高中化学竞赛题--氮气和卤化氮

中学化学竞赛试题资源库——氮气和卤化氮A组1．据报道，科学家已成功合成了少量N4，有关N4的说法正确的是AN4是N2的同素异形体BN4是N2的同分异构体C相同质量的N4和N2所含原子个数比为1︰2DN4的摩尔质量是56g2．下列元素的原子中，原子半径最大的是ANBPCFDS3．下列制氮的方法中，不合理的是A分离液态空气B加热氨分解C将热空气通过的热的铜网D镁在空气中燃烧4．下列有关氮气的叙述中错误的是A氮气可作贮存水果、粮食的保护气B氮的非金属性比磷强，所以氮气的化学性质比磷活泼C在雷雨天，空气中的N2和O2反应生成NOD氮气既可作氧化剂，又可作还原剂5．氮族元素与同周期氧族元素及卤族元素比较，错误的是A原子半径小于同周期氧族元素及卤族元素的原子半径B非金属性弱于同周期氧族元素及卤族元素C气态氢化物的稳定性弱于同周期氧族元素及卤族元素的气态氢化物D单质的氧化性弱于同周期氧族元素及卤族元素单质的氧化性6．关于氮、磷、硅的下列叙述中，错误的是A氮和磷是农作物生长的必需元素；单质硅是良好的半导体材料B常温下，硅可以与氟气、强碱溶液起反应，氮气也能与氢气、氧气反应C它们最高价氧化物对应水化物的酸性：HNO3＞H3PO4＞H2SiO3D氢化物的稳定性：SiH4＞PH3＞NH37．关于硫、磷、硅的下列叙述中，错误的是A磷是农作物生长的必需元素；硅是良好的半导体材料；硫在自然界中存在B常温下，硅可以与氟气、强碱溶液起反应；磷和硫在足量氧气中点燃得到它们的最高价氧化物C它们最高价氧化物对应水化物的酸性：H2SO4＞H3PO4＞H2SiO3D氢化物的稳定性：SiH4＞PH3＞H2S8．在白炽灯的灯泡中加入极少量的红磷，其作用是什么?除此之外，还要充入一定量的氮气，其作用是什么?9．博物馆中常把一些古画保存在氮气氛中，其主要原因是。10．英国科学家瑞利用氯化铵与亚硝酸钠反应制得的“纯氮气”在标准状况下的密度为1.2506g/L；而自空气中提取的“纯氮气”在标准状况下的密度为1.2570g/L，二者相差0.0064g/L。他百思不得其解，在1892年9月《自然》杂志上公开求答，后来导致重大发现。请回答：为什么两者有如此的差异?并估计后来导致什么重大发现?11．农作物生长发育需要大量的氮养分，除了可用人工固氮方法（合成氨）获得氨态氮外，自然界雷电现象也是一种固氮途径，经由雷电固定的氮是硝态氮（硝酸或硝酸盐形式），其相关的化学方程式为，，。12．在新疆与青海两省区交界处有一狭长山谷，每当牧民和牲畜进入后，风和日丽的晴天顷刻电闪雷鸣，狂风大作，人畜常遭雷击而倒毙。奇怪的是这里牧草茂盛，四季常青，被当地牧民称为“魔鬼谷”。用化学方程式表示“魔鬼谷”牧草茂盛，四季常青的原因。13．某生态系统中氮循环简图如右图所示（1）哪一类生物能将蛋白质转化为氨？A．分解者B．藻类C．化能合成类生物（2）该生态系统的豆科植物不施氮肥，仍能表现出良好的长势，其原因是___________________________。（3）写出工业固氮的化学反应方程式_____________。（4）雷雨中常会有微量的硝酸生成为农作物所利用，用化学方程式解释HNO3的形成过程：_______________________________________。（5）硝化细菌能将NH3氧化为亚硝酸和硝酸，写出有关的化学反应方程式：_______________________________________；。14．实验室可通过多条途径得到氮气，常见的三种方法是：方法一：将氨气通入灼热的氧化铜粉末，得到纯净的氮气和铜。方法二：将空气通过灼热的铜，得到较纯净的氮气和氧化铜粉末。方法三：将亚硝酸钠（NaNO2）和氯化铵的混合溶液加热，逸出氮气。下列是进行实验时可选择的实验仪器（其它必要的仪器如：铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、酒精灯等未列出）：请回答下列问题：（1）方法一制氮气：氨气是用浓氨水跟生石灰反应得到，此反应最好选用（填仪器的编号）作发生装置，该反应的化学方程式。要制取并收集纯净的氮气（可含有少量的水），还使用上述仪器中的（填仪器的编号，并按气流方向从左向右列出）。（2）制取氮气的三种方法中，方法一和方法二越来越受到人们的关注，经常被联合使用。这两种方法与方法三相比，其优越性在于。15．在加热的条件下用NH3还原CuO可以制得纯净的N2和活性铜粉（途径I）；用该活性铜粉与空气反应又制得较纯净的N2（途径II）。由于N2在实验室制备常需要用到有毒和易使人致癌的NaNO2，上述方法因CuO与Cu的循环使用，且制出的N2可基本满足要求，故倍受人们关注。下面给出了按途径I和途径II制N2必需的几种实验仪器，其它必要的仪器如铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、酒精灯等仪器均未列出。请按下列要求填写空白：（1）按途径I制N2时用浓氨水作原料至少需要用到上述仪器中的哪些仪器?（请按气流从左到右顺序列出仪器序号）；（2）按途径II制N2时，至少需要用到上述仪器中的哪些仪器?（请按气流从左到右顺序列出仪器序号的接口顺序）；（3）按途径Ⅰ制N2时你所选定的仪器组装的装置中，实验时需要加热的仪器序号是；（4）按途径Ⅱ制N2时，原料气（空气）是通过向中加入而送入反应器的；（5）为了保证途径I制得的N2比途径Ⅱ制得的N2纯净，是在仪器中加入_________以除去杂质气体（6）写出在仪器（A）中所发生的化学方程式：。16．L、M、Q、R、X代表五种物质，它们都含某种价态的氮元素，各物质中氮元素的化合价只有一种。物质L中氮元素的化合价比物质M中的氮元素的化合价低。在一定条件下，它们会有如下的转化关系（未配平）：①Q＋HCl→M＋Cl2＋H2O②R＋L→X＋H2O③R＋O2→L＋H2O请判断：（1）五种物质按氮元素的化合价从高到底的顺序排列是。若这五种物质中有一种是硝酸，那么硝酸应该是（用字母表示）（2）反应③是在催化剂（如铂、氧化铁等）存在下，加热到一定温度时发生的，这个反应在工业上有重要的应用。若X是密度比CO2小的气体，那么X的公子式是。（3）某同学写出下面三个不同价态的氮的化合物相互转化关系(未配平)，其中你认为一定不能实现的是。ANO＋HNO3→N2O3＋H2OBNH3＋NO→HNO2＋H2OCN2O4＋H2O→HNO3＋HNO217．氨气和氟气在铜的催化作用下反应得到一种铵盐NH4F和一种含氮化合物A，A的分子结构呈三角锥形，分子中所有共价键之间的夹角都相等。（1）A的化学式为__________，A的电子式为____________。（2）写出该反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目__________________。（3）现有1mol混合气体充分反应后，测得生成物NH4F中的N元素比A中的N元素多2.8g，试计算原反应混合气中NH3和F2的物质的量可能各是多少。B组18．重庆市天原化工厂2004年4月16日发生特大氯气泄漏和三氯化氮爆炸事故，造成多人死亡和失踪。已知三氯化氮分子结构与氨相似，下列有关说法不正确的是A消除储气罐上空泄漏出的高浓度氯气，可喷洒碱液B发生氯气泄漏时，附近人员可用浸有碳酸钠溶液的毛巾捂住鼻孔进行自我保护C氯气能腐蚀金属及非金属材料，这种腐蚀主要属于电化学腐蚀D三氯化氮分子是极性分子19．NCl3是一种淡黄色的油状液体，其分子具有三角锥形结构，下列对NCl3的有关描述正确的是A它是一种非极性分子B具有比PCl3更大的挥发性C它还能以配位键跟Cl－结合D已知NBr3对光很敏感，故NCl3不具光敏性20．已知N≡N键能为942kJ/mol，Cl－Cl键能为243kJ/mol，NCl3键能为201kJ/mol，下列对三氯化氮（NCl3）的叙述中不正确的是A它的沸点不高BNCl3分解是放热反应C它还可以通过氧原子之间的配位键跟氨进一步结合D1968年，科学家发现这个分子具有三角锥形结构，因此它为极性分子21．三氟化氮（NF3）是一种无色无味的气体，它是氨（NH3）和氟（F2）在一定条件下直接反应得到：4NH3＋3F2＝NF3＋3NH4F，下列有关NF3的叙述正确的是ANF3是离子化合物BNF3的还原性比NH3强CNF3的氧化性比F2强DNF3中的N呈＋3价22．在铜的催化作用下氨气与氟气反应，得到一种三角锥形分子M和一种铵盐N。下列有关说法不正确的是A该反应的化学方程式为4NH3＋3F2＝NF3＋NH4FBM是极性分子，其还原性比NH3强CM既是氧化产物，又是还原产物DN中既含有离子键，又含有共价键23．NCl3的电子式为，则NCl3与H2O反应时，最初的生成物一定有ANH3BHNO2CHClODNH4Cl24．氮气与其他单质化合一般需要高温，有时还需高压的条件，但金属锂在常温常压下即能与氮气化合生成氮化锂，这是因为①此反应可能是吸热反应；②此反应可能是放热反应；③此反应前可能氮分子无需先分解成氮原子；④此反应前氮分子必定先分解为氮原子A①②B②④C②③D①④25．据报道，美国科学家于1998年11月合成丁一种名为“N5”的物质，由于其极强的爆炸性，又称为“盐粒炸弹”。迄今为止，人们对它的结构尚不完全消楚，只知道“N5”实际上是带电荷的分子碎片，其结构是对称的。5个N排列成“V”形。如果“N5”分子中的5个N原子都达到8电子稳定结构，且含有2个“N≡N”叁键，则“N5”分子碎片所带电荷是A1＋B2－C1－D2＋26．1999年曾报道合成和分离了含高能量的正离子N5＋化合物N5AsF6，下列叙述错误的是AN5＋共有34个核外电子BN5＋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－127．科学家根据自然界存在的N2制取出N3，其后又陆续制取出N5、含N5＋离子的化合物及N60。N5极不稳定，需保存在－80℃的干冰中；N5＋离子由于其极强的爆炸性，又称为“盐粒炸弹”。N60与C60结构相似，并在受热或机械撞击后，其中积蓄的巨大能量会在一瞬间释放出来。分析上述材料，下列说法中不正确的是AN5常温下会剧烈爆炸，体积急剧膨胀，放出大量的热BN60的发现开辟了能源世界的新天地，将来可能成为很好的火箭燃料CN2、N3、N5、N5＋、N60互为同素异形体D含N5＋离子的化合物中既有离子键又有共价键28．美国加州爱德华空军研究实验室研究高能物质的化学家Christe及同事，合成了一个多世纪以来第一个可以分离的量的包含N5＋阳离子的新全氮类化合物。下列有关N5＋阳离子性质的叙述中，正确的是AN5＋阳离子的氧化性比O2＋阳离子的氧化性更强BN5＋阳离子的盐可以在有机溶剂中制得CN5＋阳离子的盐可以在液态氟化氢溶剂中制得D在N5＋阳离子中氮是靠分子间作用力连接的29．2004年7月德俄两国化学家共同宣布，在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮，这种高聚氮的N－N键的键能为160kJ/mol（N2的键能为942kJ/mol），晶体片段结构如右图所示。则下列说法错误的是A按键型分类，该晶体中含有非极性共价键B按晶体类型型分类时，该晶体属于分子晶体C高聚氮与氮气互为同素异形体D这种固体的可能潜在应用是烈性炸药或高能材料30．据报道，美国科学家卡尔.克里斯特于1998年11月合成了一种名为“N5”物质，由于其极强的爆炸性，又称为“盐粒炸弹”。迄今为止，人们对它的结构尚不清楚，只知道“N5”实际上是带正电荷的分子碎片，其结构式对称的，5个N原子排列成V形。如果5个N原子结合后都达到8电子结构且含有2个N,N叁键，则“N5”分子碎片所带的电荷是，它的电子式是。31．氮元素以化合态形式存在于许多化合物中。（1）某氮的氧化物与一氧化碳在催化剂的作用下充分反应，生成氮气和二氧化碳。若测得氮气和二氧化碳的物质的量之比为1︰2，则该氮的氧化物分子式为。（2）右图为一含有C、H、N、O四种元素的有机物的球棍模型。据此确定，该有机物的化学式为，其结构简式为。32．氯原子与氨基可以结合生成一氯胺（NH2Cl）（1）一氯胺的空间结构为______形，电子式为_______。（2）若