化学奥赛无机元素化学习题-氮-族-元-素(含答案)

1、5555高中化学奥林匹克竞赛辅导】无机元素化学习题第十三章氮族元素试写出硝酸或硝酸盐被还原为六种不同产物的化学方程式。写出下列各种硝酸盐的热分解化学方程式：NaNO(2)NHNO(3)LiNO(4)Cu(NO)(5)AgNO3433323试写出下列各物质的热分解方程式：NHCl(2)NHNO(3)(NH)CrO(4)(NH)SO4424227424(5)(NH)CO(6)NHClO(7)NHNO(8)NHHCO423444343指出下列各分子或离子中氮的氧化数：N,NH+,NaNO,NH,NHOH,NO,N0,NHNO,4324222443NO,NCl,LiN,HN333为什么硝酸能用于从Na

2、CO制备CO而不能用于从NaSO制备SO?写出相应的反应方232232程式。什么叫同素异形体？磷有几种主要的同素异形体？它们的性质主要区别表现在哪些方面?计算下列各分子中磷的氧化数：PH,HPO,HPO,HPO,HPO,PHI,P,PCl323334427443写出NaHPO、NaNHHPO和NHMgPO的热分解方程式。244444试从HO-P-OH的缩水过程表明焦磷酸，偏磷酸，链状三磷酸，环状三偏磷酸的结构式。已知H3PO2是一元酸，你能推断出此酸的结构式吗？为什么NCl3不稳定，易爆炸，而PCl3则不然？写出它们与水反应的化学方程式。估计下列各酸的pK值：HCrO,HBrO,HClO,HI

3、O,HNO244563试写出下列各物质的反应方程式(1)Mg+N2(2)NH+3CuO(3)HNO3光或热(4)PCl+3HO2T(5)NaBiO3+MnCl+HCl2(6)AsH+3AgNO+HO2(7)AsS+23-HNO(浓)一(8)HAsO34+KI+HCl一为什么用浓硝酸处理固体As.Sb和Bi只能分别生成HAsO溶液、SbO白色沉淀和Bi3+425离子溶液？试说明为何无NX和BiI存在。试解释砷分族的硫化物皆有色且难溶于水的原因。为什么AgPO黄色沉淀既能溶于醋酸又能溶于浓氨水？34下面的排列顺序是碱性减少的顺序：NHNHNHOH，根据分子结构来解释此顺序。3242试解释：为什么有

4、SF化合物，而OF不存在；为什么有PCl化合物而NCl不存在？6655试解释：(1)%比O2、Cl2稳定(2)红磷比白磷不活泼(3)Bi的熔点特别低(4)氮的最高共价为4，磷的最高共价为6在由砷酸盐在酸性介质中与H2S反应制备硫化砷(III)时，为什么说I-可以作为催化剂？用相应的反应方程式说明。试比较MgN,NCl，PCl，BiCl的水解产物并从中找出规律性。32333试解释为何N比N+有较大的离解能，而O比O+的离解能低。222有一白色固体，溶于水，显弱酸性，加碱中和，再加入I2，则颜色消失，酸化后又有I2的棕黄色出现，试判断固体为何物，并写出反应方程式。如何鉴别某无色晶体是否为NaNO、

5、NaNO或NHNO?243某溶液中可能有As3+、Sb3+、Bi3+，如何鉴别？如何区别下列各组物质：硝酸盐溶液及亚硝酸盐溶液磷酸溶液及亚磷酸溶液固体氯化铵和硝酸铵如何将含有HPO、HAsO和Bi3+离子的混合溶液，彼此分离成含有HPO、HAsO和Bi3+34343434离子的三个溶液？联氨的标准生成热为+50.88kJmol-1,试计算联氨的燃烧热。N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l)活泼金属能使NO3-还原到NH3。现有25cm3、含有NO3-离子的溶液与活泼金属反应，放出的氨气通入50.00cm3、0.1500moldm-3盐酸溶液中，过量的HC1需要32.10cm3、0

6、.1000moldm-3的NaOH完全中和，问此原始溶液中，NO3-离子的浓度为多少？在酸性条件下，联氨(HNNH)被IO-氧化成N,IO-成为I-(注意：联氨是一种弱碱，22323在酸性溶液中主要以NH+离子存在)(1)写出此离子反应方程式(2)假设10.00cm3的联氨溶液,25氧化后可以得到30.7cm3的(在标准状况下)，问联氨的摩尔浓度是多少？在此氧化反应中需要的KIO的最小量为多少克？3写出下面的离子反应方程式：在酸性的亚硝酸溶液中，分别用Br、MnO-和CrO2-氧化亚硝酸。2427硝酸根离子被I-离子还原到NO,而I-离子变成了I3-被HSO3-还原到NH3。亚硝酸与氨水反应得

7、到。用附表的数据计算Br2(液)与HNO2反应的平衡常数。硝酸钠和亚硝酸钠的混合物，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，恰好使此髙锰酸钾溶液退色。另取25cm3原始溶液加入过量的Devarde合金和氢氧化钾蒸馏，把馏出物收集在50.00cm3、0.1moldm-3的硫酸溶液中，需32.50cm3、0.2moldm-3Na0H溶液中和过量的硫酸，计算原始溶液中硝酸钠和亚硝酸钠的重量(Devarde合金含:45%Al、5%Zn、50%Cu)已知在酸性条件下：HNO+H+e=NO+HO。=+1.00V22NO-+3H+

8、2e=HNO+HO。=+0.94V322试根据标准电极电势判断HNO能否与Fe2+,SO2-,MnO-发生氧化还原反应，若能反应，写出234离子反应方程式，并指出hno2是氧化剂还是还原剂？计算工业上用氨氧化法制硝酸时，在7001、0.99atm下，每消耗lm3氨气，理论上可以制得多少千克70%硝酸？1atm,251时，2NH%+3反应达到平衡，有3%氨气分解，求此反应的平衡常数Kc及Kpo为了测定铵态氮肥中的含氮量，称取固体样品0.2471g,加足量NaOH溶液，并进行蒸馏，用50.00cm3、0.105mol-dm-3的盐酸吸收，再用0.1022mol-dm-3NaOH溶液滴定。“吸收液”

9、中剩余的HCl，消耗了11.69cm3NaOH溶液，计算肥料中氮的百分含量。取1.55g红磷与充足的空气反应，可生成PO多少克？将生成的PO溶于250cm3热水525中(设体积不变)所得溶液的摩尔浓度是多少？溶液中的H+=?可置换的H+离子物质的量浓度是多少？(K=7.52X10-3)试求：251时下面反应的平衡常数：3HNO2(aq)=H3O+(aq)+2NO(g)+NOaq)用lg硫完全溶于过量的液态氨中得到一种气体和一种仅含氮、硫两种元素的化合物，此气体能使醋酸铅试纸变黑色。收集反应中生成的气体，体积为418cm3(在标准状态)推断出此固体的经验式，并写出此反应的方程式。已知在OH-溶液

10、中，AsO3-+2HO+2e=AsO-+4OH-，。=-0.71V，I+e=2I-，222e=+0.535V，求反应：AsO-+I+4OH-=AsO3-+2I-+2HO的K值。2242一般说来，连续的各级电离常数之间相差104或105因子，但是当各个质子来源于分子键上各个不同的部位，这个规则就被打破了。例如聚酸HPO是一个四元酸，离解常数分别427为K=1.4X10-1、K=1.11X10-3、K=2.9X10-7、K=3.6X10-9。已知有0.250mol-dm-3HPO，234427试计算平衡时HO+，HPO，HPO-，HPO2-，HPO3-和PO4-等离子浓度。342732722727

11、27化合物A是一种无色液体，在其水溶液中加入HNO3和AgNO3时，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时B重新沉淀出来。将A的水溶液以硫化氢饱和，得黄色沉淀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时D又重新沉淀出来。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的混合溶液处理时得白色沉淀G,G溶于醋酸，所得溶液以AgNO3溶液处理时，得红棕色沉淀H。试鉴别各字母所表示的物质，并用化学方程式说明各反应过程。试解释：NO容易形成二聚物，ClO和NO则不能形成二聚物。22试解释：N.比较稳定，约在

12、2501时才能发生化学反应，而NCl3却是极其危险的易爆炸的油状物。NH是几元碱？比较NH和NH的碱性、还原性及热稳定性大小？4243251时水溶液中肼与强酸反应结合一个质子的平衡常数为3.0X108，求NH的碱式电24离常数K及其共轭酸的酸式电离常数K。baPCl5在加压下于1481液化，形成一种能导电的熔体，测得PCl的键长为198pm和206pm两种，PBr的熔体也能导电，测得PBr只有一种键长5试解释PCl(l)和PBr(l)为什么会导电？55试解释PCl(l)为什么会存在两种键长，而PBr(l)为什么只存在一种键长？55画出所有分子、离子的几何构型。HN3有哪些可能的共振结构？标明每

13、个共振结构中所有原子的形式电荷。讨论HN3分子中三个氮原子的杂化方式并比较它们之间的NN键的键长的长短。在常温下把NO气体缩到100个大气压，在一个体积固定的容器里加热到501，发现气体的压强迅速下降。已知其中一种产物为n2O,写出反应的化学方程式，并解释为什么最后的气体总压略小于原压的2/3？近期报导了用三甲基铝Al(CH3)32(A)和2,6二异丙基苯胺(B)为原料，通过两步反应，得到一种具有与苯相似结构的环铝氮烷的衍生物(D)：第一步：A+2B=C+2CH4第二步：DCmeD+CH(中需填入适当的系数)4请回答下列问题：分别写出两步反应的配平的化学方程式写出D的结构式设在第一步反应中，A

14、与过量的B完全反应，产物中的甲烷又全部挥发，对反应的混合物进行元素分析，得到其质量分数如下：C(碳)：73.71%N(氮)：6.34%试求混合物中B和C的质量分数？金属铋溶解在熔融的BiCl中，得到一个组成为BiCl的黑色固体，其结合方式为TOC o 1-5 h z32428(Bi)a(BiCl)b(BiCl)c。试确定x、y、z和a、b、c的值并画出各单元的结构式。9x5y28z在PO中两种PO键的键长之差为0.23入，而在PS中PS键的相应差别为0.13入，10410试说明之。答案Cu+4HN0(浓)=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基本无还原性而SO有还原性，.硝酸可以把SO2-氧化

16、成SO2-而不会放出SOto2HN0q223423+NaCO2NaNO+COt+HO233222HNO+3NaSO3NaSO+2NO+HO323242由同种元素组成的不同单质，称为同素异形体。磷的同素异形体有白磷、红磷和黑磷。白磷化学性质活泼，易溶于CS2中，必须盛放在水中，有毒；红磷化学性质稳定，不溶于CS2中，毒性小；黑磷具有片层结构，有导电性等等。7.PH3HPO32HPO33HPO34HPO427PHI4P4PCl3-3+1+3+5+50+3-3TOC o 1-5 h zxNaHPO(NaPO)+xHOxNaNHHPO(NaPO)+xHO+xNH243x2443x232MgNHPOMg

17、PO+HO+2NH442272300O2HOfOHH厂HO厂O厂OH焦磷酸(气卩2。7)OHOHOHOOHO厂OH-H2OOHO厂OH-H2)”HO_POOH3H3PO4-2H2)3H3fO43H29OOOHOfO_fO_f一IOHOHOHOOH叶O.OOf叶OOHHOOOH偏磷酸（HPO3）链状三磷酸（H5P3O10）5310环状三偏磷酸（H3P3O9）010.H_厂OHH11.对NCl3而言，N为一3氧化态，而Cl为+1氧化态，+1氧化态的Cl非常不稳定，另外NCl3分子中卩八（NCl）+卩呜门）方向一致，.偶极矩增加，分子的活性增强，故NC1（分子）（原子）3不稳定，易爆炸；PJ中P的氧

18、化数为+3,Cl的氧化数为一IPd分子的极性又小，.Pd比NCl稳定，不会发生爆炸。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）都有还原性，浓硝酸可以继续把As（III）、Sb（m）氧化成HAs0和Sb0，而Bi3+的还原性非常弱，即从Bid一Bi（v）要失去6s2惰性电子对，.浓硝酸不可能再氧化Bi3+,故浓硝酸与Bi反应只能生成Bi3+离子溶液。N元素是第二周期元素，其最大共价

19、配位数为4,所以无NX存在，因为在NX中N的配55位数为五。BiI之所以不存在是因为Bi（v）是强氧化剂而1-离子是还原剂，它们之间会发生反5应2Bi（v）+2I2Bi3+I,故BiI不存在。25AsSSbSBiS，极化作用依次增强，颜色逐渐加深，溶解度依次减小。TOC o 1-5 h z32323AgPO+6NH3Ag（NH）+PO3-，所以AgP0溶于浓氨水；4332434AgPO+2HAc=2AgAc+AgHPO，所以AgP0溶于醋酸。342434.把N2H4和NqOH看作由一NH2和一oh分别取代NH3中的一呷/懊；N个H原子，而NH和0H可以削弱N原子到孤电子对的原子偶HHH.nHH

20、HOhH2/I极，.给出电子对的能力从NH、NH到NHOH依次减弱。Hh242对S和P元素而言，价轨道有3s、3p、3d,分别可以采取sp3d2和sp3d杂化形成SF和6PCl，但0和N元素的价轨道只有2s、2p，只能采取sp3杂化，.不能形成OF和NCl。65（1）N、0、Cl键级分别为3、2、1,由于N的键级最大，.N比0、Cl稳定。2222222（2）白磷为P正四面体分子结构，ZPPP=60。，此结构中存在着力，.P不稳定。44Bi的价电子为6s26p3,但6s2是惰性电子对，6p3又是半充满（p轨道半充满）稳定结构，.Bi的金属键很弱，故Bi的熔点特别低。见19题答案。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键级N+22.5O+22.5键能越大，离解能也越大，.N2的离解能大于N2+，而O2的离解能小于O2+o6HO+AsO4HAsOOH-AsO3246333AsO3+I+2OH-=AsO3-

22、+2I+HO3242AsO3+2I+5H+=HAsO+I+HO43322加热该晶体，(1)若放出气体，使余烬木条复燃，为NaNO3：2NaNO：若无气体放出，为NaNO，VNaNO稳定不易分解；22若放出气体，不能支持燃烧的是NHNO：NHNO4N2O+2H2O434322As3+As2S3+“Sb3+Sb2S3*橙色键级越大24.此固体为AsO。4625.(2)(3)26.27.28.29.32.2NaNO+O3224343AsS33(aq)42SbS33(aq)Bi2S3+-(1)加入AgNO(aq)，Ag+NO-=AgNOI浅黄色，可区别NO-和NO-。32232加入KMnO4(aq)，

23、使KMnO/aq)褪色的是亚磷酸(H3PO3)溶液。(3)配成溶液后加AgNO3(aq)，有白色沉淀者原固体为氯化铵，无白色沉淀的是硝酸铵。1(NH4)3AsO4(aq)AscS黄色.HCl(过量)Bi3+HHBi3+nh3h2oBi2S3黑色As2S31Sb3+饱和(NH4)2MIoO41(NH4)3PO4-12MoO3-6H2O*(NH4)3AsO412MoO3-6H2O卜JBi(0H)3*过滤、分离622.33kJ-mol-1浓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能还原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为氧化剂;3H2O,HNO2是还原剂。35.0.744kg(不考虑反应中NO的再转化)4436.K=2.29X10-9；K=1.37X10-6。37.22.6%cp38.HPO=0.20moldm-3；H+(可置换的)=0.60moldm-3；溶液中H+取决于HPO的3434第一级电离，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，FK3AsO4，GMg(NH4)AsO4，33223333444HAg3AsO4。NO分子上的单电子在。轨道上，是。性质的，.两个N0分子可以“头碰头”双聚,22而ClO上的单电子是在n轨道上，是n性质的，n电子只能“肩并肩”重叠，由于ClO2中配位0原子的排斥作用，而

27、使Cl0不能双聚。2NF3中化学键的极性与原子的极性方向相反，所以分子的极性很小(=+-0)，即NF稳定；而NCl中化学键的极性与原子的极性方向39.1.08X10241.1.60X10429ff一致(卩=卩+卩),12NCl3的极性很大，不稳定，易爆炸。FFF20巧ClClCl246.47.49.NH是二元碱，碱性弱于NH,还原性强于NH，热稳定性不如NH。24333K=3.0X10-，K=3.33X10-9。baH(aL(bL(c)H_h0扌一0N00一N=N0疗0一N(I)(II)(III)不稳定，舍去。HH护HN*兀=120o,N采取从、(II)看，N(N()之间的键级为1.5,N()N()的键级为(b)(b)(c)2.5,NN的键长短于NN。从杂化轨道理论来看，(c)(a)(b)N-与C