【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1. 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。

2. 写出下列各种硝酸盐的热分解化学方程式：(1) NaNO 3 (2) NH 4NO 3 (3) LiNO 3 (4) Cu(NO 3)2 (5) AgNO 3 3. 试写出下列各物质的热分解方程式：(1) NH 4Cl (2) NH 4NO 2 (3) (NH 4)2Cr 2O 7 (4) (NH 4)2SO 4 (5) (NH 4)2CO 3 (6) NH 4ClO 4 (7) NH 4NO 3 (8) NH 4HCO 34. 指出下列各分子或离子中氮的氧化数：N 2，NH 4+，NaNO 3，N 2H 4，NH 2OH ，NO 2，N 2O 4，NH 4NO 3，N 2O ，NCl 3，Li 3N ，HN 35. 为什么硝酸能用于从Na 2CO 3制备CO 2而不能用于从Na 2SO 3制备SO 2？写出相应的反应方程式。

6. 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？7. 计算下列各分子中磷的氧化数：PH 3，H 3PO 2，H 3PO 3，H 3PO 4，H 4P 2O 7，PH 4I ，P 4，PCl 3 8. 写出NaH 2PO 4、NaNH 4HPO 4和NH 4MgPO 4的热分解方程式。

9. 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。

10. 已知H 3PO 2是一元酸，你能推断出此酸的结构式吗？11. 为什么NCl 3不稳定，易爆炸，而PCl 3则不然？写出它们与水反应的化学方程式。

12. 估计下列各酸的p K 1值：H 2CrO 4，HBrO 4，HClO ，H 5IO 6，HNO 3 13. 试写出下列各物质的反应方程式 (1) Mg + N 2 −→ (2) NH 3 + CuO −→(3) HNO 3 光或热−→−− (4) PCl 3 + H 2O −→(5) NaBiO 3 + MnCl 2 + HCl −→ (6) AsH 3 + AgNO 3 + H 2O −→ (7) As 2S 3 + HNO 3(浓) −→ (8) H 3AsO 4 + KI+ HCl −→14. 为什么用浓硝酸处理固体As 、Sb 和Bi 只能分别生成H 3AsO 4溶液、Sb 2O 5白色沉淀和Bi 3+离子溶液？15. 试说明为何无NX 5和BiI 5存在。

16. 试解释砷分族的硫化物皆有色且难溶于水的原因。

17. 为什么Ag3PO4黄色沉淀既能溶于醋酸又能溶于浓氨水？18. 下面的排列顺序是碱性减少的顺序：NH3>N2H4>NH2OH，根据分子结构来解释此顺序。

19. 试解释：为什么有SF6化合物，而OF6不存在；为什么有PCl5化合物而NCl5不存在？20. 试解释：(1) N2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621. 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。

22. 试比较Mg3N2，NCl3，PCl3，BiCl3的水解产物并从中找出规律性。

23. 试解释为何N2比N2+有较大的离解能，而O2比O2+的离解能低。

24. 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。

25. 如何鉴别某无色晶体是否为NaNO3、NaNO2或NH4NO3？26. 某溶液中可能有As3+、Sb3+、Bi3+，如何鉴别？27. 如何区别下列各组物质：(1) 硝酸盐溶液及亚硝酸盐溶液(2) 磷酸溶液及亚磷酸溶液(3) 固体氯化铵和硝酸铵28. 如何将含有H3PO4、H3AsO4和Bi3+离子的混合溶液，彼此分离成含有H3PO4、H3AsO4和Bi3+离子的三个溶液？29. 联氨的标准生成热为+50.88kJ⋅mol－1，试计算联氨的燃烧热。

N2H4(l) + O2(g) −→N2(g) + 2H2O(l)30. 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、0.1500mol⋅dm－3盐酸溶液中, 过量的HCl需要32.10cm3、0.1000mol⋅dm－3的NaOH完全中和，问此原始溶液中，NO3-离子的浓度为多少？31. 在酸性条件下，联氨(H2NNH2)被IO3-氧化成N2，IO3-成为I- (注意：联氨是一种弱碱，在酸性溶液中主要以N2H5+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，氧化后可以得到30.7cm3的N2（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KIO3的最小量为多少克？32. 写出下面的离子反应方程式：(1) 在酸性的亚硝酸溶液中，分别用Br2、MnO4-和Cr2O72-氧化亚硝酸。

(2) 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。

(3) 亚硝酸与氨水反应得到N2。

(4) 用附表的数据计算Br2(液)与HNO2反应的平衡常数。

33. 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KMnO43.16g⋅dm－3的溶液滴定31.35cm3的上述溶液，恰好使此高锰酸钾溶液退色。

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、0.1mol⋅dm－3的硫酸溶液中，需32.50cm3、0.2mol⋅dm－3NaOH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)34. 已知在酸性条件下：HNO2+ H++ e ＝NO + H2O φө = +1.00VNO3-+ 3H++ 2e = HNO2+ H2O φө = +0.94V试根据标准电极电势判断HNO2能否与Fe2+，SO32-，MnO4-发生氧化还原反应，若能反应，写出离子反应方程式，并指出HNO2是氧化剂还是还原剂？35. 计算工业上用氨氧化法制硝酸时，在700℃、0.99atm下，每消耗1m3氨气，理论上可以制得多少千克70%硝酸？36. 1atm，25℃时，2NHN2+ 3H2反应达到平衡，有3%氨气分解，求此反应的平衡常数K c及K p。

37. 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”中剩余的HCl，消耗了11.69cm3NaOH溶液，计算肥料中氮的百分含量。

38. 取1.55g红磷与充足的空气反应，可生成P2O5多少克？将生成的P2O5溶于250cm3热水中(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？(K1=7.52×10－3)39. 试求：25℃时下面反应的平衡常数：3HNO2(aq) = H3O+(aq) + 2NO(g) + NO3-(aq)40. 用1g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。

41. 已知在OH-溶液中，AsO43- + 2H2O + 2e = AsO2- + 4OH-，φө = －0.71V，I2 + e = 2I-，φө = +0.535V，求反应：AsO2-＋I2 + 4OH- = AsO43- + 2I- + 2H2O的K值。

42. 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H4P2O7是一个四元酸，离解常数分别为K1=1.4×10－1、K2=1.11×10－3、K3=2.9×10－7、K4=3.6×10－9。

已知有0.250mol⋅dm－3 H4P2O7，试计算平衡时H3O+，H4P2O7，H3P2O7-，H2P2O72-，HP2O73-和P2O74-等离子浓度。

43. 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H2O2的水溶液中，得溶液F。

F 用Mg(NO3)2和NH4NO3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。

44. 试解释：NO 2容易形成二聚物，ClO 2和NO 则不能形成二聚物。

45. 试解释：NF 3比较稳定，约在250℃时才能发生化学反应，而NCl 3却是极其危险的易爆炸的油状物。

46. N 2H 4是几元碱？比较N 2H 4和NH 3的碱性、还原性及热稳定性大小？47. 25℃时水溶液中肼与强酸反应结合一个质子的平衡常数为3.0×108，求N 2H 4的碱式电离常数K b 及其共轭酸的酸式电离常数K a 。

48. PCl 5在加压下于148℃液化，形成一种能导电的熔体，测得P —Cl 的键长为198pm 和206pm 两种，PBr 5的熔体也能导电，测得P —Br 只有一种键长 (1) 试解释PCl 5(l)和PBr 5(l)为什么会导电?(2) 试解释PCl 5(l)为什么会存在两种键长，而PBr 5(l)为什么只存在一种键长？ (3) 画出所有分子、离子的几何构型。

49. HN 3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HN 3分子中三个氮原子的杂化方式并比较它们之间的N －N 键的键长的长短。

50. 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50℃，发现气体的压强迅速下降。

已知其中一种产物为N 2O ，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？51. 近期报导了用三甲基铝[Al(CH 3)3]2(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 ＋2CH 4第二步：□C −−→−℃170□D ＋□CH 4（□中需填入适当的系数） 请回答下列问题：(1) 分别写出两步反应的配平的化学方程式 (2) 写出D 的结构式(3) 设在第一步反应中，A 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?52. 金属铋溶解在熔融的BiCl 3中，得到一个组成为Bi 24Cl 28的黑色固体，其结合方式为(Bi 9)x a (BiCl 5)y b (Bi 2Cl 8)z c 。