高考化學考點解析全程復習考點氮和磷

高考化學考點解析全程復習考點：氮和磷

1.復習重點

1.氮族元素性質的相似性和遞變規(guī)律；

2.氮氣的分子結構及其化學性質；

3.磷的兩種同素異形體的有關性質。

2.難點聚焦

1.知識要點：

一.氮族元素

1.氮族元素的原子結構與性質

(1)周期表中的位置：

第VA族(N、P、As、Sb、Bi)

(2)原子結構：

相同點：最外層電子數(shù)相同(5e)

不同點：電子層數(shù)不同，原子半半徑依次增大

(3)主要性質：

①相似性：a、最高價態(tài)為+5,負價為一3,能形成氫化物R%,Sb、Bi無負價；最高價氧化對應水

化物HRO3或H,RO4呈酸性。

②遞變性：(按原子序數(shù)增大順序)：a、原子半徑由小到大；b、氫化物的穩(wěn)定性由強到弱；c、最高

價含氧酸的酸性由強到弱；d、非金屬性由強到弱，且比同周期鹵族元素、氧族元素弱，金屬性漸強。

2.氮氣的性質

(1)氮氣的物理性質：無色無味，不溶于水比空氣略輕的氣體。

(2)氮氣的化學性質：

「分子中N三N非常牢固，通常情況下不易與其他物質反應。

N2與氫氣反應生成NH3(高溫高壓鐵觸媒)

與氧氣在放電條件下生成NO

<

與活潑金屬反應3M幻雙燃Mg3N2

1(3)氮氣的用途：

工業(yè)上合成氨制硝酸；用作保護氣，用于：焊接金屬、填充燈泡、保鮮食品；醫(yī)學上用于冷凍麻

醉：高科技中用液氮制造低溫環(huán)境等。

3.磷的同素異形體：白磷和紅磷

名稱白磷紅磷

分子結構分子式P4(含有6個共價鍵)、正四面體型、鍵角60。分子晶體、結構復雜

顏色狀態(tài)白色或黃色固體暗紅色粉末或固體

溶解性不溶于水，易溶于CS2不溶于水，不溶于CS2

毒性劇毒無毒

著火點40℃240℃

保存方法保存在水中密封

白毋、隔絕空氣26。七一紅磷

相互轉化『鬲絕空氣、升華、冷卻41611c

4.磷及其化合物的性質

(1)磷單質的化學性質和用途

4P+5O2=2P2O5(s)

2P+3C12三2PC13(1)

2P+3C122PC15(S)

用途：制高純度磷酸、紅磷用于制農藥、安全火柴、白磷制造燃燒彈和煙幕彈。

（2）磷的化合物

①P2O5：極易溶于水，是較好的干燥劑（吸濕性很強）能與水作用：

P2O5+H2O（冷）=2HPO3（劇毒）

P2O5+3H2O（熱）=2H3P。4（無毒）

②H3PO4：無色晶體，與水任意比例互溶，有吸濕性，可作干燥劑，屬非氧化性酸，沸點高。

化學性質：具有酸的通性，是三元中強酸，是一種高沸點酸。能與堿中和、與NaBr、Nai作用。

③磷酸鹽：

溶解性：磷酸二氫鹽均易溶于水，溶液呈酸性；磷酸鹽和磷酸一氫鹽除鉀、鈉、筱鹽外不溶于水。

相互轉化:

磷酸赤鹽#磷酸一氫鹽磷酸二氫鹽

2.原理、規(guī)律、疑難剖析：

1.氮族元素最外層電子都是5個，主要顯+5、+3、-3價。本族元素形成的+3、-3價化合物中其原

子已達到穩(wěn)定結構，如NH3、PCb、BiCb、Mg3N2?

2.在氮族元素中氮和其它元素比較，有很大的特殊性，它的主要化合價有一3、+1、+2、+3、+4、+5

等多種氮元素能以不同的價態(tài)與氧結合，可以形成多種氧化物：N,O.NO、N2O3、N2O4、NO2、N2O5O在

這些氧化物中NOZ和N2O4可以通過非氧化還原反應相互轉化：2NO2N204O

有關氮的氧化物知識應注意：

①NO是一種無色無味氣體,能與人血液中的血紅蛋白結合而使人中毒。接觸空氣后立即被氧化為N02

而變紅棕色，收集NO氣體必須用排水集氣法。實驗室中制NO氣體是銅與硝酸反應：

3CU+8HNO3=3Cu（N03）2+2NOt+4H2O

NO在神經(jīng)信號傳遞、血壓生理調控、血流量控制、免疫調節(jié)、抵抗感染等方面起到了重要作用，被

稱為“明星分子''或“信使分子”（2004年高考理綜27小題）。

②NO?是一種紅棕色、具有剌激性氣味、有毒的氣體。它與水反應，而易溶于水：

3NO2+2H2O=2HNO3+NOt

在反應中NO2既是氧化劑又是還原劑。

在NO2中，因N的價態(tài)較高，它的氧化性較強，NC）2能氧化SO2、KI等物質：

NO2+SO2=SO3+H2O

NO2+2KI=2KNO2+I2（NO2能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙為藍）

③隱含反應2NC>2N2O4的應用：

在實驗測定NE“04的相對分子質量、比較相同條件下相同物質的量的氣體體積大小，以及涉及到

NOz氣體的顏色深淺、壓強、密度等方面時要考慮此反應。

3.磷酸與堿反應的規(guī)律：

（=1：1時生成NaH2P。4

n（H3P。4）=1：2時生成Na2HPO4

n（NaOH）I=「3時生成Na3Po4

‘介于1：1和1：2之聞則生成

NaH2P和Na2HPO4的混合物

、介于1：2和1：3之間,則生成NazHPQ,和Na3P。4的混合物。

3.例題精講

有關NO、NO?、O2的混合氣體和水反應的計算

基本反應：2NO+O2=2NO2-----------（1）

3NO2+H2O2H2NO3+NO——（2）

1、NO（N2）>NO2混合氣體與水反應

例1.將20ml充滿NO和NO2的混合氣體的試管倒立于盛水的水槽中，充分反應后，剩余氣體的體積變

為10mL求原混合氣體中NO和NO2各占多少毫升？

解析：NO不與水反應，NO?與水反應時每一體積的NO?會生成1/3體積的NO,所以剩余的氣體為未參

加反應的NO和生成的NO

解法一：設原混合氣體中含NC^xml,答：(略)

則含NO(20-x)ml解法二：(差量法)設原混合氣體中含N02

3NO2+H2O=2H2NO3+NO氣體xml

313NO2+H2O=2H2NO3+NOAV

xy3(3-1)

3/x=l/y解之得：y=x/3x(20-10)

由題意得:(20-x)+x/3=10解得x=15ml3/x=(3-l)/(20-10)解得x=15ml

則原NO的體積20-15=5ml答：(略)

2、NO2和。2的混合氣體與水的反應

關系式：4NO2+O2+H2OMHNO3

將(2)X2-(1)得到，目的：消去中間產物NO)

討論如下:

NC)2與。2的體積比發(fā)生的化學反應剩余氣體

=4:14NO2+O2+H2OMHNO3無

<4:14NO2+O2+H2OMHNO36

>4:14NO2+O2+H2O=4HNO3NO

3NO2+H2O2H2NO3+NO

例2.將充滿NO2和。2的混合氣體的量筒倒置于水中，充分反應后，保持氣體壓強不變，水進入

至量筒體積的一半處停止了，則原混合氣體中NO2和。2的體積比是多少？

解析：NO2和。2的體積比不等于4:1,則需討論NO?和。2分別過量時的兩種情況

設混合氣體的體積為1,混合氣體中NO2的體積為x,則O2為(1-x)

(1)假定原混合氣體中v<NO2>：(O2><4：1(2)假定原混合氣體中V,NO2>：V<O2>>4:1

4NO2+O2+H2O4HNO34NO2+O2+H2OMHNO3

4141

xyy(i-x)

4/x=l/y解得y=x/44/y=l/(l-x)解得:y=4(1-x)

剩余的O2：(1-x)-x/4=l/2解得x=2/5暫時剩余NO2：1-[4(1-X)+(1-X)]=5X-4

V<NO2>：V<o2>=2/5:(l-2/5)=2:3由反應式：3NO2+H2O2H2NO3+NO可知

最后剩余NO：(5x-4)/3

由(5x4)/3=1/2得x=ll/10(不合題意，舍去)

小結：NO2和。2的混合氣體與水反應時，當剩余氣體的體積大于原混合氣體體積的1/3時，只

有一個條件：V,NO2>：V<02>>4：1(此結論由同學們自行證明)

3、NO與。2分別通入水中

關系式：4NO+3O2+H2O=4HNO3

討論如下：

NO與O2的體積比發(fā)生的化學反應剩余氣體

=4:34NO+3O2+H2O=4HNO3無

<4:34NO+3O2+H2O=4HNO302

>4:34NO+3O2+H2O=4HNO3NO

例3.一定條件下，將等體積的NO和。2混合于一試管中，然后將試管倒立于盛有水的水槽中，

充分反應后剩余氣體的體積與原混合氣體的體積之比是多少？

解析：因為混合氣體中NO和。2的體積比<4:3,則剩余氣體為。2

設混合氣體中NO的體積為x,則。2的體積也為x

4NO+3O2+H2O=4HNO3

43

xy

4/x=3/y解得：y=3x/4

剩余的02為x-3x/4=x/4

它與原混合氣體的體積比為x/4:2x=l:8

4、NO2、NO、O2的混合氣體與水反應

關系式：V(O2>=V<N02)/4+3V<N0>/4

特例，當V<NO>：V,NO2>：：V，O2)=1：1：1時，混合氣體全部與水反應，無氣體剩余。

例4.常溫下盛有10mlNC>2和lOmlNO組成的混合氣體的大試管倒立于水中，當緩緩通入O2一段

時間后，試管內殘留2ml氣體，則通入。2體積可能為多少毫升

解析：殘留2ml氣體可能是NO也有可能是。2,應予以討論

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（1）若殘留氣體是NO,則轉化為HNO3的NO為10ml-2ml=8ml

貝I」：4NO2+O2+H2O=4HNO3

41

10mly

4/10ml=1/y解得：y=2.5ml

4NO+3O2+H2O=4HNO3

43

8mlx

4/8ml=3/x解得：x=6ml

共耗氧氣V,Q2>=2.5ml+6ml=8.5ml

（2）若殘留氣體2ml是O2,則:

4NO+3O2+H2O=4HNO3

43

10mlz

4/10ml=3/z解和z=7.5ml

故通入V<02>=26+7.5+2=12ml

答：（略）

例5.（2001春季北京、內蒙、安徽高考）關于非金屬N、0、Cl、P的敘述，正確的

是（）

A.在通常情況下其單質均為氣體

B.其單質均由雙原子分子組成

C.都屬于主族元素

D.每種元素公生成一種氫化物

解析：N、0、C1通常情況下單質為氣體，且為雙原子分子，而P不是，白磷為P4

分子，其中N的氫化物有NE、N2H4等，O的氧化物有H2O,H2O2，所以A、B、D

選項均不正確。正確答案為C。

例6.氮氣與其他單質化合?般需要高溫，有時還需高壓等條件，但金屬鋰在常溫、

常壓下就能與氮氣化合生成氮化鋰，這是因為（）

①此反應可能是吸熱反應

②此反應可能是放熱反應

③此反應可能是氮A子不必先分解成為原子④此反應前可能氮分子先分解成為原子

A.①②B.②④C.②③D.①④

解析：氮分子中存在N三N,鍵能很大，非常

牢固，通常情況下很難斷裂N三N鍵成為氮原子與其他物質反應，如果氮分子能與這種

物質容易反應，只可能是氮分子不必先分解為氮原子這種情況；另外化學反應中放熱反

應一般比較容易發(fā)生。綜上所述正確選項應為C選項。

例7.（2002年南京市模擬題）工業(yè)廢氣的氮

氧化物（如NO、NO,等，用通式NOx表示）是主要的大氣污染物之一。為了保護環(huán)境，

工業(yè)上常通入氨氣與之發(fā)生如下反應：

NOX+NH^—>N2+H2O

有關此反應，下列說法中錯誤的是（）

A.N2既是氧化產物又是還原產物

B.當x=l時，每生成2.5molN2，被氧化的

氣體有3mol

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C.當x=2時，有Imol氣體被還原，轉移電子4moi

D.反應通式配平表示為：

6NOX+4xNH3=（3+2x）N2+6xH20

解析：分析平配平方程式得到A、D選項均正確，將x=l代入6NOX+4xNH3=

（3+2x）N2+6XH2O中得到6NO+4NH3=5N2+6H2。分析可知：每生成5moL被氧化的

氣體有4moi（被氧化的氣體為NH3），則每生成2.5molN2,被氧化的氣體只有2moI。

同理可推得C選項正確。所以，答案應為選項B。

例8.（1994?全國77）已知磷酸分子

H-0、/0-H

（H-0入o）中的三個氫原子都可以跟重

水分子（D2。）中的D原子發(fā)生氫交換。又知次磷酸（H3P。2）也可以跟D2。進行氫交換，

但次磷酸鈉（NaH2P。2）卻不能再跟D2o發(fā)生氫交換。由此可推斷H3PO2的分子結構是（）

H-O-P-O-H

H-P-O-HB.H

0

IIH-P-H

C.H-P-0D

解析：題中所給磷酸分子的結構式是給的一個信息：含氧酸中只有與0原子直接結合的

H原子才可能電離出H*,即題中所說的與D20中的D原子發(fā)生氫交換。把信息遷移到

FhPCh中，由于NaH2P。2不能與DzO進行氫交換，所以H3PCh只是元酸，因而其結

構式中只有一個一OH,再應用0原子只能有兩個共價鍵的基礎知識，就不難推出正確

選項為Bo

4.實戰(zhàn)演練

1.（2001年全國高考題）有一種磷的結構式是P有關它的下列

/\

敘述中不正確的是-￡PP玉.

A.它完全燃燒時的產物是P2O5\/

B.它不溶于水P

C.它在常溫下呈固態(tài)

D.它與白磷互為同分異構體

2.下列反應起了氮的固定作用的是

A.、與比在一定條件下反應生成NH3

B.NH3經(jīng)催化氧化生成NO

C.NO與02反應生成NO2

D.由N%制碳鏤和尿素

3.關于氮族元素的性質，卜一列推斷錯誤的是

A.最高價氧化物為R2O5,其水化物化學式為HR。?或H3RO4

B.非金屬性：磷〉神，氣態(tài)氫化物的還原性：PH3>ASH3

C.最高價含氧酸的酸性：硒酸〉碎酸〉楮酸

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D.所形成的氫化物中BiHs最不穩(wěn)定

4.下列比較中正確的是

A.硝酸酸性比磷酸強

B.PH3的穩(wěn)定性大于NH3

C.PH3的還原性大于NH3

D.氮氣的化學性質比磷活潑

5.新電燈泡的玻璃柱上涂有一點暗紅色物質，以除去燈泡內殘留的氧，該物質是

A.CuzOB.Fe2O3

C.紅磷D.銅粉

6.紅磷和白磷在一定條件下可以相互轉化，這一變化屬于

A.物理變化B.化學變化

C.氧化還原反應D.分解反應

7.在兩密閉容器中分別盛有31g白磷和1mol氧氣，控制條件使其發(fā)生反應，容器甲：

P4+5O2==P4Ol0.容器乙：P4+3O2==P4O6,經(jīng)充分反應后，兩容器中分別所得的PQio

和PQ6的物質的量的比為

A.5：4B.4：5

C.4：3D.3：5

8.將(NH。2CO3加熱全部氣化后，將氣體先通過Na?。?，固體質量增加xg,再通過濃

H2s。4，溶液質量增加yg;若先通過濃H2so4，溶液增重zg,再通過Na?。2,固體質量增

加wg,則x、y、Z、W的質量大小排列順序正確的是

A.x>y>z>wB.w>z>y>x

C.y=z^>x=wD.z>y>x>w

9.在一定溫度和壓強下，將一支容積為15mL的試管充滿NO2后，倒置于一個盛水的

水槽中，當試管內液面上升至一定高度不再變化時，在相同條件下再通入若要使試管

內的液面仍保持在原高度，則通入。2的體積為

A.3.75mLB.7.5mL

C.8.75mLD.10.5mL

10.在下列反應中，氨作氧化劑的是

A.8NH3+3Br2==6NH4Br+N2

B.2NH3+H2S==(NH4)2S

C.2NH3+2Na==2NaNH2+H2

D.NH3+NaH==NaNH2+H2

11.下列關于磷及其化合物的敘述不正確的是

A.紅磷用于制造安全火柴、農藥和燃燒彈

B.磷酸二氫鹽都易溶于水

C.磷酸是三元酸，比硝酸的酸性強

D.P2O5溶于熱水生成磷酸，溶于冷水生成偏磷酸

12.下列制氮氣的方法中，不合理的是

A.分離液態(tài)空氣

B.加熱使NH3分解

C.將空氣通過足量灼熱的銅網(wǎng)

D.將空氣通過加熱的鎂粉

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13.把等質量的鎂分別放在下列氣體中完全燃燒：①純。2中，②空氣中，③C02中，

④中，⑤N2中，得到固體物質的質量分別為：叫、，"2、機3、機4、"5，其山大到小的關系

正確的是

A.①②??④B.④③①②⑤

C.④③②①⑤D.④①③②⑤

14.關于磷的下列敘述中，正確的是

①紅磷沒有毒性而白磷劇毒②白磷在空氣中加熱到260℃可轉化為紅磷③少量白

磷保存于水中④紅磷可升華，且轉化為白磷時屬化學變化⑤白磷和紅磷都可溶于CS2

⑥白磷為非金屬單質，其晶體為正四面體型的原子晶體

A.①②③B.@@④

④D.③⑤⑥

15.為了測知紅磷在氯氣中燃燒的產物，可以根據(jù)它的質量增加來確定?，F(xiàn)有紅磷31g,

在氯氣中燃燒其質量增加150g,由此可判斷這個反應中，紅磷燃燒的產物是

A.只有PC13B.只有PC"

C.PC13和PC15D.無法確定

二、非選擇題（共55分）

16.（8分）第VA族某元素的單質15.5g在空氣中充分燃燒生成最高價氧化物。其質量比

原單質質量增加20g。該元素是，此元素原子結構示意圖為。

17.（9分）雷雨時，從天空落下的雨水中常含有少量硝酸，其原因是（用化學方程式表示）:

①__________________________________________________________

②____________________________________________________________

③____________________________________________________________

18.（8分）實驗室合成氨裝置如下圖。試回答：

裝置甲的作用是：

①____________________________________________________________

②____________________________________________________________

從乙處導出的氣體是,檢驗產物的筒單化學方法

是。

19.（10分）如右所示A、B、C、D、E變化關系網(wǎng)，均省去了反應所需條件，

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1

（1）如果A為氣體單質，貝lj：A,B,C,

D,Eo

（2）如果A為固體單質，則：

A,B,C,D,

Eo（均填分子式）

20.（11分）實驗室常用飽和NaNOz與NH4cl溶液反應制取純凈氮氣，反應式為：NH4cl

A

+NaNO2===NaCl+N2t+2H2O,AH<0,實驗裝置如下圖所示，試回答：

（1）裝置中A部分的分液漏斗與蒸儲燒瓶之間連接的導管所起的作用是（填

寫編號）。

a.防止NaNO2飽和溶液蒸發(fā)

b.保證實驗裝置不漏氣

c.使NaNO2飽和溶液容易滴下

（2）B部分的作用是。

a.冷凝b.冷卻氮氣c.緩沖氮氣流

（3）加熱前必須進行的一個操作步驟是；加熱片刻后，即應移去

酒精燈以防反應物沖出，其原因是。

（4）收集N2前，必須進行的操作步驟是（用文字說明）。收集N2最適宜

的方法是（填寫編號）?

a.用排氣法收集在集氣瓶中

b.用排水法收集在集氣瓶中

c.直接收集在球膽或塑料袋中

21.（9分）實驗室用稀硝酸與銅反應來制備NO氣體，如果采用（I）裝置（燒瓶內加

入稀硝酸和銅片，必要時可加熱）。實驗效果不十分理想，因為從觀察到的現(xiàn)象不能有力證

明反應產物是NO：有人設計了（II）裝置（橡皮塞下端連有銅絲圈），用來做該實驗可以達

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到滿意的效果。

(1)用I裝置做實驗時，用排水法收集到的氣體的顏色為________