大学无机化学第十四章试题及答案

第十五章氮族元素
总体目标：
1.掌握氮和磷单质、氢化物、卤化物、氧化物、含氧酸及其盐的结构、性质、制备和用途
2.了解砷、锑、铋单质及其化合物的性质递变规律
各节目标：
第一节氮的单质
掌握N
2
的结构；氮与非金属、金属的反应；氮气的实验室制法和工业制法
第二节氮的成键特征
通过氮的价层电子结构，了解它的成键特征
第三节氮的氢氧化物
1.掌握NH
3
的工业制法和实验室制法以及它的结构
2.了解NH
3
的物理性质；掌握它的配位反应、取代反应、氨解反应和氧化反应以及用途；铵盐的水解性和热稳定性。

3.了解联氨、羟胺、叠氨酸的结构和性质
第四节氮的氧化物
1.掌握氮元素的自由能—氧化图
2.掌握氮的氧化物（N
2O、NO、N
2
O
3
、NO
2
、N
2
O
4
、N
2
O
5
）的结构和重要性质
3.了解HNO
2
及其盐的制备、结构、性质
4.掌握HNO
3
及其盐的结构和性质；硝酸盐热分解的一般规律；王水的成分和性质5.掌握硝酸盐和亚硝酸盐的鉴别方法
第五节磷单质
1.掌握磷原子的价电子层结构；磷的成键特征
2.掌握磷的工业制法、同素异形体、化学性质及用途
第六节磷的化合物
1.掌握磷化氢的制备方法和性质
2.掌握P
4O
6
、P
4
O
10
和H
3
PO
4
的结构、制备、性质和用途；磷酸盐的溶解性
3.了解次磷酸、亚磷酸、焦磷酸、偏磷酸化学式的书写、命名和主要性质；卤化磷、硫化磷的重要性质
第七节砷、锑、铋
了解砷、锑、铋单质及其化合物的性质递变规律
习题
一选择题
1. 氮气制备的方法是（）
A. 将硝酸氨NH4NO3加热
B. 将亚硝酸氨NH4NO2加热
C. 将氯气与氨气混合
D. B和C
2. 下列化合物中与水反应放出HCl的是（）
A. CCl4
B. NCl3
C. POCl3
D. Cl2O7
3. NO2溶解在NaOH溶液中可得到（）
A. NaNO2和H2O
B. NaNO2、O2和H2O
C. NaNO3、N2O5和H2O
D. NaNO3、NaNO2和H2O
4. 硝酸盐加热分解可以得到单质的是（）
A. AgNO3
B. Pb（NO3）2
C. Zn（NO3）2
D. NaNO3
5. 下列分子中具有顺磁性的是（）
A. N2O
B. NO
C. NO2
D. N2O3
π离域键的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) 6. 下列分子中，不存在4
3
N
A. HNO3
B. HNO2
C. N2O
D. -
3
7. 分子中含d—p反馈π键的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》)
A. HNO3
B. HNO2
C. H3PO2
D. NH3
8. 下列物质中酸性最强的是（）
A. N2H4
B. NH2OH
C. NH3
D. HN3
9. 下列酸中为一元酸的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》)
A. H4P2O7
B. H3PO2
C. H3PO3
D. H3PO4
10. 下列各物质按酸性排列顺序正确的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》)
A. HNO2>H3PO4>H4P2O7
B. H4P2O7>H3PO4>HNO2
C. H4P2O7>HNO2>H3PO4
D. H3PO4>H4P2O7>HNO2
11. 下列物质中，不溶于氢氧化钠溶液的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》)
A. Sb(OH)3
B. Sb(OH)5
C. H3AsO4
D. Bi(OH)3
12. 加热分解可以得到金属单质的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》)
A. Hg(NO3)2
B. Cu(NO3)2
C. KNO3
D. Mg(NO3)2
13. NH4NO3受热分解产物为（）
A. NH3+HNO2
B. N2+H2O
C. NO+H2O
D. N2O+H2O
14. 下列物质中受热可得到NO2的是（）
A. NaNO3
B. LiNO3
C. KNO3
D. NH4NO3
15. 下列氢化物中，热稳定性最差的是（）
A. NH3
B. PH3
C. AsH3
D. SbH3
16. 遇水后能放出气体并有沉淀生成的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》)
A. Bi(NO3)2
B. Mg3N2
C. (NH4)2SO4
D. NCl3
17. 下列物质均有较强的氧化性，其中强氧化性与惰性电子对有关的是（）
A. K2Cr2O7
B. NaBiO3
C. (NH4)2S2O8
D. H5IO6
18. 下列化合物中，最易发生爆炸反应的是（）
A. Pb(NO3)2
B. Pb(N3)2
C. PbCO3
D. K2CrO4
19. 欲制备NO气体，最好的实验方法是（）
A. 向酸化的NaNO2溶液中滴加KI溶液
B. 向酸化的KI溶液中滴加NaNO2溶液
C. Zn粒与2mol?dm-3HNO3反应
D. 向双氧水中滴加NaNO2溶液
20. N2和C2H2分子中都含有 键，但的化学性质不活泼。

对此能做出解释的理论是（）
A. 价键理论
B. 杂化轨道理论
C. 分子轨道理论
D. 价层电子对互斥理论
21. 硝酸钠的氧化性表现较强的状态是（）(吴成鉴《无机化学学习指导》)
A. 在酸性溶液中
B. 在碱性溶液中
C. 在高温熔融状态
D. 与所处的状态无关
22. 保存白磷的方法是将其存放入（）(吴成鉴《无机化学学习指导》)
A煤油中B水中C液体石蜡中 D 二硫化碳中
23. 下列叙述正确的是（）(吴成鉴《无机化学学习指导》)
A. 磷酸和磷酸盐都是弱氧化剂
B. 次磷酸盐有较强的还原性
C. 五卤化磷都是稳定的
D. 三氯化磷都是共价化合物，不易水解
二填空题
1. 分别填写下列化合物中氮的氧化数
N2H4( ) NH2OH( ) NCl3( ) N2O4( )
2. 叠氮酸的分子式是，它是酸，其相应的盐称。

叠氮酸根的构型为型，其中有二个键，二个键。

3. 依次写出次、亚、正、偏、焦磷酸的化学：、、、、。

4. NaH2PO4显性，Na2HPO4显性，NH3显性，HN3显性。

5. 在砷、锑、铋的硫化物中，能溶于Na2S的是：；；；。

6. 将2molP4O10转变为正磷酸，至少需要molH2O，NH4NO2中N的平均氧化数为。

(吉林大学《无机化学例题与习题》)
7. 将下列化学式填入与其相匹配的空格中，雄黄，格式盐，次磷酸钡，三磷酸钠，三聚偏磷酸钠。

[A. (NaNO3)3 B. Ba(H2PO2)2 C. Na5P3O10 D. As4S4 E. (NaPO3)n] (吉林大学《无机化学例题与习题》)
8. 磷的同素异形体常见的有、、；其中最活泼的是，其分子式是，从热力学上看它在溶液中可能发生歧化反应。

(吉林大学《无机化学例题与习题》)
9. 在PCl5晶体中含有和离子，它们的构型分别为和。

10. PH3的分子构型为，其毒性比NH3，其溶解性比NH3，其酸性比NH3。

三简答题
1. 给出NCl3,PCl3,AsCl3,SbCl3,BiCl3的水解反应，并说明NCl3与PCl3水解产物不同的原因。

2. 用路易斯酸碱理论分析BF3、NF3和NH3的酸碱性。

3. 如何鉴别As3+、Sb3+、Bi3+三种离子？
4. 为什么虽然氮的电负性比磷高，但磷的化学性质比氮活泼？
5. 为什么Bi(Ⅴ)的氧化能力比同族其它元素都强？
6. 为什么P 4O 10中P —O 键长有两种，分别为139pm 和162pm ？
7. 如何除去NO 中含有的微量NO 2？
8. 用反应式表示由BiCl 3制备NaBiO 3的过程。

9. 解释磷和热的KOH 溶液反应生成的PH 3气体遇空气冒白烟。

10. 为什么向NaH 2PO 4或Na 2HPO 4溶液中加入AgNO 3溶液均析出黄色Ag 3PO 4？
四 计算题
1. 等体积的0. 2mol/LNaH 2PO 4与同浓度的Na 2HPO 4混合，求溶液之pH 值。

参考答案
一 选择题 1. D 2. C 3. D 4. A 5. B,C 6. B 7. C 8. D 9. B 10.
B 11. D 12. A 13. B 14. B 15. D 16. B 17. B 18. B 19. B 20.
C 21. C 22. B 23. B
二 填空题
1. -2; -1; +3; +4
2. HN 3, 弱、 叠氮化合物、 直线， 43,πσ
3. H 3PO 2, H 3PO 3, H 3PO 4, HPO 3, H 4P 2O 7
4. 酸、碱、碱、酸
5. As 2S 5，As 2S 3， Sb 2S 5， Sb 2S 3
6. 12， O
7. D ，E ，B ，C ， A 8. 白磷、红磷、黑磷；白磷，P 4，碱性。

9. [PCl 4]+，[PCl 6]-，正四面体，正八面体。

10. 三角锥，大，小，强。

三 简答题
1. 各化合物的水解反应为：
NCl 3+3H 2O=NH 3↑+3HClO
PCl 3+3H 2O=H 3PO 3+3HCl
AsCl 3+3H 2O=H 3AsO 3+3HCl
SbCl 3+H 2O=SbOCl ↓+2HCl
BiCl 3+H 2O=BiOCl ↓+2HCl
由于P 的电负性比Cl 小，则PCl 3水解时P 与OH 结合，而Cl 与H 结合，水解产物为P （OH ）3（即H 3PO 3）和HCl 。

NCl 3中，N 与Cl 的电负性相近，但N 的半径比Cl 小得多，N 上的孤对电子向H 2O 中H 的配位能力较强。

因而水解时N 与H 结合为NH 3，Cl 与OH 结合为HClO 。

2. BF 3是路易斯酸；NH 3是路易斯碱；NF 3无酸碱性。

3. 方法一：试液中通H 2S 生成沉淀，向沉淀中加2mol?L -1NaOH ，不溶的Bi 2S 3；再向沉淀中加浓HCl ，不溶的是As 2S 3。

方法二：试液中通H 2S 后，先加入浓HCl ，不溶的是As 2S 3，再加NaOH ，不溶的是Bi 2S 3。

方法三：试液通H 2S 后加入Na 2S x 溶液，不溶的是Bi 2S 3，其余两种沉淀加入浓HCl ，不溶的是As 2S 3。

4. 答：氮的电负性比磷高，但化学性质却不如磷活泼，这是由二者的单质的结构不同决定的。

氮的半径很小，则N 原子间形成三重键，叁键的键能很高，难以断开，因而N 2很不活泼。

磷原子的半径较大，而使磷原子间的P 轨道重叠很小，不能形成多重键。

P —P 单键键能很小，很容易断开。

特别是白磷的P —P —P 键角小，张力大，更活泼。

5. 答：Bi （Ⅴ）的氧化能力比同族其它元素强得多，是由于Bi 的2个6s 电子钻穿能力强，不易失去，有“惰性电子对”效应。

失去2个6s 电子的Bi （Ⅴ）更倾向于得到2个电子形成稳定的Bi （Ⅲ）。

6. 答：在P 4O 10分子中有两种氧，一种是与磷形成双键的端氧（P=O ），一种是同时与两个磷成键的桥氧（P —O —P ）。

磷氧双键略短，为139pm ；端氧单键（桥氧）的键略长些，为162pm 。

7. 答：使气体通过水除去NO 2， 2 NO 2+H 2O===2HNO 3+N O ↑。

8. 答：BiCl 3+6NaOH+Cl 2===NaBiO 3↓+5NaCl+3H 2O
9. 答：磷和KOH 溶液反应生成的PH 3气体中含有少量的P 2H 4，在空气中易自燃生成P 2O 3而冒白烟。

10. Ag 3PO 4的溶度积常数比AgH 2PO 4和Ag 2HPO 4都小得多，即Ag 3PO 4的溶解度更小，而易从溶液中析出。

四 计算题
1. 解：按NaH 2PO 4——Na 2HPO 4是一对缓冲体系，
-42PO H 相当于弱酸，-24HPO 相当于弱酸盐。

等体积的NaH 2PO 4与Na 2HPO 4混合后浓度各减小一半，c PO H -4
2=0. 1mol?L -1，C HPO -24
=0. 1mol?L -1
已知 42PO H 的Ka=6. 2×10-8，pKa=7. 21
∵pH=pKa-碱酸C C lg ∴pH=7. 21。