发布时间 : 星期一 文章最全2014年全国化学竞赛 - 60联胺和叠氮酸更新完毕开始阅读3a626a9af121dd36a32d8269
（2）离子型叠氯化物可以制成轿车的“安全气囊”。叠氮离子N3经由氨基钠（NaNH2）－
与NO3在一定条件下合成，同时有氮的最低价化合物生成。写出反应的离子方程式：
（3）叠氨酸（HN3）分子中共用电子对和孤电子对的数目分别为5和3，据此写出叠氮酸分子可能的结构简式： 。
C组
23．N2H4在一定条件下热分解，产生NH3、N2和H2，后两者摩尔比为3︰2，写出反应方程式 。
24．叠氮酸的化学式是 ，它是 酸，其相应的盐称为 ，叠氮酸根离子的构型为 。
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25．HN3称为叠氮酸，N3是类卤离子。
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（1）N3与 分子互为等电子体，写出N3的空间构型和结构式 指出N原子的氧化数，杂化方式和成键方式。
（2）比较HN3与HX（卤化氢）的酸性，热稳定性及还原性的大小 （3）HN3与银盐作用，可得一种不溶于水的白色固体，该固体加热时，会发生爆炸。写出反应方程式：
（4）在盐酸介质中，金属Cu与HN3（l）组成原电池，正极有气泡产生；一段时间后电流减弱，在负极周围滴入几滴浓盐酸后又使电流增大，写出原电池的电极反应和滴入浓盐酸后的反应。
26．在加热某酸时可分解生成两种气态单质的混合物，其体积比为1︰3，该酸的一种盐亦可转变成气态单质的混合物，其体积比为1︰1，试回答；
（1）指出该酸是什么组成？
（2）指出该盐是什么组成？并简述推断过程。
27．N2H4称为肼或联氨，N2H4和NH3的关系有如H2O2和H2O的关系： （1）N2H4是几元碱，比较N2H4和NH3的碱性、还原性及热稳定性的大小；
（2）指出N2H4中N原子的杂化方式，已知该分子具有极性，最多会有几个原子共一个平面；
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（3）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N2H4
的碱式电离常数Kb及其共轭酸的酸式电离常数Ka；
（4）写出H2SO4介质中N2H4与高锰酸钾反应的化学方程式；
（5）写出碱性介质中N2H4在原电池正极上所发生的电极反应方程式。
28．含氮化合物广泛用于工业，如肥料和炸药。无色晶体状化合物A（含6.67%的氢）在隔绝空气条件下引爆，仅得到B和C。B和C都是单质，在通常状态下是气态，是用于合成含氮肥料的最重要的试剂。晶体A溶于浓盐酸后，该溶液中加入金属D（通常用于实验室中从多种气体中除去痕量氧）。D极易溶解在该溶液中并释放出气体B。向如此制备的混合物中加入过量的热的无水乙醇，最终缓慢生成一种红色针状沉淀E（含28.21%的D和含47.23%的Cl）。将其在空气中放置，使之转化成蓝色晶状粉末F（含 37.28%D和 41.6%的Cl）。
给出字母A～F所代表的化合物，并写出所涉及的反应。
29．含氮化合物广泛用于工业，如肥料和炸药。现有两种无色晶体状离子化合物X、
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Y，在隔绝空气条件下引爆，都得到气体单质A和B，且气体B的百分含量分别是6.71%和26.46%。
（1）写出A、B、X、Y的化学式； （2）画出X、Y的电子式。
（3）确定化合物X、Y中A原子的杂化类型。
30．车祸严重危害了司乘人员的生命安全，为了降低车祸给司乘人员所带来的损害，有人利用化学反应在小汽车前排设计了一气袋。气袋由固体化合物A＋B＋C组成，在汽车受到撞击的一刹那，由于剧烈碰撞，导致气袋里发生化学反应，气袋迅速膨胀，随及弹出，从而保护司乘人员的头颈不致于撞到钢架、挡风玻璃，该气袋已挽救了成千上万人的生命。
化合物A为白色固体，通常情况下相对稳定，碰撞时剧烈分解，产生熔融状态的D与气体E。D常温下为固体，性质十分活跃，直接与O2作用生成F，F为黄色粉末，可用做高空飞行或潜水时的供氧剂。气体E十分稳定，但可与金属锂作用生成白色固体G，G强烈水解，生成易溶于水的化合物H与气体I，H与气体I的水溶液均为碱性。
化合物B为钾盐，无色晶体，易溶于水，其溶解度随温度升高急剧增大。B加热时易分解，生成固体J与气体K，气体K可使带有余烬的火柴复燃。
化合物C为氧化物，无色、坚硬、不溶于水，在自然界中以原子型晶体存在，能与HF气体作用生成L与气体氟化物M。
（1）判断A、B、C为何种化合物？
（2）分析A、B两种盐阴离子杂化方式及成键情况，并画出示意图。 （3）写出剧烈碰撞后，气袋中所发生的化学反应。 （4）固体C在气袋里起到什么作用？ 31．（1）叠氮离子N3经由氨基钠与NO3离子或N2O在一定温度下合成，试写出这些反应的离子方程式（产物中有氨放出）；
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（2）N3离子中N的氧化数为多少？其中氮原子采取何种杂化类型？写出两种与N3
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离子是等电子体的物种；
（3）HN3（叠氮酸）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HN3分子中三个氮原子之间键长的长短；
（4）离子型叠氮化物是不稳定的，但它可以在室温下进行操作，可以作为机动车的“空气袋”，为什么？
（5）氮气的大规模制备是通过分馏液态空气来实现。随着氮气的大量使用，仍然促使人们建立某种比空气液化和分馏法成本更低的制备工艺。请你设计在室温下由空气分离氮气和氧气的装置（以图表示，加上必要的说明）。
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参考答案（60）
1 C 2 C 3 C 4 B
＋＋＋＋
5 N2、N2H5＋4Fe3→4Fe2＋N2＋5H 6（1）28 （2）
（3）N2H6＋＋2OH－＝N2H4↑＋2H2O
2
7 (CH3)2 NNH2＋N2O4＋2O2＝2N2＋2CO2＋4H2O 8 2N2H4＋N2O4＝3N2＋4H2O
反应后生成很稳定的N2和H2O，且无污染 9 （1）－NH2 N2H4 碱 N2H4＋2HCl→N2H6Cl2
（2）－2价N化合价既可升高，又可降低 （3）O2＋N2H4→N2＋2H2O
（4）8︰63 A的氧化产物为N2，而亚硫酸钠的氧化产物是硫酸钠是电解质，易在锅炉中形成电化腐蚀 10 （1）
（2）N2H4(l)＋2H2O2(l)＝N2(g)＋4H2O(g)；△H＝－1500kJ/mol
（3）HCl H2S（写出PH3，SiH4、H2O2、C2H6等合理答案均给分） 11 （1）
（2）N2H4(l)＋2H2O2(l)＝N2(g)＋4H2O(g)；ΔH＝－641.63kJ/mol。 （3）408.815kJ。
（4）该反应的产物是N2和H2O，对环境无污染。 12 （1）
（其他合理答案也可）
（2）B
（3）N2H4（l）＋2H2O2（l）＝N2（g）＋4H2O（l）；ΔH＝－819.2kJ/mo 13 （1）（1）H2N－N(CH3)2
（2）5种：H2C(NH2)—CH2NH2、CH3－CH(NH2)2、H2N－NH－C2H5、H3C－HN－NH－CH3，H3C－NH－CH2－NH2 （3）A、B （4）A （5）N2O42NO2 14 NH4N3 137.5mL
15 （1）C：60×0.4＝24 2；H：60×0.1333≈8 8；N：60－24－8＝28 2。
C2H8N2；(CH3)2N—NH2
（2）C2H8N2＋2N2O4＝2CO2↑＋4H2O↑＋3N2↑ 16 A
17 传感器 点火器 2NaN32Na＋3N2↑ 18 （1）碱性 （2）分子 高 （3）强 19 （1）2N2H4N2H5＋＋N2H3－
（2）
+－
（3）N2H5＋OH＝N2H4＋H2O
（4）①CH4、NH3、H2O；②无机物：NH4HCO3等 有机物：NH2－CH2－COOH等 （5）B
20 （1）
（2）NaClO＋2NH3＝N2H4＋NaCl＋H2O
（3）N2H4（1）十2H2O2（1）＝N2（g）＋4H2O（l）；ΔH＝－624kJ/mol 21 （1）①N2H4
②氨可与水生成水合物。因氨分子中氮原子上有未成
对电子，故肼也能与水反应生成水合物：N2H4＋H2O＝N2H4·H2O
（2）(CH3)2NNH2（即2个甲基取代了肼分子中1个N原子上的2个H原子） (CH3)2 NNH2＋N2O4＋2O2＝2N2＋2CO2＋4H2O
（3）①4Al＋3O2＝2Al2O3＋Q（3分） ②2NH4ClO4＝2O2＋Cl2＋N2＋4H2O 4 22 （1）NH3＋HCl＝NH4Cl
－－－－
（2）3NH2＋NO3＝N3＋NH3↑＋2OH （3）H－N＝N≡N
23 7N2H4＝8NH3＋3N2＋2H2
24 HN3 一元弱酸 叠氮化物 直线形
425 （1）CO2 直线型 －1/3 sp杂化 两个σ键和两个?3键 （2）酸性：HX＞HN3 稳定性：HX＞HN3 还原性：HX＜HN3
（3）HN3＋AgNO3＝AgN3↓＋HNO3 2AgN3＝2Ag＋3N2
＋＋
（4）（＋）HN3＋3H＋2e＝N2＋NH4
－－－
（－）Cu＋Cl－e＝CuCl CuCl＋Cl＝[CuCl2] 26 （1）叠氮酸HN3
（2）叠氮酸肼盐N2N·HN3
按题意只有当全部组成元素均为轻元素时它们的单质才会在气态时成单质存在，因为是酸则必有氢存在，且该酸的第二种元素含量又必须符合热分解后产物体积比为1︰3，故该酸应为叠氨酸同时其盐为铁胺盐则不符合热分解后产物的N2︰H2＝1︰1，且氨亦不具强还原性，只有肼盐适合题意，其热分解反应：2N2H4·HN3＝5N2↑＋5H2↑
27 （1）N2H4是二元碱，碱性：NH3＞N2H4；还原性：N2H4＞NH3；稳定性：NH3＞N2H4
（2）N2H4原子采取不等性sp3杂化，最多4个
－－
（3）Kb＝3×106；Ka＝3.3×109
（4）5 N2H4＋4KMnO4＋6H2SO4＝5N2↑＋4MnSO4＋2K2SO4＋16H2O
－＋－
（5）N2H4＋2e＋2H2O＝2NH4＋2OH
28 A NH4N3 B N2 C H2 D Cu E HCuCl3·3H2O F CuCl2·2H2O
NH4N3＝2N2↑＋2H2↑ NH4N3＋Cu＋5HCl＋3H2O＝HCuCl3·3H2O↓＋N2↑＋2NH4Cl HCuCl3·3H2O＝CuCl2·2H2O＋HCl＋H2O 29 （1）A：N2 B：H2 X：NH4N3 Y：NH4H
（2）略
＋－
（3）NH4离子中sp3杂化；N3中sp杂化
30 （1）A：NaN3；B：KNO3；C：SiO2 （2）N3－，结构式为：NOONONN N：sp杂化，两个σ键，两个π
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NO3－：；
N：sp2杂化；三个N－O σ键，一个π6 42Na(l)＋3N2；10Na＋2KNO3→K2O＋5Na2O＋N2； （3）2NaN3
K2O＋Na2O＋2SiO2→Na2SiO3＋K2SiO3
（4）固体C与反应生成的K2O、Na2O结合生成硅酸盐，可减少气袋使用后，废弃物的腐蚀性，降低环境污染。
31 （1）3NH2－＋NO3－＝N3－＋3OH－＋NH3 2NH2－＋N2O＝N3－＋OH－＋NH3
（2）N3－中N的氧化数为－1/3，N原子均采取sp杂化。N3－的等电子体物种如CO2、N2O
（3）HN3：按稀有气体结构计算各原子最外层电子数之和n0＝2＋3×8＝26，而各原子价电子数之和nv＝1＋3×5＝16，故成键数为（26一16）/2＝5，孤对电子的对数为（16－5×2）/2＝3（对）。HN3的共振结构：
。由于N（a）－N（b）键级为1.5，而N
－N（c）键级为2.5，故N（a）－N（b）的键长要比N（a）一N（c）的长。 （4）离子型叠氮化物虽然可以在室温下存在，但在加热或撞击时分解为氮气和金属（不爆炸），故可作为“空气袋”。
（5）可用物理吸附法或化学反应法，如用分子筛吸附氧；用合成载氧体吸氧或用乙基蒽醇与氧反应生成H2O2等，随后再放出氧。
（b）