高考化学分类解析(十九)-氮族元素

PAGEPAGE10高考化学分类解析(十九)——氮族元素考点阐释1.了解氮气的分子结构和化学性质，了解氮的氧化物（NO、NO2）的性质及其对大气的污染与防止方法，掌握硝酸的物理性质和化学性质。2.掌握氨的分子结构、物理性质、化学性质、实验室制法等，掌握氨水的成分及主要性质（弱碱性），了解铵盐的性质与用途。3.了解磷的同素异形体（白磷、红磷），单质磷的化学性质，磷酸盐和磷肥的性质、用途。命题趋向与应试策略（一）重视基础形成知识规律1.氮及其化合物间的转化关系2.分析理解元素化合物性质的方法规律（1）氮元素的化学活动性与氮分子的稳定性元素的性质取决于元素的原子结构。氮的原子半径小，吸引电子的能力较强，故表现出较强的化学活动性，所以说氮元素是一种较为活泼的非金属元素。氮气的稳定性则取决于氮分子的结构。氮分子是由两个氮原子共用三对电子结合而成的，氮分子中有共价三键(N≡N)，它的键能很大（946kJ·mol－1),当氮气参加化学反应时，必须打开(破坏)分子中的三键，这就需要吸收很高的能量。因此，在通常情况下，氮气的性质很不活泼，很难跟其他物质发生化学反应。只有在高温或放电条件下，氮分子获得了足够的能量，使氮分子中的共价键断裂而形成活动性较强的氮原子，才能跟氢气、氧气、金属等物质发生化学反应。(2)由氨的分子结构分析理解氨的性质：NH3分子为三角锥形，N—H键具有极性，决定了NH3为极性分子，因而氨易液化(易液化的还有SO2、Cl2等)；氨极易溶于水，其水溶液的密度小于1；NH3分子也极易与酸反应生成铵盐。NH3分子中氮元素呈－3价，为氮元素的最低价态，具有还原性，能在一定条件下与O2、Cl2、CuO等反应，被它们氧化：4NH3＋5O24NO＋6H2O2NH3＋3Cl2===N2＋6HCl2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O（3）关于硝酸性质的分析理解方法①从属类去分析HNO3具有酸的通性。②从硝酸中＋5价氮元素去分析HNO3具有强氧化性，表现在能与多数金属、非金属、某些还原性化合物起反应。要注意，由于硝酸氧化性很强，任何金属与硝酸反应都不能放出氢气，在与不活泼金属如Cu、Ag等反应时，浓硝酸还原产物为NO2，稀HNO3还原产物为NO，(但不能认为稀HNO3的氧化性比浓硝酸强)；在常温下，浓硝酸能使铁、铝等金属钝化；浓硝酸和浓盐酸体积之比为1∶3组成的混合物称为王水，氧化性很强，能氧化一些不溶于硝酸的金属，如：Pｔ、Au等。③硝酸不稳定，易分解，受热、光照或浓度越大，硝酸越易分解。由于分解生成的NO2溶于硝酸而使硝酸呈黄色。实验室里为防止硝酸分解，常将硝酸盛放在棕色瓶内，贮放在黑暗而且温度低的地方。3.氮的氧化物溶于水计算规律（1）关系式法①NO2和O2的混合气体溶于水时，由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，当体积比②NO和O2同时通入水中时，其反应是：2NO＋O2===2NO2，4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，总式为：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3③值得注意的是：4NO2＋O2和4NO＋3O2从组成上均相当于2N2O5的组成。即(2)(3)两情况中的总反应式都与N2O5＋H2O===2HNO3等效。这不仅是记忆①②二式的方法，也为上述问题的解法提供了新的思路。即利用混合气体中的N、O原子个数比进行分析判断：(2)电子守恒法当NO2或NO转化为HNO3时要失去电子，若上述两种气体与O2混合，O2得电子，且得失电子数必然相等，这是电子守恒法解答此类题目的依据。4.磷及其化合物的重要性质（二）分析热点把握命题趋向氮、磷及其化合物知识内容丰富，涉及面较广，是历年高考命题的热点之一，试题常以元素及其化合物知识为载体与化学基本概念、基本理论、化学实验及化学计算密切结合。考查的内容主要有：氮气分子的稳定性；氨分子结构与水溶性；铵盐及NH的检验；硝酸的性质；白磷的分子结构；磷酸与碱反应产物的判定；常见磷肥的制备；环境保护等。由于氮族各元素大都能形成多价态的化合物，其中硝酸具有强氧化性，而磷酸是三元酸，可以形成三种盐，使氮磷部分的知识显得较复杂，在高考中占有相当的地位。试题类型主要是选择题、填空题和推断题，以基础题、中档题出现居多。氮、磷是生物体中不可缺少的元素，在植物生命活动中占有极其重要的地位，与生物学科知识紧密相连。农业生产中常用氮肥，其生产过程中产生氮的氧化物给环境带来严重的污染，而且大量含氮、磷肥料的生产和使用及工业废水或生活废水的排放，使水体富营养化，形成“赤潮”。氮、磷及其化合物还与人类健康密切相关，1998年获诺贝尔生理学、医学奖的科学家发现一氧化氮是心血管系统中传播信号的分子；磷是人体必需的营养元素，但不可大量饮用含磷饮料，大量饮用有损健康，饮用过多会与血液中的Ca2＋作用生成磷酸钙沉淀，可能发生骨质软化和疏松的危险，会造成龋齿。“可乐”饮料中含有少量咖啡因，对呼吸和心脏有兴奋作用。这些与社会实际密切相连的知识内容符合高考理科综合测试要求，将成为“3+X”综合测试的新的热点问题。［例题］硫酸铵是农村常用的一种铵态氮肥。试回答下列问题：(1)某硫酸铵肥料，实验测得氮的质量分数为20%，这种样品中可能混有________A.碳酸氢铵 B.硝酸铵 C.氯化铵 D.磷酸氢二铵(2)下列物质不能跟硫酸铵肥料混合施用的是________。A.碳酸氢铵 B.草木灰 C.过磷酸钙 D.氯化钾(3)田间一次施用该化肥过多会使植物变得枯萎发黄，俗称“烧苗”，其原因是________。A.根细胞从土壤中吸收的养分过多B.根细胞不能从土壤中吸水C.根系不能将水向上运输D.根系加速了呼吸作用，释放的能量过多(4)有人给农作物施用15N标记的肥料，结果，在食用此农作物的动物尿中查出15N示踪原子，试问：①含15N的化肥从土壤溶液中是先后在和的过程而进入根细胞的。②含15N的物质在植物体细胞内的处合成植物蛋白质。以后动物摄取这种植物的蛋白质，在消化道内，先后经等酶的作用下，又分解为含15N的氨基酸。③含15N的氨基酸被吸收进入动物细胞内，又经作用被分解为含15N的物质，进而转变成随尿排出体外。(5)在土地中施用(NH4)2SO4肥料时，植物吸收的NH多于SO，会不会造成细胞内酸碱度的不平衡?解析：该题是化学和生物相互交叉的综合题。(1)硫酸铵含氮量为：×100％＝21.2％＞20％，则必定含有含氮量比20％小的一种化肥，经计算只有NH4HCO3含氮量低于20％。(2)硫酸铵为铵态氮肥，这种肥料不易跟碱性物质混合使用，因易产生挥发性物质氨气，降低肥效，而草木灰的主要成分为K2CO3，水解会显碱性。(3)当使用化肥过多时，根细胞不能从土壤中吸水而发黄。(4)含15N标记肥料经交换吸附，在植物细胞内转化为蛋白质，而蛋白质在动物体内最终转化为尿素排出体外。答案：(1)A(2)B(3)B(4)①交换吸附主动运输②核糖体蛋白酶、肽酶③脱氨基尿素(5)植物根表面在交换吸附过程中，每吸附一个NH，就要交换下来一个H＋，这种交换是对等的。细胞液中有多种无机盐、有机酸，实际上是一种缓冲溶液；NH大部分被细胞内生理活动所利用，如合成蛋白质和核酸都需要N元素等。所以，正常情况下植物大量吸收NH不会造成细胞内酸碱度不平衡。试题类编(一)选择题1.化合价为n的某元素的硝酸盐的式量为x，其氢氧化物的式量为y，则n的值是A. B. C. D.2.0.03mol铜完全溶于硝酸，产生氮的氧化物（NO、NO2、N2O4）混合气体共0.05mol。该混合气体的平均相对分子质量可能是A.30 B.46 C.50 D.663.摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质是A.氯化钠 B.固体硝酸铵 C.固体氢氧化钠 D.生石灰4.合理施肥、养护管理是城市绿化建设的一个重要方面。在下列氮肥中，含氮量最高的是（相对原子质量：H—1C—12O—16S—32）A.CO（NH2）2 B.NH4NO3 C.NH4HCO3 D.（NH4）2SO45.关于非金属元素N、O、Cl、P的叙述，正确的是A.在通常情况下其单质均为气体B.其单质均由双原子分子构成C.都属于主族元素D.每种元素仅生成一种氢化物6.关于氮族元素(用R代表)的下列叙述正确的是A.最高化合价是+5 B.氢化物的通式为RH5C.非金属性由上到下递增 D.其含氧酸均为一元强酸7.下列块状金属在常温时能全部溶于足量浓HNO3的是A.Ag B.Cu C.Al D.Fe8.1999年曾报导合成和分离了含高能量的正离子N的化合物N5AsF6，下列叙述错误的是A.N共有34个核外电子B.N中氮—氮原子间以共用电子对结合C.化合物N5AsF6中As化合价为＋1D.化合物N5AsF6中F化合价为－19.硫代硫酸钠可作脱氯剂，已知25.0mL0.100mol·L－1Na2S2O3溶液恰好把224mL(标准状况下)Cl2完全转化为Cl－，则S2O将转化成A.S2－ B.S C.SO D.SO10.由NaH2PO4脱水形成聚磷酸盐Na200H2P200O601，共脱去水分子的数目为A.198个 B.199个 C.200个 D.201个11.对下列事实的解释错误的是A.在蔗糖中加入浓硫酸后出现发黑现象，说明浓硫酸具有脱水性B.浓硝酸在光照下颜色变黄，说明浓硝酸不稳定C.常温下，浓硝酸可以用铝罐贮存，说明铝与浓硝酸不反应D.反应CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4能进行，说明硫化铜既不溶于水，也不溶于稀硫酸12.铜和镁的合金4.6g完全溶于浓硝酸，若反应中硝酸被还原只产生4480mL的NO2气体和336mL的N2O4气体(都已折算到标准状况)，在反应后的溶液中，加入足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量为A.0.02g B.8.51g C.8.26g D.7.04g13.只含有一种元素的物质A.可能是纯净物也可能是混合物B.可能是单质也可能是化合物C.一定是纯净物D.一定是一种单质14.Murad等三位教授最早提出NO分子在人体内有独特功能，近年来此领域研究有很大进展，因此这三位教授荣获了1998年诺贝尔医学及生理学奖。关于NO的下列叙述不正确的是A.NO可以是某些含低价N物质氧化的产物B.NO不是亚硝酸酐C.NO可以是某些含高价N物质还原的产物D.NO是红棕色气体15.将1.92g铜粉与一定量浓硝酸反应，当铜粉完全作用时收集到气体1.12L(标准状况)。则所消耗硝酸的物质的量是A.0.12mol B.0.11mol C.0.09mol D.0.08mol16.用铜锌合金制成的假金元宝欺骗行人的事件屡有发生。下列不易区别其真伪的方法是A.测定密度 B.放入硝酸中C.放入盐酸中 D.观察外观17.起固定氮作用的化学反应是A.N2和H2在一定条件下反应生成NH3B.NO与O2反应生成NO2C.NH3催化氧化生成NOD.由NH3制NH4HCO3和(NH4)2SO418.同温同压下，两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满①NH3②NO2，进行喷泉实验，如图所示，经充分反应后，瓶内溶液的物质的量浓度为A.①＞② B.①＜②C.①＝② D.不能确定19.关于磷的下列叙述中，正确的是A.红磷没有毒性而白磷有剧毒B.白磷在空气中加热到260℃可转变为红磷C.白磷可用于制造安全火柴D.少量白磷应保存在水中20.在体积为VL的密闭容器中通入amolNO和bmolO2。反应后容器内氮原子数和氧原子数之比为A.a/b B.a/2b C. D.21.在下图所示装置中，烧瓶中充满干燥气体a，将滴管中的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，然后打开弹簧夹f，烧杯中的液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是22.38.4mg铜跟适量的浓硝酸反应，铜全部作用后，共收集到气体22.4mL(标准状况)，反应消耗的HNO3的物质的量可能是A.1.0×10－3mol B.1.6×10－3molC.2.2×10－3mol D.2.4×10－3mol23.下列气体不会造成大气污染的是A.二氧化硫 B.氮气C.一氧化碳 D.一氧化氮24.能用如图所示装置进行喷泉实验的一组气体是A.HCl和CO2 B.NH3和CH4C.SO2和CO D.NO和NO2（二）笔答题25.磷是存在于自然界和生物体内的重要元素，回答下列与磷及其化合物有关的问题。Ⅰ.磷在叶绿体的构成和光合作用中有何作用：答：①②③Ⅱ.(1）磷在自然界里主要以的形式存在于矿石中。磷的单质有多种同素异形体，其中最常见的是有毒的和无毒的。（2）磷在不充足的氯气中燃烧的化学方程式为：。而在过量的氯气中燃烧的化学方程式则是：。（3）磷（相对原子质量为31）在空气中燃烧生成的氧化物通常可用作强干燥剂。制备100g这种干燥剂所消耗的空气的体积约为L（在标准状况下）。（4）有机磷农药“乐果”的结构简式是：其中所含的双键有个。26.已知KNO3、Cu（NO3）2、AgNO3三种硝酸盐的热分解反应方程式如下：①2KNO32KNO2＋O2↑②2Cu（NO3）22CuO＋4NO2↑＋O2↑③2AgNO32Ag＋2NO2↑＋O2↑今有某固体可能由上述三种硝酸盐中的一种或几种组成。取适量该固体充分加热，得到一定量气体。若该气体经水充分吸收后，剩余气体的体积在同温同压下为吸收前的。通过计算(忽略氧在水中的溶解)回答：(1)该固体是否可能只是由一种盐组成的?若可能，指出是哪种盐。(2)若固体是混合物，指出它的可能组成(物质的量之比)。27.取一根镁条置于坩埚内点燃，得到氧化镁和氮化镁混合物的总质量为0.470g。冷却后加入足量水，将反应产物加热蒸干并灼烧，得到的氧化镁质量为0.486g。(1)写出氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨的化学方程式。(2)计算燃烧所得混合物中氮化镁的质量分数。28.下图中①～eq\o\ac(○,11)分别代表有关反应物中的一种物质，请填写以下空白。(1)①、③、④的化学式分别是、、。(2)⑧与⑨反应的化学方程式是。29.近年来，工业上用Mg(NO3)2替代浓H2SO4作为制取浓HNO3的脱水剂(以下数据均为质量百分比浓度)。65%HNO3(质量为M1)中加72%Mg(NO3)2溶液(质量为M2)后蒸馏，分别得到97.5%HNO3和60%Mg(NO3)2溶液(不含HNO3)。(1)若蒸馏过程中HNO3、Mg(NO3)2、H2O均无损耗，求蒸馏前的投料比的值；(2)蒸馏过程中，若H2O的损耗占总质量的5.0%，即有(M1+M2)×5.0％的H2O流失。则投料时，比值应该________(选填“增大”“减小”或“不变”)。30.某化合物的化学式可表示为Co(NH3）xCly(x、y均为正整数)。为确定x和y的值，取两份质量均为0.2140g的该化合物进行如下两个实验。将一份试样溶于水，在硝酸存在的条件下用AgNO3溶液滴定(生成AgCl沉淀)，共消耗24.0mL0.100mol·L－1的AgNO3溶液。在另一份试样中加入足量NaOH溶液并加热，用足量盐酸吸收逸出的NH3。吸收NH3共消耗24.0mL0.2000mol·L－1HCl溶液。试通过计算确定该化合物的化学式。(本题可能用到的相对原子质量：H1.0N14.0Cl35.5Co58.9)31.化合物E(含两种元素)与NH3反应，生成化合物G和H2。化合物G的相对分子质量约为81，G分子中硼元素(B相对原子质量为10.8)和氢元素的质量百分含量分别是40%和7.4%。由此推断：(1)化合物G的分子式为________；(2)反应消耗1molNH3，可生成2molH2，组成化合物E的元素是________和