高考化学氮及其化合物经典压轴题.docx

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高考化学氮及其化合物经典压轴题

一、氮及其化合物练习题（含详细答案解析）

1．某同学在学习元素化合物知识的过程中，发现含有相同元素的物质间在一定条件下存在

转化规律，绘制出如下转化关系图，图中A、B、C、D是由短周期元素组成的物质。

请回答：

（1）若A为单质，其焰色反应为黄色，C为淡黄色固体。

则组成A的元素在周期表中的位置是__，C的电子式为__。

（2）若A为能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，C为红棕色气体。

①A→B反应的化学方程式是__。

过量的A的水溶液与AlCl3溶液反应离子方程式为__。

②A与C反应生成E和水，E是空气中含量最多的气体。

当生成19.6gE时，转移电子的物质的量为__mol。

（3）若B为能使品红溶液褪色的无色刺激性的气体，B→C反应的化学方程式是__，B与KMnO4溶液反应离子方程式为__。

【答案】第三周期第IA族

4NH3+5O2=4NO+6H2OAl3++3NH3·H2O=Al（OH）3↓+3NH4+2.42SO2+O2

=2SO35SO2+2MnO42-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+

【解析】

【分析】

（1）若A为单质，其焰色反应为黄色，C为淡黄色固体，则A为Na，B为Na2O，C为Na2O2，D为NaOH；

（2）若A为能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，C是红棕色气体，则A为NH3，B为NO，C为NO2，D为HNO3；

（3）若B为能使品红溶液褪色的无色刺激性的气体，B为SO2，C为SO3，D为H2SO4，以此解答。

【详解】

（1）若A为单质，其焰色反应为黄色，C为淡黄色固体，则A为Na，B为Na2O，C为Na2O2，D为NaOH，A的元素在周期表中的位置是第三周期第IA族，Na2O2的电子式为：

；

（2）若A为能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，C是红棕色气体，则A为NH3，B为NO，C为NO2，D为HNO3；

①A→B反应的化学方程式是：

4NH3+5O2=4NO+6H2O；过量的NH3的水溶液与AlCl3溶液反应生成氢氧化铝，离子方程式为：

Al3++3NH3·H2O=Al（OH）3↓+3NH4+；

②A与C反应生成E和水，E是空气中含量最多的气体N2，化学方程式为：

8NH3+6NO2

=7N2+12H2O，19.6gN2的物质的量为

=0.7mol，则消耗NH3的物质的量为0.8mol，NH3中N的化合价从-3价上升到0价转移3个电子，共转移电子的物质的量为0.8mol

3=2.4mol；

（3）若B为能使品红溶液褪色的无色刺激性的气体，B为SO2，C为SO3，D为H2SO4，B→C反应的化学方程式是：

2SO2+O2

2SO3；SO2与KMnO4溶液反应生成硫酸，离子方程式为：

5SO2+2MnO42-+2H2O=5SO42-+2Mn2++4H+。

2．原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W，其中X、Z、W与氢元素可组成共价化合物XH3、H2Z和HW；Y与氧元素可形成离子化合物Y2O和Y2O2。

（1）Y2Z的电子式是________

（2）实验室可用如图所示装置制备并收集XH3（缺少收集装置，夹持固定装置略去）。

①图中方框内应选用连接_____烧瓶收集XH3（填“A或B”）。

②实验室制法中大试管中的试剂一般选用（填写化学式）_________________。

烧杯中溶液由无色变为红色，其原因是（用电离方程式表示）：

___________________________________

③XH3是工业上氧化法制硝酸的重要基础原料，制备过程中该物质发生的化学反应方程式为__________________________。

（3）磷在W2中燃烧可生成两种产物，其中一种产物甲，分子中各原子最外层不全是8电子结构，甲的化学式是_________。

XH3和HW两种化合物能反应生成离子化合物乙，nmol甲与nmol乙在一定条件下反应，生成4nmolHW和另一化合物，该化合物蒸气的密度是相同状况下氢气密度的174倍，其化学式是_________。

【答案】

ANH4Cl和Ca（OH）2NH3⋅H2O

NH4++OH−4NH3＋5O2

4NO＋6H2OPCl5P3N3Cl6

【解析】

【分析】

原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W，Y与氧元素可形成离子化合物Y2O和Y2O2，则Y为Na；其中X、Z、W与氢元素可组成共价化合物XH3、H2Z和HW，则X为N、Z为S、W为Cl。

【详解】

（1）Na2S的电子式是

。

（2）①收集NH3用向下排空气法，故图中方框内应选用连接A烧瓶收集NH3。

②实验室制法中大试管中的试剂一般选用NH4Cl和Ca（OH）2。

烧杯中溶液由无色变为红色，其原因是氨气与水反应生成的一水合氨是弱碱，其电离方程式为NH3⋅H2O

NH4++OH−。

③NH3是工业上氧化法制硝酸的重要基础原料，制备过程中，该物质发生催化氧化，化学反应方程式为4NH3＋5O2

4NO＋6H2O。

（3）磷在Cl2中燃烧可生成两种产物，其中一种产物甲，分子中各原子最外层不全是8电子结构，则甲为五氯化磷，其化学式是PCl5。

NH3和HCl两种化合物能反应生成离子化合物氯化铵，nmolPCl5与nmolNH4Cl在一定条件下反应，生成4nmolHCl和另一化合物，该化合物蒸气的密度是相同状况下氢气密度的174倍，则该化合物的相对分子质量为348，由质量守恒定律可知，其化学式是P3N3Cl6。

【点睛】

本题考查了根据元素所形成的化合物的结构和性质进行元素推断，还考查了化合物的电子式书写、氨气的实验室制法、硝酸的工业制法、有关化学式的计算。

要求学生要掌握短周期元素的原子结构，掌握常见气体的实验室制法和收集方法，掌握重要化合物的工业制法。

3．原子序数由小到大排列的四种短周期主族元素X、Y、Z、W，其中X、Z、W与氢元素可组成XH3、H2Z和HW共价化合物；Y与氧元素可组成Y2O和Y2O2离子化合物。

（1）写出Y2O2的电子式：

__，其中含有的化学键是__。

（2）将ZO2通入品红溶液再加热的现象是__。

（3）写出X的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与铜反应的化学方程式__。

（4）XH3、H2Z和HW三种化合物，其中一种与另外两种都能反应的是_（填化学式）。

（5）由X、W组成的化合物分子中，X、W原子的最外层均达到8电子稳定结构，该化合物遇水可生成一种具有漂白性的化合物，试写出反应的化学方程式__。

【答案】

离子键、共价键品红先褪色，加热后恢复红色3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2ONH3NCl3＋3H2O=3HClO＋NH3

【解析】

【分析】

原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W，Y与氧元素可组成Y2O和Y2O2的离子化合物，Y为Na（因原子序数关系，Y不可能为H），其中X、Z、W与氢元素可组成XH3、H2Z和HW共价化合物，可知X为N，Z为S，W为Cl，以此解答。

【详解】

由上述分析可知，X为N，Y为Na，Z为S，W为Cl，

（1）Na2O2为Na+与

组成的离子化合物，

中含有共价键，以此Na2O2的电子式为：

；所含化学键为：

离子键、共价键；

（2）SO2具有漂白性，能够漂白品红溶液，但其漂白过程具有可逆性，若加热漂白后的品红溶液，则溶液恢复至红色，故答案为：

品红先褪色，加热后恢复红色；

（3）稀硝酸与铜反应生成硝酸铜、一氧化氮、水，其化学方程式为：

3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O；

（4）NH3为碱性气体，H2S、HCl为酸性气体，NH3能够与H2S、HCl发生化学反应；

（5）N原子最外层电子数为5，Cl原子最外层电子数为7，由N、Cl组成的化合物分子中，N、Cl原子的最外层均达到8电子稳定结构，则该化合物为NCl3，其中N为-3价，Cl为+1价，NCl3与水反应生成一种具有漂白性的化合物，该化合物为HClO，其反应方程式为：

NCl3＋3H2O=3HClO＋NH3。

【点睛】

对于NCl3中元素化合价解释：

根据鲍林电负性标度，氮的电负性为3.04，氯的电负性为3.16，说明氯的电负性稍大于氮，根据一般性规则，电负性大的显负价，但根据实验证实NCl3的水解反应方程式应当如下：

第一步：

NCl3+H2O→NH3+HClO（未配平），由于HClO的强氧化性，再发生第二步反应：

NH3+HClO→N2+HCl+H2O（未配平），可见由理论推出的观点与实验事实是不相符的。

NCl3中元素化合价可根据以下原理解释：

氮和氯的电负性差值并不大，而氮原子的半径相对于氯原子来说要小得多，因此共用电子相对应当更偏向于氮，使得氮显-3价，氯显+1价。

4．A、B、C、D是中学化学中常见的物质，已知C为红棕色气体，它们之间的相互转化关系如下（部分反应条件及产物已略去）。

（1）若A为单质，则A的化学式为_________，试写出C→D反应的化学方程式：

_________。

（2）A亦可为NH3，它与O2在高温、催化剂的作用下反应生成B，此化学方程式为_________。

【答案】N23NO2+ H2O==2HNO3 + NO4NH3+5O2

4NO+6H2O

【解析】C为红棕色气体，常见的红棕色气体有溴蒸气和NO2，根据“B+O2→C”可知C为NO2；B为NO。

“C（NO2）+H2O→D”，则为HNO3。

①若A是单质，则A为N2；NO2与水反应的方程式为3NO2+ H2O==2HNO3 + NO；

②NH3与O2在催化剂条件下反应生成NO，该反应名为“氨的催化氧化”，化学方程式为4NH3+5O2

4NO+6H2O。

5．下图是由短周期元素组成的一些单质及其化合物之间的转化关系图。

各方框表示有关的一种反应物或生成物（某些物质已经略去），其中A、B、D在常温下均为无色无刺激性气味的气体，C是使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，M是最常见的无色液体。

（1）物质G的化学式：

______。

（2）物质B的电子式：

______。

（3）写出A→D的化学方程式：

______；G→E的离子方程式：

_____。

【答案】HNO3

2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O23Cu+8H++2NO3–=3Cu2++2NO↑+4H2O

【解析】

【分析】

无色无刺激性气味的气体A和过氧化钠反应，A为气体二氧化碳，D为氧气；C是使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，C为氨气，则B为氮气，在高温高压催化剂条件下和氢气化合生成氨，氨催化氧化得到一氧化氮气体E，F为二氧化氮，溶于水形成硝酸G。

【详解】

（1）物质G为硝酸，其化学式为：

HNO3，故答案为：

HNO3。

（2）物质B为氮气，其电子式为：

，故答案为：

。

（3）A→D的反应为过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，化学方程式为：

2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2，故答案为：

2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2。

（4）G→E的反应为铜与稀硝酸反应生成硝酸铜，一氧化氮和水，离子方程式为：

3Cu+8H++2NO3–=3Cu2++2NO↑+4H2O，故答案为：

3Cu+8H++2NO3–=3Cu2++2NO↑+4H2O。

6．由三种短周期非金属元素形成的常见单质A、B、C，在一定条件下有如下反应：

A+B→甲（气），B+C→乙（气），请根据不同情况回答下列问题：

（1）若标准状况下A、B、C、甲、乙均为气体，且甲和乙化合生成固体丙时有白烟产生。

①丙的化学式是_________，丙中含有的化学键类型为______________

②工厂常用气体甲检验装有气体C的管道是否泄漏，请写出该反应的化学方程式______________

（2）若常温下B为固体，A、C为气体且气体乙有刺激性气味，甲在空气中充分燃烧可生成乙。

①乙的化学式是___________

②向氢氧化钠溶液中通人过量的乙，所发生反应的离子方程式是________________________

③将乙与

（1）中某单质的水溶液充分反应可生成两种强酸，该反应的化学方程式是___________________

【答案】NH4Cl离子键、极性共价键8NH3+3Cl2=N2+6NH4ClSO2SO2+OH-=HSO3-SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4

【解析】

【分析】

（1）若在标准状况下A、B、C、甲、乙均为气体，且甲和乙化合生成固体丙时有白烟产生，应是氯化氢与氨气反应生成氯化铵，则丙为NH4Cl，甲、乙分别为HCl、NH3中的一种，结合转化关系可知B为H2，A、C分别是Cl2、N2的一种。

（2）若常温下B为固体，A、C为气体，且气体乙有刺激性气味，甲在空气中充分燃烧可生成乙，结合转化关系可推知，B为S、A为H2、C为O2、甲为H2S、乙为SO2。

【详解】

（1）①丙为氯化铵，其化学式为NH4Cl，NH4Cl中铵根离子与氯离子之间是离子键，铵根离子中氮原子与氢原子之间是极性共价键，所以化学键类型为离子键、极性共价键，故答案为：

NH4Cl；离子键、极性共价键。

②甲是HCl、NH3中的一种，C分别是Cl2、N2的一种，工厂常用NH3检验装有Cl2的管道是否泄漏，则甲是NH3，C是Cl2，其反应的化学方程式：

8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl，故答案为：

8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl。

（2）①乙是二氧化硫，其化学式是SO2，故答案为：

SO2。

②乙为SO2，氢氧化钠溶液中通人过量的SO2，其化学反应方程式为：

SO2+NaOH=NaHSO3 ，离子反应方程式为：

SO2+OH-=HSO3- ，故答案为：

SO2+OH-=HSO3- 。

③乙为SO2，与Cl2的水溶液充分反应可生成两种强酸，即盐酸和硫酸，其化学反应化学方程式是SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4，故答案为：

SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4。

7．下列框图中的字母分别代表一种常见的物质或其溶液，相互之间的转化关系如图所示（部分产物及反应条件已略去）。

已知A、B为气态单质，F是地壳中含量最多的金属元素的单质；E、H、I为氧化物，E为黑色固体，I为红棕色气体；M为红褐色沉淀。

请回答下列问题：

（1）A在B中燃烧的现象是__________________________________________。

（2）D+E→B的反应中，被氧化与被还原的物质的物质的量比是_________________________。

（3）G+J→M的离子方程式是____________________________________。

（4）Y受热分解的化学方程式是______________________________________。

（5）检验硫酸铁溶液中是否存在Fe2＋的试剂是____________________。

【答案】放出大量的热，产生苍白色火焰2:

13AlO2－+Fe3＋+6H2O=3Al（OH）3↓+Fe（OH）3↓4Fe（NO3）3

2Fe2O3+12NO2↑+3O2↑酸性高锰酸钾溶液

【解析】

【分析】

F是地壳中含量最多的金属元素的单质，则F为Al，转化关系中X电解得到三种物质，为电解电解质与水型，A、B为气态单质，二者为氢气和氯气，二者反应生成D，D为HCl，E为黑色固体，为氧化物，和HCl反应又生成B气体，A为H2，B为Cl2，E为MnO2，电解X是电解氯化钠溶液，C为NaOH，与Al反应生成G，G为NaAlO2；M为红褐色沉淀为Fe（OH）3，所以J是含三价铁离子的物质，是H和D反应生成，证明J为FeCl3，H、I为氧化物判断H为Fe2O3，I为红棕色气体为NO2，结合转化关系可知，N为HNO3，Y为Fe（NO3）3，结合物质的性质来解答。

【详解】

（1）A为H2，B为Cl2，H2在Cl2中燃烧的现象是：

气体安静燃烧，放出大量的热，火焰呈苍白色，并有白雾产生；

（2）D+E→B的反应为MnO2+4HCl

MnCl2+Cl2↑+2H2O，MnO2中Mn元素化合价降低，被还原，HCl中Cl元素化合价升高，被氧化，4mol盐酸参与反应，发生氧化反应的盐酸为2mol，另外2mol盐酸显酸性，则n（被氧化的物质HCl）：

n（被还原的物质MnO2）=2：

1；

（3）G（NaAlO2）+J（FeCl3）→M（Fe（OH）3）的反应是在水溶液中发生的双水解反应，反应离子方程式是：

3AlO2－+Fe3＋+6H2O=3Al（OH）3↓+Fe（OH）3↓；

（4）依据分析推断可知Y为Fe（NO3）3，受热分解生成二氧化氮和氧化铁，依据原子守恒配平书写的化学方程式是：

4Fe（NO3）3

2Fe2O3+12NO2↑+3O2↑；

（5）检验硫酸铁溶液中是否存在Fe2+的方法是取少量待测液于试管中，滴加几滴酸性高锰酸钾溶液，若溶液紫色褪去，证明原溶液中含有Fe2+，反之没有Fe2+。

8．已知A是一种金属单质，B溶液能使酚酞试液变红，且焰色反应呈黄色；D、F相遇会产生白烟。

A、B、C、D、E、F间有如下变化关系：

（1）写出A、B、C、E的化学式:

A__________,B__________,C__________,E__________。

（2）写出E→F反应的化学方程式_________;写出B→D反应的化学方程式_________。

（3）F在空气中遇水蒸气产生白雾现象，这白雾实际上是________。

【答案】NaNaOHNH4ClH2H2+Cl2

2HClNH4Cl+NaOH

NaCl+H2O+NH3↑盐酸小液滴

【解析】

【分析】

A是一种金属，该金属能和水反应生成溶液B和气体E，B溶液能使酚酞试液变红，说明B是碱，焰色反应呈黄色，说明含有钠元素，所以B是NaOH，根据元素守恒知A是Na，E是H2；氢气在氯气中燃烧生成HCl，则F是HCl，氢氧化钠溶液和C反应生成D，D、F相遇会产生白烟，氯化氢和氨气反应生成白烟氯化铵，则D是NH3，C是NH4Cl，据此分析解答。

【详解】

（1）根据上面的分析可知，A是Na，B是NaOH，C是NH4Cl，E是H2；

（2）E→F为在点燃的条件下，氢气和氯气反应生成氯化氢，反应方程式为：

H2+Cl2

2HCl；B→D为在加热条件下，氯化铵和氢氧化钠反应生成氯化钠、氨气和水，反应方程式为：

NH4Cl+NaOH

NaCl+H2O+NH3↑；

（3）F是HCl，HCl极易溶于水生成盐酸，所以氯化氢在空气中遇水蒸气生成盐酸小液滴而产生白雾。

9．由三种元素组成的化合物A，按如下流程进行实验。

气体B为纯净物，溶液C焰色反应为砖红色，气体E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

请回答：

（1）组成A的三种元素是________，A的化学式是________。

（2）固体A与足量稀盐酸反应的化学方程式是________。

（3）气体E与甲醛在一定条件可生成乌洛托品（

学名：

六亚甲基四胺），该反应的化学方程式是________（乌洛托品可以用分子式表示）。

【答案】

、

、

（或

）

【解析】

【分析】

溶液C焰色反应为砖红色说明溶液C中含有Ca元素，可知沉淀F为CaCO3，4.00g碳酸钙的物质的量为

，根据元素守恒可知固体A中含有Ca元素，其质量为0.04mol×40g/mol=1.60g；气体E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝说明气体E为NH3，所以溶液D中含有NH4+，根据元素守恒可知溶液C中含有N元素，固体A中含有N元素；气体B为纯净物，其物质的量为

，固体A中Ca元素的质量为1.60g，则其他元素为1.90g-1.60g=0.30g，可先假设E为一种常见的气体，若该气体为NO、NO2、O2，则固体A中另外一种元素为O，而0.02molNO或NO2或O2所含氧元素的质量均大于0.30g，故不合理，若该气体为H2，固体A中另外一种元素为H，则符合题意，同时可以参考CaH2与水的归中反应生成氢气。

【详解】

（1）根据分析可知固体A中的三种元素为：

Ca、N、H；Ca的常见化合价为+2价，已知固体A中Ca元素的物质的量为0.04mol，质量为1.60g，N元素的和H元素质量为0.04g共0.30g，N的相对原子质量为14，氢的相对原子质量为1，据此可推测A的化学式可能为Ca4N2H2，化为最简整数比为

；

（2）根据产物可知A与盐酸反应的产物中含有NH4+，H2，Ca2+，根据电子守恒和元素守恒可知方程式为：

；

（3）气体E为为NH3，甲醛为HCHO，根据元素守恒可知方程式为：

（或

）

。

10．为探究某无结晶水的正盐X（仅含有两种短周期元素）的组成和性质，设计并完成下列实验。

（气体体积已转化为标准状况下的体积）

已知：

B是空气的主要成分之一；C是一种强碱，且微溶于水，载人宇宙飞船内常用含C的过滤网吸收宇航员呼出的CO2，以净化空气；D遇湿润的红色石蕊试纸变蓝。

（1）X的化学式为__________________。

（2）图中B的组成元素在元素周期表中的位置是______________。

（3）A的电子式为____________。

（4）X受热分解转变成A和B的化学反应方程式为____________。

【答案】LiN3第2周期VA族

3LiN3

Li3N+4N2↑

【解析】

【分析】

B是空气的主要成分之一，B为氮气或氧气；C是一种强碱，且微溶于水，C为LiOH，载人宇宙飞船内常用含C的过滤网吸收宇航员呼出的CO2，以净化空气，LiOH与反应生成Li2CO3；D遇湿润的红色石蕊试纸变蓝，D是NH3，确定B为氮气，NH3是2.24L合0.1mol，A中N为14g·mol－1×0.1mol=1.4g。

A为Li3N，3.5g中Li为3.5-1.4=2.1g，14.7gX中Li为2.1g，n（Li）=

=0.3mol，n（N）=

=0.9mol,n（Li）：

n（N）=0.3:

0.9=1:

3，X的化学式为：

LiN3。

【详解】

（1）由分析可知：

X的化学式为LiN3。

故答案为：

LiN3；

（2）B为氮气，组成元素N在元素周期表中的位置是第2周期VA族。

故答案为：

第2周期VA族；

（3）A为Li3N，Li最外层只有1个电子，显+1价，N最外层5个电子，得三个电子，显-3价，电子式为

。

故答案为：

；

（4）由分析X的化学式为：

LiN3，X受热分解转变成Li3N和N2，由质量守恒：

化学反应方程式为3LiN3

Li3N+4N2↑。

故答案为：

3LiN3

Li3N+4N2↑。

11．已知

是中学化学的常见物质，且

均含有同一种元素。

在一定条件下，它们之间的相互转化关系如图所示（反应中生成的v已略去）。

请回答下列问题：

（1）若A是一种可用于自来水消毒的黄绿色气体，D是目前产量最大的金属单质，则C的化学式为_______________；写出A与C的溶液反应的离子方程式：

___________________________。

（2）若A是一种常见的强碱，D是一种气体，通常用来灭火，则反应②的离子方程式是__________________。

（3）若A是非金属固体单质，

在常温下均为气体，D是空气中的主要成分，则C的化学式为________________。

（4）若A