发布时间 : 星期一 文章中学化学竞赛试题资源库 - 氮的氧化物更新完毕开始阅读86f3c84ffe4733687e21aae9
83．某无色透明固体A由两种常见元素构成。夏天时全部升华为无色透明的气体。拉
4曼光谱显示，气体分子为近平面型分子结构，分子中存在两个?3大?键。固体A为离子64晶体，正离子具有直线型结构，具有两个?3大?键，负离子为平面三角形结构，具有?4大?键。
（1）写出A的分子式。
（2）写出A在固态时两种离子的形式。 （3）写出A的制备方法。
（4）A能与Na、NaF发生化学反应。请分别写出化学反应方程式。
84．NO的生物活性已引起科学家高度重视。它与超氧离子（O2）反应，该反应的产物本题用A为代号。在生理pH值条件下，A的半衰期为1～2秒。A被认为是人生病，如炎症、中风、心脏病和风湿病等引起大量细胞和组织毁坏的原因。A在巨噬细胞里受控生成却是巨噬细胞能够杀死癌细胞和入侵的微生物的重要原因。科学家用生物拟态法探究了A的基本性质，如它与硝酸根的异构化反应等。他们发现，当16O标记的A在18O标记的水中异构化得到的硝酸根有11% 18O，可见该反应历程复杂。回答如下问题：
（1）写出A的化学式。写出NO跟超氧离子的反应。这你认为A离子的可能结构是什么？试写出它的路易斯结构式（即用短横表示化学键和用小黑点表示未成键电子的结构式）。
（2）A离子和水中的CO2迅速一对一地结合。试写出这种物种可能的路易斯结构式。
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（3）含Cu+离子的酶的活化中心，亚硝酸根转化为一氧化氮。写出Cu+和NO2在水溶液中的反应。
（4）在常温下把NO气体压缩到100个大气压，在一个体积固定的容器里加热到50℃，发现气体的压力迅速下降，压力降至略小于原压力的2/3就不再改变，已知其中一种产物是N2O，写出化学方程式。并解释为什么最后的气体总压力略小于原压力的2/3。
85．NO分子在20世纪90年代后期曾经成为明星分子，化学家对NO的性质进行了深入地研究。试就NO的有关问题回答：
（1）实验室制备NO常用KNO2和K4[Fe(CN)6]在醋酸中反应制得。试写出制备NO的离子反应方程式。
（2）NO在低温下能够二聚。试画出NO二聚的可能结构简式。
（3）在0℃时，将NO通入K2SO3溶液中，形成一种化合物A，其中A中阴离子是一种含有自由基的阴离子，若继续通入NO气体，则生成白色化合物B。B中阴离子不含自由基。电导实验表明：A和B的电导与K2SO3完全一样。试写出A和B的化学式，写出B中阴离子的结构简式。
（4）在碱性条件下，NO能与Na2O（物质的量之比1︰1）反应，生成一种化合物C。已知生成C的反应为非氧化还原反应。C很容易歧化，除生成Na2O外，还生成两种盐，但不生成最高价硝酸盐。试确定C的化学式，写出C歧化的化学反应方程式。画出分解产物中氮氧化态较低的那种盐的阴离子的结构简式，并命名。
86．NO2是一奇电子分子，在413K以下能二聚成无色的抗磁性气体N2O4，超过423K时，NO2发生分解。N2O4被用作第一艘登月飞船的液体推进系统中的氧化剂，其主要燃料是肼。N2O4仅在固态时是纯净物质，其熔点为264K，沸点为294K。X射线衍射分析结果表明：N2O4分子是平面状结构，且所有的N—O键长都相等。当N2O4为液态时，能够微
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弱地解离生成硝酸亚硝酰盐。
（1）写出N2O4在登月飞船的液体推进系统中所发生主要反应的方程式； （2）说明N2O4分子中N原子的杂化方式和成键情况；
（3）将铜溶于乙酸乙酯的N2O4溶液中可制得无水硝酸铜，写出这个制备反应的化学方程式。
（4）将N2O4分别加热到420K和900K时，得到两种含氮物质A和B。将等物质的
－＋
量的A和B的混合物溶解在冰水中，生成化合物C。用C的阴离子（Ca）处理Co2和NH3的混合溶液，在不同的反应条件下，能得到两种配离子D和E。元素分析结果表明：
＋－
D和E具有相同组成，物质的量比为n(Co2)︰n(Ca)︰n(NH3)＝1︰1︰5。D是一种对酸稳定的棕黄色配离子，而E是一种易被酸分解的红色配离子。
①写出D、E两个配离子的化学式，并分别命名；
②用磁矩和红外光谱能否区分D和E？分别说明理由。
（5）在293K和50.6kPa下，N2O4离解度为19.5％；在353K和相同压力下，N2O4
的离解度为85%，计算下述反应的ΔrH?：N2O42NO2
87．二氧化氮是大气中许多含氮氧化物之一，它可二聚成N2O4（g）。
（1）用共振方式，写出NO2（g）的点电子结构式（用圆点表示电子）（NO2（g）是顺磁性的）；
（2）N2O4是反磁性的，写出其电子结构式；
（3）在298K，N2O4（g）的生成自由能是98.28kJ/mol，NO2（g）的生成自由能是51.84kJ/mol。在1.0atm和298K从1mol N2O4（g）开始反应，若总压力恒定在1.0atm，温度恒定在298K，则有百分之多少的N2O4（g）分解？
（4）若反应N2O4（g）2NO2（g）的ΔH?是＋58.03kJ，在什么温度下，N2O4
（g）分解的百分数是（3）中计算结果的两倍？（假定熵和焓不随温度变化）
（5）N2O4（g）解离成NO2（g）的反应是一级反应，在298K，比速常数是5.3×104s－1
，N2O4（g）分解20％需多长时间？
（6）NO2（g）二聚成N2O4（g）是二级反应，在298K，比速常数是9.8×106L·mol－1－－
·s1，它的逆反应是一级反应，比速常数是5.3×104s1。请根据这些数据计算反应2NO2（g）N2O4（g）在298K时的浓度平衡常数Kc。
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参考答案（61）
1 A 2 C 3 B 4 B 5 C 6 D 7 A 8 C 9 B 10 C 11 D 12 A、C 13 A、B 14 D 15 A 16 D 17 A、D 18 D 19 A 20 C 21 C 22 B 23 A 24 B 25 D 26 C 27 C 28 B 29 D 30 A、D 31 C 32 C 33 D 34 C 35 C 36 D 37 C 38 A 39 A 40 C 41 A 42 B 43 C 44 C 45 D 46 A
47 在A中加满水，盖紧瓶塞，用胶管连接b和c接口，由a导入NO气体，水通过b和c
排入B中。
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48 I．（1）4HNO3(浓)4NO2↑＋O2↑＋2H2O
（2）不正确，带火星的木条熄灭可能是由于加热水蒸气时产生大量水蒸气。 II．（1）2Cu(NO3)22CuO＋4NO2↑＋O2↑
（2）正确，硝酸铜分解产生的混合气体中氧气的体积分数与空气中氧气的体积分数基本相同，若NO2不支持燃烧，则木条不会复燃
III．用金属铜与浓硝酸反应制取NO2气体，并用浓硫酸或无水氯化钙进行干燥，再将带火星的木条伸入二氧化碳中观察现象
49 （1）不一定正确，加热时HNO3分解产生的水及溶液中蒸发产生的水蒸气可能导致木
炭熄灭
（2）①AgNO3 AgNO3受热分解产生的混合气体中O2体积分数为1/3，大于空气中O2的体积分数（1/5），故木炭复燃可能是由于O2浓度增大所致 ②产生的氮氧化物会污染空气
（3）①Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O ②
50 （1）验证NO与O2反应 NO2与H2O反应 （2）2NO＋O2＝2NO2 3NO＋H2O＝
2HNO3＋NO （3）烧瓶（或圆底烧瓶），大烧杯 NO，O2和H2O （4）②盛NO的烧瓶内出现红棕色 ③出现喷泉 （5）储气瓶内导管露出瓶口即可
51 （1）打开分液漏斗活塞并取下上面塞子，压挤胶头滴管使其成“瘪”状，同时立刻关
闭漏斗上活塞，若胶头滴管橡胶头一段时间内仍呈“瘪”状，表示气密性良好。
（2）试管内先有红棕色气体，后又逐渐变为无色；试管中的液体由无色逐渐变绿色；中间直管中的液面起初略为上升，后开始下降 （3）上升，4NO＋3O2＋2H2O＝4HNO3 （4）检验是否有酸生成
52 （1）3Cu＋8HNO3（稀）＝Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
（2）①将一个带小孔的塑料薄片塞进瓶口、将铜粒或小铜片托住 ②红棕 2NO＋O2＝2NO2
（3）①接收被气体压出U型管的液体 ②U型管中铜丝附近关闭活塞，稀硝酸被产生的气体向下压，铜丝与液体分开反应停止。
53 （1）B 铜与HNO3反应前，应排净装置内的空气，防止NO与O2发生反应
（2）将C中的溶液加适量水稀释 （3）③④⑤⑨
（4）第一，打开a，通足量N2，排净装置中的空气； 第二，打开b，通过E装置右管向E中加适量水 （5）向下移动乙管，使甲、乙两管液面在同一水平面上 （6）(V－11.2n)/33.6n 54 N2 NO2 NO NH3 HNO3 ①N2＋O2
4NH3＋5O2
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2NO ②3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO ③
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4NO＋6H2O ④3Cu＋8HNO3（浓）＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
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