗磁性的是________。
(2)(7分)要完成下列无机物质间的化学变化,
A→ C→E
╲╲╲
XX+YX+Z→
╱╱╱
B→D→F
各无机物质应是A______B______C_______D_______
E_______F________X_______。
(Y和Z不必答)
三(2001)(10分)一种化学元素A的单质是以多面体形式存在(AX)。
当它在常温下逐步氧化为多氧化合物B(即该单质多面体的每个棱中心的外侧被一个氧占据,形成该元素氧化物多面体),B进一步氧化形成C(即每个A原子上的孤对电子受氧原子进攻后成键)。
白色粉末状固体的C是一种吸水性很强的干燥剂,B、C加水后均可生成含氧酸D。
1.写出AX、B、C、D的分子式,画出A、B的立体结构图
2.
分别写出AB,BC、BD、CD的化学反应式
3.说明含氧酸D分子中的A—O键中为什么有双重键性质,多重键的电子是由哪一个原子提供的。
4.试计算0.10mol/L的D溶液中的[H+]是多少?
其中电离常数K1=7.6×10-3,K2=6.3×10-8,K3=4.4×10-13
四、(2003)(11分)磷酸和磷酸盐常用于日常生活的很多方面。
1、联合发酵粉含28%NaHCO3,10.7%Ca(H2PO4)2,21.4%NaAl(SO4)2和39.9%的淀粉,用化学反应方程式表示发酵粉的作用原理。
2、磷酸分子在一定条件下可以互相聚合,请用最简单方式表示三聚磷酸的聚合过程。
三聚磷酸钠常在洗衣粉中作为填料,它有那些优点和缺点?
3、目前合成洗衣粉大多用分子筛来代替三聚磷酸钠,它主要对和作用。
五、(2003)(9分)亚硝酸和亚硝酸盐中的NO2—电极电位数据可推测他们既有还原性,又有氧化性。
1、画出NO2—的结构图;
2、写出一个表明NO2—起还原剂的反应方程式,并画出其含氮产物的结构图;
3、写出一个表明NO2—起氧化剂的反应方程式,并画出被还原的最常见含氮产物的结构图。
六、(2003福建复赛)(10分)NOX是城市大气污染物之一常见的氮氧化物为有以下几种:
化合物
热力学函数
N2O
NO
N2O3
NO2
N2O4
(KJ·mol-1)
82.0
90.25
83.72
33.18
9.16
(KJ·mol-1)
104.2
86.57
139.41
51.30
97.82
1.画出N2O、NO2的分子结构並说明大π键。
2.哪种氮氧化物有可能在内燃机燃料的燃烧时直接生成?
(假设
和
不随温度变化)。
3.请根据所学的知识,提出治理氮氧化物的两种可能途径,写出反应方程式。
4.NO对人体的作用有两面性。
(1)在神经细胞内产生的NO会损害神经细胞,这是因为NO与细胞产生的超氧离子O2-结合,产生过氧亚硝酸,最后生成羟基自由基而引起的,写出该过程方程式。
(2)在血管内皮细胞中产生的NO则可舒张血管调节血压,这是由于NO以某种形式()与一 种含血红素的酶中的金属离子()配位而推动一系列变化而造成。
NO的配位形式与CO是等电子体,填写上述空格。
七、(2004)(10分)氮化硅是一种高温陶瓷材料,它的硬度大、熔点高、化学性质稳定,工业上普遍采用高纯硅与纯氮在13000C反应制得。
1.根据性质,推测氮化硅陶瓷的用途是()
A.制汽轮机叶片B.制有色玻璃
C.制永久性模具D.制造空调机
2.现用四氯化硅和氮气在氢气氛保护下,加强热反应,可得较纯的氮化硅,反应化学方程式为:
。
也可用碳在氮气氛中还原二氧化硅制备氮化硅,反应化学方程式为:
。
3.在氮化硅中添加氧化铝,用氧原子取代一部份氮,用铝原子取代一部份硅,通过常压烧结即成为新一代无机非金属材料叫氧氮化硅铝,又名赛伦(Sialen),化学式为Si6-xAlxOxNy(x:
2~4),则赛伦属于晶体类型,并且有、、
等特性,化学通式中y值为(用含X的表达式表示)。
八、(2006)(8分)设计以银币(约含50%Cu)为原料制备硝酸银和胆矾的简单步骤并写出有关的化学反应方程式。
九、(2006)(12分)氮、磷、铋都是VA族元素,它们都可以形成氯化物,例如:
NCl3、PCl3、PCl5和BiCl3。
试问:
(1)为什么不存在NCl5及BiCl5而有PCl5?
(2)请写出NCl3、PCl3、BiCl3水解反应反应方程式。
(3)热电材料Bi2Te(3-x)的性质在x由正值变负值时会发生急剧的变化,欲使x由+0.01变到-0.01,应在5.000gBi2Te(3-x)中加碲多少克?
(相对原子质量:
Bi209,Te127.6)
十、(2006)(10分)水中Ca2+、Mg2+能形成“水垢”使水质变得不适于家庭和工业使用,回答下列问题:
(1)石灰-苏打法被用来大规模软化生活用水,写出配平的离子反应方程式。
(2)另一种软化硬水的方法是离子交换法,交换过程是在装有离子交换树脂的交换柱或交换床中完成的。
A.用方程式表示离子交换过程
B.如何对树脂进行再生?
C.离子交换水可作为饮用水吗?
为什么?
(3)工业上常用格氏盐(某种磷酸盐)作为锅炉用水的软化剂,为什么?
画出格氏盐的结构示意图以及格氏盐与钙离子结合后形成化合物的结构示意图。
十一、(2006)(10分)具有高能量密度的锂二次电池,有可能成为空间卫星等领域的动力源。
最近有人采用化学交联法由二氯环磷氮烯聚合物(NPCl2)3和三硫化二钠作用合成出新型无机材料三硫代环磷氮烯聚合物[(NPS3)3]n作为锂二次电池正极材料,以提高其能量密度和良好的循环性能。
1.由白磷和氯气反应生成一种磷的氯化物X,写出该反应的反应式和X的化学结构式。
2.由X和氯化铵反应得到(NPCl2)n,写出该反应的反应式并写出(NPCl2)3的化学结构式。
3.说明(NPCl2)3分子中磷氮间化学健的特性。
4.若(NPCl2)n聚合物中的n=4,那么它能构成几种骨架为(P4N4)环状聚合物的构型。
十二、NO2是一奇电子分子,在413K以下能二聚成无色的抗磁性气体N2O4,超过423K时,NO2发生分解。
N2O4被用作第一艘登月飞船的液体推进系统中的氧化剂,其主要燃料是肼。
N2O4仅在固态时是纯净物质,其熔点为264K,沸点为294K。
X射线衍射分析结果表明:
N2O4分子是平面状结构,且所有的N—O键长都相等。
当N2O4为液态时,能够微弱地解离生成硝酸亚硝酰盐。
1.写出N2O4在登月飞船的液体推进系统中所发生主要反应的方程式;
2.说明N2O4分子中N原子的杂化方式和成键情况;
3.将铜溶于乙酸乙酯的N2O4溶液中可制得无水硝酸铜,写出这个制备反应的化学方程式。
4.将N2O4分别加热到420K和900K时,得到两种含氮物质A和B。
将等物质的量的A和B的混合物溶解在冰水中,生成化合物C。
用C的阴离子(Ca-)处理Co2+和NH3的混合溶液,在不同的反应条件下,能得到两种配离子D和E。
元素分析结果表明:
D和E具有相同组成,物质的量比为n(Co2+):
n(Ca-):
n(NH3)=1:
1:
5。
D是一种对酸稳定的棕黄色配离子,而E是一种易被酸分解的红色配离子。
十三、目前认为铵盐(NH4A)热分解起因与铵离子NH4+的质子传递,即NH4A==NH3+HA
1.NH4Cl、NH4Br中何者热分解温度更高?
NH4H2PO4、(NH4)3PO4中何者热分解温度更高?
2.分别写出NH4Cl和Fe固体混合物,NH4Cl和FeO固体混合物受热时反应的方程式。
3.若HA有氧化性,可能发生什么反应。
请举两例(用反应式表示)。
十四.1.叠氮离子N3-经由氨基钠与NO3-离子或N2O在一定温度下合成,试写出这些反应的离子方程式(产物中有氨放出);
2.N3-离子中N的氧化数为多少?
其中氮原子采取何种杂化类型?
写出两种与N3-离子是等电子体的物种;
3.HN3(叠氮酸)有哪些可能的共振结构?
标明每个共振结构中所有原子的形式电荷。
讨论HN3分子中三个氮原子之间键长的长短;
4.离子型叠氮化物是不稳定的,但它可以在室温下进行操作,可以作为机动车的“空气袋”,为什么?
5.氮气的大规模制备是通过分馏液态空气来实现。
随着氮气的大量使用,仍然促使人们建立某种比空气液化和分馏法成本更低的制备工艺。
请你设计在室温下由空气分离氮气和氧气的装置(以图表示,加上必要的说明)。
十五、长期以来,多磷酸钠是制备洗涤剂的重要原料。
1.试写出由磷酸脱水制备不同结构多磷酸的化学反应方程式(设多磷酸中有n个磷原子);
2.画出含4个磷原子的各种多磷酸的结构式;
3.试说明多磷酸钠作为洗衣粉中的配料成分的作用是什么?
4.60年代时,发现加入多磷酸钠的洗衣粉在使用后会污染环境,试解释之。
十六、在自然界里的磷矿石中,磷酸钙矿〔Ca3(PO4)2〕是很少的,主要是磷灰石矿〔Ca5(PO4)3F〕。
目前,在世界各国以磷灰石矿为原料制得的磷肥主要有过磷酸钙、重过磷酸钙(不含CaSO4)、碱性转炉渣磷肥、熔成磷肥。
试回答下列问题:
1.写出以磷灰石矿、浓硫酸为原料制取重过磷酸钙的化学方程式
2.在磷灰石矿中,加入硅砂和焦炭并装入立式炉内,在高温条件下,使其与水蒸气反应进行脱氟(HF),将熔融状态的物料经冷却后,再粉碎得到熔成磷肥。
写出反应的化学方程式:
3.熔成磷肥的主要成分是Ca3(PO4)2,其晶体有α和β两种形态,α态在高温时稳定心态在低温时稳定。
α态较易于被植物根系分泌物所分解、吸收,β态则不容易。
现做如下实验:
把熔成磷肥加热至1200℃以上,分为A、B两部分。
A用水冷却,B在空气中自然冷却。
问A和B作磷肥施用,效果是否等同?
为什么?
十七、加热由二价金属A和另一种元素的单质B的混合物,得到一种化合物C。
将C溶于过量盐酸,生成A的氯化物D和气态混合物E(E对空气的相对密度为1.160);气体混合物E在空气中自燃,产物是B的氧化物和水。
向含1.110gD的溶液中加入过量的Na2CO3溶液,析出沉淀F,焙烧F,得到能使澄清石灰水变浑浊的气体0.2240L(标准状况)。
1.计算A的原子量;
2.推断A、B、C、D各是什么物质?
十八、由含砷的白磷制备磷酸时,可以用P2S5试剂来除去磷酸中的亚砷(Ⅲ)酸,试写出相应反应的化学方程式:
①;
②
十九法医鉴定砷中毒(通常为砒霜)的方法是用锌、盐酸和试样混在一起,将生成的气体导人热玻璃管,如果试样中有砷化物存在,则在玻璃管内壁上出现亮黑色的“砷镜”。
试写出有关的反应式。
二十.砷是周期表中ⅤA族元素,自然界中主要以硫化物矿存在,例如雌黄(As2S3)。
制备砷的单质时,先将雌黄在空气中煅烧生成碎的正三价氧化物,该反应的化学方程式是
;砷能被浓热的硫酸氧化成As2O3,化学方程式是;As2O3俗称砒霜,是剧毒物质,法庭医学分析上常用马氏试砷法来证明是否砒霜中毒:
把试样与锌和硫酸混和,若试样中含有砒霜,则会发生反应生成砷化氢,硫酸锌和水,化学方程式是
;在无氧条件下,将生成的砷化氢导人热的玻璃营中,在试管加热的部位砷化氢分解形成亮黑色的“砷镜”,化学方程式是。
二十一.BiCl3水解生成BiOCl。
1.写出水解反应方程式;
2.医药上把BiOCl叫做次氯酸铋,你同意此名称吗?
3.如何配制BiCl3溶液?
4.把适量BiCl3固体置于浓NaCl液,得澄清液,清说出可能的原因。
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