2015高考化学一轮氮族元素专题复习
详细内容
2015高考化学一轮氮族元素专题复习
【考点阐述】
氮族元素的有关知识是历年高考命题的热点。常以氮、磷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有机结合，来考查学生的综合分析问题的能力。考查的知识点有：①NH3的分子结构与性质；②NH4+的检验及铵盐的性质；③硝酸的酸性、不稳定性、强氧化性；④氨工业制法、硝酸工业制法；⑤NH3溶于水的质量分数和物质的量浓度的计算；⑥NO、NO2的混合气体溶于水、溶于碱的有关计算；⑦环境保护相关知识。由于氮、磷及其化合物知识丰富，涉及面广且形成多价态的化合物，其中硝酸的强氧化性，磷酸可以形成三种盐等，使氮磷部分的知识呈现多样性，所以一直作为命题的热点内容。
【考查要点】
1、了解氮族元素性质的相似性和递变性。
2、了解氨气、铵盐的性质，掌握氮气的实验室制法和铵根离子的检验，通过对氨气的化学性质和实验室制法的学习培养对实验现象的观察能力和完成实验的基本操作能力。
3、掌握硝酸的性质和用途，了解硝酸的工业制法。
4、了解氮的氧化物及含磷洗涤剂对环境及人类健康的影响。
5、初步了解常见化肥的基本性质。
6、通过NH3、HNO3、NO、NO2等有关计算规律的探讨，培养巧解巧算的能力。
专题十二 氮和磷(第一课时)
【复习目标】
1、了解氮族元素性质的相似性和递变性；
2、掌握氮气的分子结构及性质；
3、了解磷的同素异形体及其性质。
【复习重点】
氮族元素、氮气
【复习过程】
例题1、氮族元素(R)随着核电荷数的增加,其递变规律正确的是()
A.金属性逐渐增强B.单质的密度逐渐增大
C.RH3的稳定性逐渐增强D.单质的熔点、沸点逐渐升高
例题2、关于氮和磷两种元素的叙述正确的是()
A.氮的非金属性比磷强,所以NH3的稳定性要大于PH3
B.磷酸比硝酸稳定,说明磷的非金属性不一定比氮弱
C.它们原子最外层电子数相等,它们的最低化合价都是-3价
D.因为氮原子半径比磷原子半径小,所以氮的相对原子质量比磷的相对原子质量小
考点一、氮族元素
1、氮族元素位于元素周期表中的ⅤA族,名称和符号为：氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)。
2、氮族元素原子最外层价电子数为5,原子半径逐渐增大。最低价为-3价，最高价为+5价。随着核电荷数的递增,氮族元素失电子能力逐渐增强,得电子能力逐渐减弱,因而非金属性逐渐减弱,金属性逐渐增强。氮族元素的非金属性比同周期的卤素、氧族弱。
3、最高价氧化物通式R2O5;最高价氧化物对应水化物通式HRO3或H3RO4,最高价氧化物的水化物酸性逐渐减弱,其中HNO3是强酸,H3PO4是中强酸;气态氢化物通式RH3,其中较稳定的是NH3。
例3、下列叙述中不正确的是()
A.氮元素比磷元素非金属性强,但氮气没有白磷活泼
B.氮气的沸点比氧气的低,液态空气升温,首先逸出的是氧气而不是氮气
C.工业合成氨气属于氮的固定
D.氮气能大量存在于空气中的根本原因是其分子中的氮氮三键键能大,分子结构稳定
考点二、氮气
1、氮气是一种无色、无味的气体,不溶于水,密度比空气略小。
2、氮气的分子式N2；电子式 ；结构式 。由于N N键很牢固,使氮分子的结构很稳定。通常状况下,氮气的化学性质不活泼。
①与H2反应： ,表现氮气具有氧化性;
②与O2反应： ,表现氮气具有还原性;
③与某些金属(Mg)反应： 。
考点三、磷
1、白磷和红磷互为同素异形体,在一定条件下可以相互转化。
2、磷的性质:磷在氧气中燃烧_________________________________。磷在氯气中燃烧产生大量烟雾,化学方程式为__________________________,____________________________。
3、白磷的分子式为P4，分子结构为 ，每个白磷分子中含有6个P－P键。由于白磷着火点低，在空气中易自燃，所以少量白磷要保存在水中。
4、P2O5是白色粉末状固体,吸湿性很强,可做酸性干燥剂。
5、磷酸是一种中等强度的三元酸，具有酸的通性。
例题4、(01全国理)有一种磷的结构式如右图，有关它的下列叙述不正确的是()
A.它不溶于水 B.它完全燃烧时的产物是P2O5
C.它在常温下呈固态 D.它与白磷互为同分异构体
例题5、氢叠氮酸(HN3)的酸性与醋酸相似,其钠盐稳定,但受撞击时迅速分解生成氮气,下列不正确的是()
A.NaN3的水溶液显碱性B.NaN3能与稀盐酸反应生成HN3
C. NaN3可用于小汽车的防撞气囊D.25℃时, HN3的电离程度小于水
例题6、(00全国)99年曾报导合成和分离了含高能量的正离子的化合物N5AsF6,下列叙述错误的是()
A.N5+共有34个核外电子B.N5+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-1
【巩固训练】
1、铋是氮族元素中原子序数最大的元素,试推测铋单质或其化合物可能具有的性质是()
A.铋能形成很稳定的气态氢化物
B.铋的最高价氧化物对应水化物酸性比磷酸强
C.铋单质具有良好的导电性及较大密度
D.铋的两种氧化物Bi2O3与Bi2O5一定是碱性氧化物
2、通常情况下，氮气不易发生化学反应的原因是()
A. N2分子中氮元素化合价为0B. N2分子有N≡N键结合而成，键能大
C. N2的分子量较小 D. 氮的非金属性比氧弱
3、在氮的氧化物中，氮、氧质量比为7：12，则氮的化合价为()
A.+2B.+3C.+4D.+5
4、某元素R原子的最外层上有5个电子，它的含氧酸的钾盐的化学式不可能是()
A.KRO3B.K3RO4C.KRO2D.K2RO4
5、下列各物质中属于同素异形体的是()
A. 红磷和白磷B. NO2和NOC. 氕和氘D. 氧气和臭氧
6、关于磷的叙述错误的是()
A. 红磷没有毒性而白磷有毒B. 白磷在空气中加热到260oC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
7、在适当温度和压强下,4体积某气态化合物完全分解后,产生1体积磷蒸气和6体积氢气,由此可知该气态化合物的化学式PH3,分解反应的化学方程式为4PH3 P4 + 6H2。
8、某主族元素R，其最高正价与最低负价绝对值之差为2，则其最高价氧化物的化学式为R2O5；其最高价氧化物对应水化物的化学式为HRO3或H3RO4；其气态氢化物的化学式为RH3,电子式____________。
9、实验室用饱和NaNO2与NH4Cl溶液反应制取纯净的氮气，
实验装置如图所示：试回答：
（1）装置中A部分的分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接的导管所
起的作用是C（填写编号）。
A．防止NaNO2饱和溶液蒸发
B．保证实验装置不漏气
C．使NaNO2饱和溶液容易滴下
（2）B部分的作用是A。
A．冷凝B．冷却氮气C．缓冲氮气流
（3）加热前必须进行的一个操作步骤是检查装置气密性。
（4）收集N2前必须进行的步骤是（用文字说明）将系统内空气排出，收集最适宜的方法是（填写编号）C。
A．用排气法收集在集气瓶中
B．用排水法收集在集气瓶中
C．直接收集在排净空气的球胆或塑料袋中
10、红磷在氯气中燃烧产生白色的烟雾。1.8mol氯气跟1mol红磷完全反应，则生成物里PCl3与PCl5的物质的量是多少？(0.7mol、0.3mol)
专题十二 氮和磷(第二课时)
【复习目标】
1、了解氮的氧化物的性质及氮的氧化物的价态及相互转化关系；
2、掌握氮的氧化物溶于水的有关计算。
【复习重点】
氮的氧化物溶于水的有关计算
【复习过程】
[案例引入]
例题1、(05广州一模)最近的病毒学发现,一氧化氮对非典病毒抑制作用明显。下列关于NO的说法正确的是()
A.NO是亚硝酸酐B.NO可以是某些含低价N物质的氧化产物
C.NO只能通过人工合成D.NO与O2按4:1体积比混合可被水完全吸收
【考点、难点、热点】
考点一、氮的氧化物及其对大气的污染
1、氮的正价有+1、+2、+3、+4、+5,其氧化物中NO是无色、无味、不溶于水的气体,容易被空气的氧气氧化为NO2,方程式为2NO + O2 = 2NO2。NO2是红棕色、有刺激性气味的有毒气体,与水反应的化学方程式为3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO,工业上利用这一反应制硝酸,常温下NO2部分可迅速二聚为无色的N2O4。
2、NO、NO2是大气污染物。空气中的NO、NO2污染物主要来自石油、煤等矿物燃料的燃烧、汽车汽车排放的尾气及硝酸厂排放的废气等。空气的NO2是造成光化学烟雾的主要原因。
例题2、(03江苏)同温同压下，在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体，它们是①NO和NO2，②NO2和O2，③NH3和N2。现将3支试管均倒置于水槽中，充分反应后,试管中剩余气体的体积分别为V1、V2、V3，则下列关系正确的()
A.V1＞V2＞V3B.V1＞V3＞V2C.V2＞V3＞V1D.V3＞V1＞V2
考点二、氮的氧化物溶于水的计算
1、NO2（或与NO、N2、CO混合）气体通入水中，一般利用 3NO2+H2O=2HNO3+NO，利用气体体积差量法计算。
2、NO2 与O2的混合气体通入水中，由4NO2 + O2 + H2O = 4HNO3可知:
①V(NO2):V(O2) = 4:1恰好完全反应,无任何气体剩余;
②V(NO2):V(O2)< 4:1有O2剩余;
③V(NO2):V(O2)> 4:1有NO2剩余。因为多余的NO2与H2O反应生成NO, 3NO2 + H2O
= 2HNO3 + NO,所以剩余气体为NO。
3、NO 与O2的混合气体通入水中，由4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3可知:
①V(NO):V(O2) = 4:3恰好完全反应,无任何气体剩余;
②V(NO):V(O2) > 4:3有NO剩余;
③V(NO):V(O2) < 4:3有O2剩余。
4、NO2、NO 与O2三种混合气体通入水中,可先按原混合气中NO2的体积求出NO的体积,再按方法(3)计算。
例题3、NO2和O2的混合气体26mL,通过水后得相同条件下干燥气体2mL,则原混合气体中含NO2(不考虑N2O4)多少mL?
解析:(1)过量的V(O2)=2ml4NO2 ～ O2
4 1
V(NO2) 26mL-V(NO2)-2mL
V(NO2)=19.2mL
(2)余气为V(NO)=2ml3NO2 ～ NO
6mL 2mL
4NO2 ～ O2
4 1
V(NO2)-6mL 26mL-V(NO2)
V(NO2)=22mL
5、气体被水吸收后溶液浓度的计算
例题4、同温同压强下,两个等体积的干燥圆底烧瓶中分别充满(1)NH3 (2)NO2 ,进行喷泉实验,经充分反应后,瓶内溶液的物质的量浓度大小关系为()
A.(1)>(2)B.(1)<(2)C.(1)=(2)D.不能确定
考点三、隐含反应2NO2 N2O4的应用
【强化训练】
1、下列气体只能用排水法收集的是()
A. O2B. NOC. H2D. NO2
2、将充有20mlN2和NO2的混合气体的试管,倒置在水槽中,反应完毕后,试管中残留气体10ml,则原混合气体中N2和NO2的体积比是()
A.1:1B.1:2C.1:3D.2:3
3、可用于区别NO2和溴蒸气的试剂是()
A. AgNO3溶液B. 水C. KI―淀粉试纸D. 烧碱溶液
4、NO和CO2的混合气体,通过足量的Na2O2后,剩余气体体积为原来的一半,则NO和CO2的体积比为()
A.1:1 B.1:3 C.2:1 D.≤1:1的任意比
解析: 2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2(1)
2NO+O2=2NO2(2)
CO2+NO+ Na2O2= Na2CO3+NO2
若(1) V(NO):V(CO2)=1:1 ,恰好完全反应,生成NO2 且:V(NO2)= 1/2V(总)
(2) V(NO):V(CO2)<1:1时,二氧化碳过量,剩余气体为NO2和O2,且V(余)= 1/2V(总)
(3) V(NO):V(CO2) >1:1时,NO过量,剩余气体为NO2和NO,且 V(余)> 1/2V(总)
5、在标准状况下,将O2与NO按3:4的体积比充满一个干燥烧瓶,将烧瓶倒置于水中,瓶内液面逐渐上升后,最后烧瓶内溶液的物质的量浓度为()
A.0.045mol/LB. 0.036mol/LC. 0.026mol/LD. 0.030mol/L
6、在标准状况下,用向下排气法在容积为VmL的集气瓶中收集氨气,由于空气尚未排尽,最后瓶内气体的平均分子量为19,将集气瓶会置于水中,最后瓶内剩余气体的体积与溶液的物质的量浓度分别是()
A、V/4mL,1/22.4mol/LB、V/5mL,1/22.4mol/L
C、V/6mL,1/22.4mol/LD、V/6mL,5/(22.4×6)mol/L
7、有A、B、C、D四种气体,能发生如下反应: A + D E + H2O , E + O2 D , C + D
B + F , B + O2 C ,且C为红棕色,D能使石灰水变浑浊,E是淡黄色固体,F是一种酸酐。则:
(1)AH2S，BNO，O2，DSO2；
(2)写出C + D B + F的反应方程式NO2 + SO2 = NO + SO3；
(3)出A + D E + H2O的反应方程式,并标出电子转移方向和数目2H2S + SO2 = 3S + 2H2O。
*8、将充有mmLNO和nmLNO2的量筒倒立于水槽中，然后通入mmLO2，回答:
(1)若m=n，则充分反应后，量筒内气体体积为____________mL;
(2)若m
解析：(1)若m=n，NO、NO2、O2三者体积相等,根据相关推导公式可知, mmLNO需跟3/4mmL的O2正好被水全部吸收, mmLNO2需跟m/4mL的O2正好被水全部吸收,所需O2正好共为mmL,故充分反应后量筒内气体的体积为0。
(2)若m
9、已知NOx + NH3 N2 + H2O ,可治理工业废气。现有NO和NO2混合气体3L可用同温同压下的3.5L NH3恰好使它转化为N2,则原混合气体中的体积比是多少?
解析：运用电子守恒得:2x × 3 = 3 × 3.5 x = 1.75
NO10.25
1.75
NO220.75
V(NO):V(NO2) = 1:3
*10、在一支10mL的试管中充满NO2和O2,将其倒立在盛有足量水的水槽中,若以y(mL)表示完全反应后试管内剩余气体的体积,x(mL)表示原混合气体中NO2的体积。
(1)试建立y=f(x)的关系式(讨论x为不同值时,反应后气体的体积y)。
(2)画出y+f(x)的曲线。
解析：(1)O2过量,余V(O2)=y4NO2 ～ O2
4 1
x 10-x-y
y = -5x/4 + 10(0
4 1
x 10-x
x = 8mL
(3)NO2过量,余V(NO)=y3NO2 ～ NO4NO2 ～ O2
3 1 4 1
3y y x-3y 10-x
y = 5x/3 ? 40/3(8