2022高三化学一轮（全国版）氮和磷

-1-第一节氮和磷-1-1．氮族元素的相似性、递变性及其应用。2．氮气的结构与性质。3．氮的氧化物(NO、NO2)性质。4．NO、NO2对大气的污染和防治。5．P、P2O5、H3PO4的性质。6．含磷洗涤剂对环境及人类健康的影响。7．磷以及氮肥的基本性质及其使用。-1-(1)包括：。(2)周期表中位置：

族，

周期。(3)最外层电子数：

。(4)主要化合价：

(Sb、Bi无负价)。(5)原子半径：随核电荷数的增大而

。氮族元素性质的相似性及递变性-1-氮(7N)、磷(15P)、砷(33As)、锑(51Sb)、铋(83Bi)ⅤA2～65－3,0，＋3，＋5增大①相似性a．最外层都有

个电子，最高正价为

价，最低负价为

价。b．非金属气态氢化物通式：

，沸点NH3

PH3。c．最高价氧化物：

，对应水化物：

。②递变性：从N―→Bia．元素非金属性

，金属性

。b．单质密度逐渐

。c．单质氧化性

，还原性

。-1-5＋5－3RH3>R2O5H3RO4或HRO3减弱增强增大减弱增强d．非金属气态氢化物：稳定性

，还原性

。e．最高价氧化物的水化物：酸性

，碱性。-1-减小增大减弱增强关于非金属元素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．都属于短周期、主族元素D．每种元素仅形成一种氢化物【解析】在通常情况下，白磷和红磷都是固体；氧元素的单质有O2、O3；氧元素能形成H2O、H2O2，氮元素能形成NH3、N2H4。故A、B、D都是错误的，C正确。【答案】

C-1-(1)氮气的物理性质及结构

气体，难溶于水，难液化。氮气电子式为：

，结构式为：NN，分子中2个氮原子形成三个共价键，键能大，通常情况下性质

。-1-无色无味不活泼··N⋮⋮N··(2)氮气的化学性质只有在高温、高压、放电等条件下，氮气才与氢气、氧气和活泼金属如(Mg)反应，反应式分别为：-1-(3)氮的固定将

转变为

的方法叫做氮的固定。固定氮的方式有自然固氮和人工固氮。如工业合成氨为

，雷雨天产生NO气体就属于

。(4)氮气的用途①惰性之用：保护气(充灯泡、焊接金属、保存粮食等)。②作原料用：合成氨、制HNO3等。③液氮可作医疗麻醉剂。-1-游离态氮化合态氮人工固氮自然固氮关于氮气的性质说法中，错误的是 (

)A．氮气为非极性分子B．可在氧气中燃烧，生成一氧化氮C．氮气的化学性质比较稳定，其原因是两原子间的化学键非常牢固D．跟氢气在一定条件下发生反应，氮气是氧化剂【解析】在放电条件下，N2能跟O2反应。【答案】

B-1-有

和白磷，剧毒的是

，通常保存在水中的是

，易溶于CS2的是

，在空气中能自燃的是

，用来制造安全火柴的是

。白磷与红磷相互转化的关系式是：-1-红磷白磷白磷白磷白磷红磷-1-磷的两种同素异形体白磷与红磷的结构与性质比较-1-名称白磷红磷分子结构P4正四面体结构，键角结构复杂晶体类型

晶体

晶体色态白色(或淡黄色)蜡状固体暗红色粉末毒性

毒

毒溶解性不溶于水易溶于

不溶于水也不溶于着火点40℃240℃保存少量白磷保存在冷水中，大量时密封保存密封保存60°分子剧CS2CS2分子无白磷在隔绝空气加热到260℃后急速冷却，可得红磷，其转化过程如下：白磷 红磷，红磷比白磷稳定。下列叙述正确的是 (

)-1-A．白磷转化为红磷为物理变化B．红磷与白磷互为同素异形体C．白磷转化为红磷是氧化还原反应D．白磷转化为红磷是吸热反应【解析】白磷转化为红磷是化学变化，是非氧化还原反应，A和C错；红磷、白磷都是磷元素的不同单质，B对；红磷比白磷稳定，白磷转化为红磷是放热反应，D错。【答案】

B-1-(1)氮元素有＋1、＋2、＋3、＋4、＋5等五种正价态。五种正价对应的六种氧化物为：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5。其中N2O3和N2O5分别为HNO2和HNO3的酸酐，NO2虽然溶于水生成硝酸，但不是酸酐。氮的氧化物都是大气污染物，空气中的NO2是造成光化学烟雾污染的主要因素。-1-(2)NO与NO2的比较-1-NONO2物理性质无色，不溶于水，有毒气体红棕色，易溶于水，有刺激性气味，有毒气体化学性质2NO＋O2===2NO2(检验NO的存在)6NO＋4NH35N2＋6H2O(不与水反应)NO2＋SO2===NO＋SO33NO2＋H2O===2HNO3＋NO2NO2N2O4(无纯净的NO2)-1-NONO2制备工业4NH3＋5O24NO＋6H2O2NO＋O2===2NO2实验室3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OCu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O(3)氮的氧化物溶于水的计算①NO2或NO2与N2(非O2)的混合气体溶于水时可依据：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO利用气体体积变化差值进行计算。②NO2和O2的混合气体溶于水时，由4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3可知，当体积比为：-1-③NO和O2同时通入水中时，由4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3可知，④NO、NO2、O2三种混合气体通入水中，可先按①求出NO2与H2O反应生成的NO的体积，再加上原混合气体中的NO的体积即为NO的总体积，再按③方法进行计算。-1-通常“纯净”的NO2或N2O4并不纯，因为常温、常压下能发生反应：2NO2N2O4，由于此反应可逆，导致一些物理量发生改变。例如：①标准状况下22.4LNO2的质量大于46g。②NO与O2混合后，所得气体的相对分子质量应大于按体积比求得的数值。-1-(2009年宁夏理综)将22.4L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后，气体体积变为11.2L(体积均在相同条件下测定)，则该氮氧化合物的化学式为(

)A．NO2

B．N2O3C．N2O D．N2O4-1-【解析】相同条件下，气体的体积比即为物质的量之比，由题知NOx和生成的N2物质的量之比为2∶1，设氮氧化合物化学式为NOx。 ，可知x＝1或2均可。(根据原子守恒，观察可得出。)【答案】

A-1-1．按如右图进行实验。试管中装有12mLNO，然后间歇而又缓慢地通入8mLO2，下列是有关最终状态的描述：①试管内气体呈红棕色；②试管内气体无色；③试管内液面不变；④试管内液面上升；⑤试管内气体是O2；⑥试管内气体是NO。其中正确的是 (

)-1-A.①③ B.②④⑤C.②④⑥ D.②③⑤【解析】根据2NO＋O2===2NO2①，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO②，由方程式①×3＋②×2得：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO34 312mL8mL故剩余气体为NO，其体积为12 试管内液面上升。答案为C。【答案】

C-1-(1)磷酸的生成P2O5＋H2O(冷)===2HPO3(偏磷酸)，P2O5＋3H2O(热)===2H3PO4(磷酸)，故P2O5是磷酸或偏磷酸的酸酐。-1-(2)磷酸的结构磷酸H3PO4属于三元中强酸，结构式为；在此基础上2个磷酸分子或多个磷酸分子可以聚合成一个大分子，如 。-1-(3)磷酸的性质和制备常温下纯磷酸是无色晶体(熔点42.35℃)，通常用的磷酸是一种无色、黏稠的浓溶液，内含83%～98%的纯磷酸。H3PO4比HNO3稳定，不易分解。工业上用H2SO4跟Ca3(PO4)2反应来制取磷酸：Ca3(PO4)2＋3H2SO42H3PO4＋3CaSO4。-1-(1)白磷易燃(着火点40℃)，因此少量白磷保存在水中，大量白磷密封保存。切割白磷时，必须在水下进行，否则切割摩擦产生的热可使之燃烧。(2)亚磷酸H3PO3为二元中强酸，结构式为： ；次磷酸H3PO2为一元中强酸，结构式为：-1-次磷酸二氢钠NaH2PO2是由次磷酸H3PO2与过量NaOH发生中和反应的产物，它与氯酸钾或其他强氧化剂混合时会发生爆炸，次磷酸二氢钠常用于医药和化学镀镍。则：(1)依据磷在周期表中的位置推测：磷的最高化合价为________，次磷酸中磷的化合价为________。(2)次磷酸二氢钠与氯酸钾反应时作______剂(填“氧化”或“还原”)，次磷酸的电离方程式为____________________。-1-(3)将氯酸钾与次磷酸加热后产生的黄绿色气体通入某溶液中，溶液明显变色，试回答：若由无色透明溶液变为浅黄色浊液，则反应的离子方程式为________________________________________________________________________；若溶液由无色变为蓝色，则原溶液中可能含有________________________________________________________________________；-1-若溶液变为血红色，则原溶液中可能含有________________________________________________________________________。【解析】

(1)根据次磷酸的化学式，很容易得出磷的化合价；(2)它与强氧化剂的反应证明了它具有还原性；次磷酸为弱酸，只是部分电离；第(3)小题则综合考查了氯气的性质。【答案】

(1)＋5＋1

(2)还原H3PO2H＋＋H2PO(3)S2－＋Cl2===S↓＋2Cl－

I－与淀粉Fe2＋与SCN－(其他合理答案亦可)-1-2．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。(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__________________________。-1-(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做强干燥剂。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。-1-【解析】此题的综合性很强，既有化学与生物的综合，也有无机化学和有机化学的综合，考查的知识是基本知识，题目难度不大。易出错点有两处，一处是第(2)问磷在不充足的氯气中燃烧的化学方程式，有些考生认为氯气不足，产物应是PCl3，而忽略了PCl3更易被氯气氧化，因此，只写出第一步反应的方程式。第(3)问是简单的计算：-1-第二处解答(4)问时，要根据价键原则将结构简式写为-1-可判断出含两个双键，有些考生只注意P===S，而忽略了。【答案】

(1)磷酸盐白磷红磷(2)2P＋3Cl22PCl3

PCl3＋Cl22PCl5(3)188(空气中O2含量按21%计算)或197(空气中O2含量按约计算)

(4)2-1-稀薄燃烧是指汽油在较大空/燃比(空气与燃油气的体积比)条件下的燃烧。随着全球能源危机的加剧，稀薄燃烧技术的研究受到了人们的重视，但稀薄燃烧时，常用的汽车尾气净化装置不能有效地将NOx转化为N2。不同空/燃比时汽车尾气中主要污染物的含量变化如下图所示。-1-(1)稀薄燃烧技术除能节约能源外，还具有的优点是____________________(填一项)。排放到大气中的NOx会导致酸雨、______________________等环境问题(填一项)。-1-(2)某校化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下，按下列流程探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能。-1-若控制其他实验条件均相同，在催化反应器中装载不同的催化剂，将经催化反应后的混合气体通入滴有酚酞的稀硫酸溶液(溶液的体积、浓度均相同)。为比较不同催化剂的催化性能，需要测量并记录的数据是______________________。(3)若某一催化剂能同时催化NH3等还原性气体与NOx的反应。将该催化剂分别用于催化还原含等物质的量NOx的两种气体：①纯NO气体，②汽车尾气。消耗NH3的物质的量较多的可能是________(填字母)，原因是________________________________________________________________________-1-A．①B．②C．都有可能【解析】

(1)从表中数据可知空/燃比越大，CO和碳氢化合物含量越低。(2)因为NO、N2等不跟硫酸反应，所以滴有酚酞的稀硫酸是为检测反应混合气体中NH3的含量，根据硫酸完全反应后酚酞变红的时间可判断。(3)由于汽车尾气中，NO2和CO与碳氢化合物的含量不定，因此消耗NH3的量不定。本题开放性很强，只需考生能对结论自圆其说即可。【答案】

(1)减少CO和碳氢化合物的污染光化学烟雾或破坏臭氧层(2)溶液显色所需要的时间-1-(3)A汽车尾气中含有一定量的CO和碳氢化合物，少消耗NH3或B汽车尾气中含有一定量的NO2，多消耗NH3或C汽车尾气中同时含有CO、碳氢化合物等还原性气体和NO2等氧化性气体，二者相对含量的不同可导致消耗NH3的增多或减少-1-1．(2009年上海单科)在下列变化①大气固氮②硝酸银分解③实验室制取氨气中，按氮元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列，正确的是(

)A．①②③B．②①③C．③②① D．③①②-1-【解析】①大气固氮是将游离态的氮转化为化合态的氮，氮元素被氧化。②硝酸银分解生成NO2，氮元素被还原。③实验室制取NH3的反应为：2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，氮元素的化合价没有发生变化。故选A。【答案】

A-1-2．(2008年上海)研究发现，空气中少量的NO2能参与硫酸型酸雨的形成，反应过程如下：①SO2＋NO2―→SO3＋NO②SO3＋H2O―→H2SO4③2NO＋O2―→2NO2NO2在上述过程中的作用，与H2SO4在下述变化中的作用相似的是 (

)A．潮湿的氯气通过盛有浓H2SO4的洗气瓶B．硫化氢通入浓H2SO4中C．浓H2SO4滴入萤石中，加热D．加入少量H2SO4使乙酸乙酯水解-1-【解析】从信息中可看出NO2在转化过程中既有氧化剂的作用(①中)，又有催化剂的作用(整体看)。【答案】

BD-1-3．(2008年广东理基)下列有关Cl、N、S等非金属元素化合物的说法正确的是 (

)A．漂白粉的成分为次氯酸钙B．实验室可用浓硫酸干燥氨气C．实验室可用NaOH溶液处理NO2和HCl废气D．Al2(SO4)3可除去碱性废水及酸性废水中的悬浮颗粒-1-【解析】漂白粉的成分为CaCl2和Ca(ClO)2，有效成分为Ca(ClO)2；氨气应用碱石灰干燥，与浓H2SO4会生成(NH4)2SO4或NH4HSO4；NO2、HCl等酸性气体可用NaOH溶液来吸收；明矾净水原理是Al3＋水解生成Al(OH)3胶体，吸附悬浮物质，从而达到净水目的，废水呈酸性会抑制Al3＋水解，呈碱性则将大量Al3＋沉淀掉，所以均不宜用