Ⅰ氮元素的化合物在現(xiàn)在以及將來有著廣闊的發(fā)展前景
（1）氮化鋁具有耐高溫，抗沖擊等優(yōu)良性能，可以通過氧化鋁、氮?dú)夂吞荚诟邷叵路磻?yīng)制得，缺點(diǎn)是會(huì)生成一種有毒氣體，寫出反應(yīng)方程式：
 
，上述反應(yīng)，每生成2mol氮化鋁，N2得到
 
mol電子．
（2）C3N4晶體的硬度可以和金剛石相媲美，且原子間均以單鍵結(jié)合，C3N4屬于晶體，晶體中C-N鍵鍵長(zhǎng)
 
金剛石中的C-C鍵鍵長(zhǎng)（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）氮化硅是一種高溫陶瓷材料，用來制作汽輪機(jī)葉子或永久性模具，現(xiàn)利用四氯化硅和氮?dú)庠跉錃獾淖饔孟录訌?qiáng)熱，可得較高純度的氮化硅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
 
，氮化硅抗腐蝕性強(qiáng)，但是易被氫氟酸腐蝕，寫出相關(guān)的方程式
 
．
（4）氮的另外一種化合物肼（N2H4）是一種火箭發(fā)射原料，已知0.4mol液態(tài)肼與足量液態(tài)雙氧水發(fā)生反應(yīng)生成N2和水蒸氣，放出256.65kJ的熱量．請(qǐng)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：
 
．利用肼、氧氣與KOH溶液可組成堿性燃料電池，肼分子（N2H4）可以在氧氣中燃燒生成氮?dú)夂退畡t該電池反應(yīng)的負(fù)極反應(yīng)式為：
 
；電池工作時(shí)，電解質(zhì)溶液中的OH-離子向
 
極移動(dòng)．
Ⅱ用地殼中某主要元素生產(chǎn)的多種產(chǎn)品在現(xiàn)代高科技中占重要位置，足見化學(xué)對(duì)現(xiàn)代物質(zhì)文明的重要作用．例如：
（1）目前應(yīng)用最多的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化材料是
 
；
（2）光導(dǎo)纖維的主要成分是：
 

（3）用作吸附劑、干燥劑、催化劑或催化劑載體的人造分子篩大多是一類稱為
 
的化合物．
分析：Ⅰ（1）根據(jù)氧化鋁、氮?dú)夂吞荚谝欢l件下反應(yīng)制得A1N和CO；結(jié)合元素化合價(jià)的變化判斷電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目；（2）C3N4晶體的硬度可以和金剛石相媲美為原子晶體；對(duì)相同鍵型（都是單鍵/雙鍵/叁鍵）時(shí)，大多數(shù)情況下電負(fù)性相差越大，鍵能越大，鍵長(zhǎng)越短．反之電負(fù)性相差越小，鍵能越小，鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)；
（3）根據(jù)質(zhì)量守恒可知四氯化硅和氮?dú)庠跉錃獾臍夥毡Ｗo(hù)下，加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng)，除生成氮化硅外還有氯化氫生成；氮化硅與氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅和一種銨鹽，該銨鹽為氟化銨，據(jù)此書寫；
（4）反應(yīng)方程式為：N2H4+2H2O2=N2+4H2O，根據(jù)0.4mol液態(tài)肼放出的熱量，計(jì)算1mol液態(tài)肼放出的熱量，進(jìn)而寫出熱化學(xué)方程式；類比氨水的電離方程式書寫；
Ⅱ（1）硅太陽能電池的主要成分為硅；
（2）二氧化硅是光導(dǎo)纖維的成分；
（3）硅膠有很大的表面積，可用作干燥劑、吸附劑、催化劑載體．
解答：解：Ⅰ（1）根據(jù)氧化鋁、氮?dú)夂吞荚谝欢l件下反應(yīng)制得AnN和CO，化學(xué)方程式為：Al2O3+N2+3C
 高溫 
.
 
2AlN+3CO；反應(yīng)中，N元素由0降低為-3價(jià)，則生成2mol的AlN，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目約為6mol，故答案為：Al2O3+N2+3C
 高溫 
.
 
2AlN+3CO；
（2）C3N4晶體的硬度可以和金剛石相媲美且原子間均以單鍵結(jié)合，為原子晶體，N比C電負(fù)性大，C-N鍵比C-C鍵電負(fù)性相差大，鍵長(zhǎng)短，故答案為：原子晶體；小于；
（3）四氯化硅和氮?dú)庠跉錃獾臍夥毡Ｗo(hù)下，加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng)，可得較高純度的氮化硅以及氯化氫，方程式為：3SiCl4+2N2+6H2
 高溫 
.
 
Si3N4+12HCl，氮化硅與氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅和一種銨鹽，該銨鹽為氟化銨，反應(yīng)方程式為：Si3N4+12HF=3SiF4+4NH3，故答案為：3SiCl4+2N2+6H2
 高溫 
.
 
Si3N4+12HCl；Si3N4+12HF=3SiF4+4NH3；
（4）反應(yīng)方程式為：N2H4+2H2O2═N2+4H2O，0.4mol液態(tài)肼放出256.65KJ的熱量，則1mol液態(tài)肼放出的熱量為
256.65kJ
0.4
=642.2kJ，所以反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
N2H4（g）+2H2O2（l）═N2（g）+4H2O（g）△H=-642.2kJ/mol；肼的水溶液呈堿性，電離方程式是：H2N-NH2?H2O?H2N-NH3++OH-；
原電池中陰離子向負(fù)極移動(dòng)，故答案為：N2H4（l）+2H2O2（l）=N2（g）+4H2O（g）△H=-642.2 kJ?mol-1；H2N-NH2+4OH--4e-=N2+4H2O；負(fù)；
Ⅱ（1）太陽能電池的主要成分為硅單質(zhì)，故答案為：硅；
（2）光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅，故答案為：二氧化硅；
（3）硅膠有很大的表面積，可用作干燥劑、吸附劑、催化劑載體的人造分子篩，故答案為：硅酸鹽．
點(diǎn)評(píng)：本題考查元素及其化合物的性質(zhì)、晶體類型和性質(zhì)、熱化學(xué)方程式的書寫和物質(zhì)的成分和用途，學(xué)習(xí)中注意知識(shí)的積累，題目難度不大．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

Ⅰ．乳制品的換算系數(shù)為6.38，即若檢測(cè)出氮的含量為1%，蛋白質(zhì)的含量則為6.38%．不法分子通過在低蛋白含量的奶粉中加入三聚氰胺（Melamine）來“提高”奶粉中的蛋白質(zhì)含量，導(dǎo)致許多嬰幼兒腎結(jié)石．
①三聚氰胺的結(jié)構(gòu)如圖所示，其化學(xué)式為
C3H6N6
C3H6N6
，含氮量（氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為
66.7%
66.7%
；
②下列關(guān)于三聚氰胺的說法中，正確的有
ADE
ADE
（填序號(hào)，多選扣分）；
A．三聚氰胺是一種白色結(jié)晶粉末，沒有什么氣味和味道，所以摻入奶粉后不易被發(fā)現(xiàn)
B．三聚氰胺分子中所有原子可能在同一個(gè)平面上
C．三聚氰胺易溶于冷水，屬于分子晶體
D．三聚氰胺呈弱堿性，可以和酸反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽
E．采用三聚氰胺制造的食具一般都會(huì)標(biāo)明“不可放進(jìn)微波爐使用”
Ⅱ．已知化合物A的化學(xué)式為C9H10O2，現(xiàn)代儀器分析有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)有以下兩種方法．
方法一：核磁共振儀可以測(cè)定有機(jī)分子里不同化學(xué)環(huán)境的氫原子及其相對(duì)數(shù)量．如乙醇（CH3CH2OH）的核磁共振氫譜有3個(gè)峰，其面積之比3：2：1，見圖1所示．

現(xiàn)測(cè)出A的核磁共振氫譜有5個(gè)峰，其面積之比為1：2：2：2：3．
方法二：利用紅外光譜儀可初步檢測(cè)有機(jī)化合物中的某些基團(tuán)，現(xiàn)測(cè)得A分子的紅外光譜如圖2：
已知：A分子中只含一個(gè)苯環(huán)，且苯環(huán)上只有一個(gè)取代基，試填空：
（1）A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為
．
（2）A的芳香類同分異構(gòu)體有多種，請(qǐng)按要求寫出其中兩種同分異構(gòu)B和C結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：
①B分子中不含甲基的芳香酸：
．
②C分子中不含甲基，且遇FeCl3溶液顯紫色，苯環(huán)上只有兩個(gè)對(duì)位取代基的芳香醛：

（3）已知：①寫出E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式

②請(qǐng)用合成反應(yīng)流程圖3表示出由C合成F的最合理的合成方案（注明反應(yīng)條件）．
提示：合成反應(yīng)流程圖表示方法示例如下：
A
反應(yīng)物
反應(yīng)條件
B
反應(yīng)物
反應(yīng)條件
C…→H合成反應(yīng)流程圖．
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

氮元素的單質(zhì)和常見的化合物在工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛．
（1）工業(yè)上利用分離空氣的方法得到氮?dú)猓諝飧髦饕煞值姆悬c(diǎn)如下：
N2 O2 Ar CO2
-196℃ -183℃ -186℃ -78℃
現(xiàn)將空氣深度冷卻液化，然后緩慢升溫，則最先分離出來的氣體是
 
．
（2）雷雨時(shí)空氣中的N2轉(zhuǎn)化為NO，生成物NO是
 
色的氣體，
 
（填“易”或“難”）溶于水；NO在空氣中很容易被氧化成NO2，NO2能與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)．NO2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為
 
．
（3）實(shí)驗(yàn)室可用固體NH4Cl與固體Ca（OH）2加熱反應(yīng)制取氨氣．
①制取氨氣的化學(xué)方程式為
 
；
②要制取標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48L的氨氣，至少需要稱取固體NH4Cl的質(zhì)量為
 
g．
（4）已知：4NH3+6NO
 催化劑 
.
 
5N2+6H2O．化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在技術(shù)人員的指導(dǎo)下，按下列流程，探究不同催化劑對(duì)NH3還原NO反應(yīng)的催化性能．
精英家教網(wǎng)
若控制其他實(shí)驗(yàn)條件均相同，在催化反應(yīng)器中裝載不同的催化劑，將經(jīng)催化反應(yīng)后的混合氣體，通過一定體積滴有酚酞的稀硫酸溶液（溶液的體積、濃度均相同）．
①NH3與稀硫酸溶液反應(yīng)的離子方程式為
 
；
②為了比較不同催化劑的催化性能，需要測(cè)量并記錄的數(shù)據(jù)是
 
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

鈉是活潑的堿金屬元素，鈉及其化合物在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用．
完成下列計(jì)算：
（1）疊氮化鈉（NaN3）受撞擊分解產(chǎn)生鈉和氮?dú)猓士蓱?yīng)用于汽車安全氣囊．若78克疊氮化鈉完全分解，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氮?dú)?!--BA-->
 
L．
（2）鈉-鉀合金可在核反應(yīng)堆中用作熱交換液．5.05g鈉-鉀合金溶于200mL水生成0.075mol氫氣．計(jì)算溶液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度
 
（忽略液體體積變化）．
（3）氫氧化鈉溶液處理鋁土礦并過濾，得到含鋁酸鈉的溶液．向該溶液中通入二氧化碳，有下列反應(yīng)：2NaAl（OH）4+CO2→2Al（OH）3↓+Na2CO3+H2O
己知通入二氧化碳112L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），生成的Al（OH）3和Na2CO3的物質(zhì)的量之比為4：5．若向該溶液中通入的二氧化碳為224L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），計(jì)算生成的 Al（OH）3和Na2CO3的物質(zhì)的量的最大值．
（4）為測(cè)定某硫酸吸收含氨氣廢氣后，所得銨鹽中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，現(xiàn)將不同質(zhì)量的銨鹽固體分別加入到50.00mL相同濃度的氫氧化鈉溶液中，沸水浴加熱至氣體全部逸出（此溫度下銨鹽不分解）．該氣體經(jīng)干燥后用濃硫酸吸收完全，測(cè)定濃硫酸增加的質(zhì)量．部分測(cè)定結(jié)果如下表：
銨鹽的質(zhì)量/g 10.00 20.00 30.00 50.00
濃硫酸增加的質(zhì)量/g m m 1.29 0
試回答：
該銨鹽的成分為
 
．
該銨鹽中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：
 
（須列式計(jì)算）

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科目：高中化學(xué) 來源：2012-2013學(xué)年上海市長(zhǎng)寧區(qū)高三上學(xué)期期末教學(xué)質(zhì)量調(diào)研化學(xué)試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

鈉是活潑的堿金屬元素，鈉及其化合物在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用。

完成下列計(jì)算：

（1）疊氮化鈉（NaN3）受撞擊分解產(chǎn)生鈉和氮?dú)猓士蓱?yīng)用于汽車安全氣囊。若78克疊氮化鈉完全分解，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下氮?dú)鈅__________________L 。

（2）鈉-鉀合金可在核反應(yīng)堆中用作熱交換液。5.05 g鈉-鉀合金溶于200 mL水生成0.075 mol氫氣。計(jì)算溶液中氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度______________________（忽略液體體積變化）。

（3）氫氧化鈉溶液處理鋁土礦并過濾，得到含鋁酸鈉的溶液。向該溶液中通入二氧化碳，有下列反應(yīng)：  2NaAl(OH)4+CO2→2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O。己知通入二氧化碳112 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），生成的Al(OH)3和Na2CO3的物質(zhì)的量之比為4:5。若向該溶液中通入的二氧化碳為224L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），計(jì)算生成的 Al(OH)3和Na2CO3的物質(zhì)的量的最大值。

（4）為測(cè)定某硫酸吸收含氨氣廢氣后，所得銨鹽中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，現(xiàn)將不同質(zhì)量的銨鹽固體分別加入到50.00mL相同濃度的氫氧化鈉溶液中，沸水浴加熱至氣體全部逸出(此溫度下銨鹽不分解)。該氣體經(jīng)干燥后用濃硫酸吸收完全，測(cè)定濃硫酸增加的質(zhì)量。部分測(cè)定結(jié)果如下表：

銨鹽的質(zhì)量/g

10.00

20.00

30.00

50.00

濃硫酸增加的質(zhì)量/g

m

m

1.29

0

 

試回答：

該銨鹽的成分為_______________________________。

該銨鹽中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：_______________________________(須列式計(jì)算）。

 

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