安徽

從歷年的試題分析來看，氮及其化合物是元素化合物中的高頻考點(diǎn)，高考中絕大部分地區(qū)試題都是以選擇題、化學(xué)工藝流程題、實(shí)驗(yàn)制備題、化學(xué)反應(yīng)原理綜合題等形式加以出現(xiàn)，考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況和遷移應(yīng)用能力以及提取信息處理信息的能力。在教學(xué)實(shí)踐中，我發(fā)現(xiàn)絕大部分學(xué)生在解決這類習(xí)題時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，于是現(xiàn)將關(guān)于這種類型的習(xí)題進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)，供老師和學(xué)生在復(fù)習(xí)時(shí)參考，以饗讀者。

一、結(jié)合阿伏加德羅常數(shù)進(jìn)行考查

阿伏加德羅常數(shù)，是中學(xué)化學(xué)中?？嫉囊粋€(gè)重要知識(shí)點(diǎn)，也是歷年高考必考選擇題考查的重點(diǎn)之一，設(shè)置的4個(gè)選項(xiàng)涉及范圍廣，延伸多，考查學(xué)生的綜合能力。

【例1】阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，下列說法正確的是

( )

B.(2016·全國卷Ⅰ)1 mol N2與4 mol H2反應(yīng)生成的NH3分子數(shù)為2NA

C.(2017·全國卷Ⅱ)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，2.24 L N2和O2的混合氣體中分子數(shù)為0.2NA

【答案】D

二、結(jié)合氧化還原反應(yīng)考查

氧化還原反應(yīng)中氧化性、還原性、氧化劑、還原劑、基本規(guī)律和應(yīng)用以及利用得失電子守恒進(jìn)行相關(guān)計(jì)算仍然是新課標(biāo)高考中的基礎(chǔ)內(nèi)容，難度雖然不大，但是能和元素化合物知識(shí)相串聯(lián)，從多維度考查學(xué)生的基本能力和素養(yǎng)。

【例2】(2016·全國卷Ⅱ·26·節(jié)選)聯(lián)氨(又稱聯(lián)肼，N2H4，無色液體)是一種應(yīng)用廣泛的化工原料，可用作火箭燃料：回答下列問題：

(5)聯(lián)氨是一種常用的還原劑。向裝有少量AgBr的試管中加入聯(lián)氨溶液，觀察到的現(xiàn)象是________。聯(lián)氨可用于處理高壓鍋爐水中的氧，防止鍋爐被腐蝕。理論上1 kg的聯(lián)氨可除去水中溶解的O2________kg；與使用Na2SO3處理水中溶解的O2相比，聯(lián)氨的優(yōu)點(diǎn)是________。

【答案】(5)固體逐漸變黑，并有氣泡產(chǎn)生 1 N2H4的用量少，不產(chǎn)生其他雜質(zhì)(還原產(chǎn)物為N2和H2O，而Na2SO3產(chǎn)生Na2SO4)

三、結(jié)合氨氣的制備與催化氧化、氮氧化物溶于水或堿等相關(guān)性質(zhì)進(jìn)行考查

氨氣的制備、含氮化合物之間的相互轉(zhuǎn)化、氮氧化物溶于水等一直是元素化合物知識(shí)中的重點(diǎn)，有時(shí)候高考題結(jié)合這些考點(diǎn)考查相關(guān)的計(jì)算。

【例3】(2016·上海卷)稱取(NH4)2SO4和NH4HSO4混合物樣品7.24 g，加入含0.1 mol NaOH的溶液，完全反應(yīng)，生成NH31 792 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則(NH4)2SO4和NH4HSO4的物質(zhì)的量比為

( )

A.1∶1 B.1∶2 C.1.87∶1 D.3.65∶1

【答案】C

【解析】利用極值法分析，可知0.1 mol氫氧化鈉不足，故先將NH4HSO4反應(yīng)完，再反應(yīng)(NH4)2SO4，因共生成0.08 mol NH3，故與H+反應(yīng)的氫氧化鈉為0.02 mol，則NH4HSO4為0.02 mol，(NH4)2SO4質(zhì)量為7.24 g-115 g/mol×0.02 mol=4.94 g，(NH4)2SO4的物質(zhì)的量為4.94 g÷132 g/mol=0.037 4 mol。因此(NH4)2SO4與NH4HSO4物質(zhì)的量之比為1.87∶1。

四、結(jié)合金屬與硝酸反應(yīng)進(jìn)行考查

金屬與硝酸反應(yīng)是中學(xué)化學(xué)中比較復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)中反應(yīng)條件、硝酸濃度等都對(duì)產(chǎn)物有影響，涉及金屬與硝酸反應(yīng)的計(jì)算則更為復(fù)雜。一般常用的方法有電子守恒法、原子守恒法、極端假設(shè)法等。

【例4】(2013·四川卷·7)1.52 g銅鎂合金完全溶解于50 mL密度為1.40 g/mL、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63%的濃硝酸中，得到NO2和N2O4的混合氣體1 120 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，向反應(yīng)后的溶液中加入1.0 mol/L NaOH溶液，當(dāng)金屬離子全部沉淀時(shí)，得到2.54 g沉淀，下列說法不正確的是

( )

A.該合金中銅與鎂的物質(zhì)的量之比是2∶1

B.該濃硝酸中HNO3的物質(zhì)的量濃度是14.0 mol/L

C.NO2和N2O4的混合氣體中，NO2的體積分?jǐn)?shù)是80%

D.得到2.54 g沉淀時(shí)，加入NaOH溶液的體積是600 mL

【答案】D

【解析】設(shè)銅鎂的物質(zhì)的量分別為x、y，則①64x+24y=1.52，②64x+24y+34x+34y=2.54，解得x=0.02 mol，y=0.01 mol，設(shè)N2O4、NO2的物質(zhì)的量分別為a、b，則根據(jù)得失電子數(shù)相等：2x+2y=2a+b，a+b=0.05，則a=0.01 mol，b=0.04 mol，A、C正確；c(HNO3)=(1 000×1.4×63%/63) mol·L-1=14.0 mol·L-1，B正確；沉淀達(dá)最大時(shí)，溶液中只有硝酸鈉，根據(jù)原子守恒：n(NaOH)=n(HNO3)-(2a+b)=0.7 mol-0.06 mol=0.64 mol，氫氧化鈉溶液體積為640 mL，D錯(cuò)誤。

五、結(jié)合物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律綜合考查

該類試題與元素化合物的知識(shí)結(jié)合的比較多，元素推斷只是一種載體，主要通過必修2和選修3的知識(shí)進(jìn)行解答。一般考查常見單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)、典型用途、制備，涉及氮的核外電子排布、第一電離能、電負(fù)性、雜化的類型、分子結(jié)構(gòu)、等電子體、氫鍵、配位鍵、鍵角、晶胞密度的計(jì)算等。

(3)與O3分子互為等電子體的一種陰離子為________(填化學(xué)式)。

(4)N2分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比n(σ)∶n(π)=________。

(5)[Fe(H2O)6]2+與NO反應(yīng)生成的[Fe(NO)(H2O)5]2+中，NO以N原子與Fe2+形成配位鍵。請(qǐng)?jiān)赱Fe(NO)(H2O)5]2+結(jié)構(gòu)示意圖的相應(yīng)位置補(bǔ)填缺少的配體。

[Fe(NO)(H2O)5]2+結(jié)構(gòu)示意圖

六、結(jié)合電解質(zhì)溶液氨水、銨鹽水溶液綜合考查

電解質(zhì)溶液是每年高考考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，一般都以選擇題或者在綜合題中以填空形式出現(xiàn)，主要就是結(jié)合氨水、銨鹽水溶液，酸堿中和滴定等綜合考查溶液中離子濃度的大小比較、電離平衡常數(shù)、水解平衡常數(shù)等。

【例6】(貴州省遵義航天高級(jí)中學(xué)2019屆高三上學(xué)期第五次模擬)25℃時(shí)，用0.10 mol·L-1的氨水滴定10.00 mLamol·L-1的鹽酸，混合溶液的pH與氨水的體積(V)的關(guān)系如圖所示。已知N點(diǎn)溶液中存在：c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)，下列說法不正確的是

( )

A.圖上四點(diǎn)離子種類相同

B.a=0.1

【答案】B

七、結(jié)合電化學(xué)中燃料電池綜合考查

電化學(xué)是每年高考考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，主要就是結(jié)合最新科技(燃料電池)綜合考查電極反應(yīng)式的書寫、化學(xué)計(jì)算、正負(fù)極的判斷等。一般都以選擇題或者在綜合題中以填空形式出現(xiàn)。

【例7】(黑龍江省青岡縣一中2018屆高二下學(xué)期期末)韓國三星公司因?yàn)槭謾C(jī)電池爆炸而屢屢曝光，電池的安全性和環(huán)保性再次被公眾所重視。一種以引火性高的聯(lián)氨(N2H4)為燃料的環(huán)保電池，工作時(shí)產(chǎn)生穩(wěn)定無污染的物質(zhì)，原理如圖所示。下列說法正確的是

( )

A.N極為電源負(fù)極，聯(lián)氨從c口通入

B.負(fù)極上每消耗1 mol N2H4，轉(zhuǎn)移6 mol電子

D.可將聯(lián)氨改進(jìn)為引火性低、穩(wěn)定性好的N2H4·H2O

【答案】D

八、結(jié)合化學(xué)與生活、化學(xué)工藝流程等進(jìn)行綜合考查

以環(huán)境問題、合成氨工業(yè)等工藝流程為素材并有效結(jié)合元素化合物知識(shí)、離子方程式的書寫、流程設(shè)計(jì)、反應(yīng)條件的控制、化學(xué)計(jì)算等考查，有時(shí)候還涉及化學(xué)差量法的計(jì)算技巧。

(1)固體1的主要成分為Ca(OH)2、________。

(3)查閱資料可知：向2 mol氣體1中通入不同量的O2，并將所得混合氣體通入NaOH溶液中，有關(guān)含氮組分的物質(zhì)的量變化如圖所示。

上述工藝流程中氣體1與O2的體積比(相同條件)應(yīng)控制為____________________。

(4)為測(cè)定上述流程中所得NaNO2溶液的物質(zhì)的量濃度，準(zhǔn)確量取10.00 mL NaNO2溶液樣品與24.00 mL 0.05 mol/L 過量的酸性KMnO4溶液充分反應(yīng)，反應(yīng)后所得溶液用0.1 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紫色剛好褪去，消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液10.00 mL。

通過計(jì)算確定NaNO2溶液的物質(zhì)的量濃度為______________。

九、結(jié)合化學(xué)反應(yīng)原理綜合題考查化學(xué)學(xué)方程式的書寫、氧化還原反應(yīng)、蓋斯定律、化學(xué)平衡、電化學(xué)等

從近幾年課標(biāo)試卷分析來看，結(jié)合選修中化學(xué)反應(yīng)原理的相關(guān)知識(shí)考查的很多，側(cè)重于化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的有關(guān)分析與計(jì)算，題目難度較大。試題設(shè)計(jì)新穎，陌生感強(qiáng)，計(jì)算量較大，對(duì)學(xué)生的要求較高。壓強(qiáng)和平衡常數(shù)的計(jì)算是解答的難點(diǎn)，但是無論怎么考查，都回歸到元素氮及其化合物知識(shí)，所以在復(fù)習(xí)時(shí)要學(xué)會(huì)把前后所學(xué)的知識(shí)加以聯(lián)系，融會(huì)貫通。

【例9】(2018·全國卷Ⅰ·28)采用N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術(shù)，在含能材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：

(1)1840年Devil用干燥的氯氣通過干燥的硝酸銀，得到N2O5。該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是一種氣體，其分子式為________________。

(2)F.Daniels等曾利用測(cè)壓法在剛性反應(yīng)器中研究了25℃時(shí)N2O5(g)分解反應(yīng)：

2N2O4(g)

其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達(dá)到平衡。體系的總壓強(qiáng)p隨時(shí)間t的變化如表所示(t=∞時(shí)，N2O5(g) 完全分解)：

t/min040801602601 3001 700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1

②研究表明，N2O5(g)分解的反應(yīng)速率v=2×10-3×pN2O5(kPa·min-1)。t=62 min時(shí)，測(cè)得體系中pO2=2.9 kPa，則此時(shí)的pN2O5=________kPa，v=________kPa·min-1。

③若提高反應(yīng)溫度至35℃，則N2O5(g)完全分解后體系壓強(qiáng)p∞(35℃)________(填“大于”“等于”或“小于”)63.1 kPa，原因是______________。

其中可近似認(rèn)為第二步反應(yīng)不影響第一步的平衡。下列表述正確的是________(填標(biāo)號(hào))。

A.v(第一步的逆反應(yīng))>v(第二步反應(yīng))

B.反應(yīng)的中間產(chǎn)物只有NO3

C.第二步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效

D.第三步反應(yīng)活化能較高

【答案】(1)O2(2)①53.1 ②30.0 6.0×10-2③大于 溫度提高，體積不變，總壓強(qiáng)提高；NO2二聚為放熱反應(yīng)，溫度提高，平衡左移，體系物質(zhì)的量增加，總壓強(qiáng)提高 ④13.4 (3)AC

【解析】(1)氯氣在反應(yīng)中得到電子作氧化劑，硝酸銀中只有氧元素化合價(jià)會(huì)升高，所以氧化產(chǎn)物是氧氣，分子式為O2。(2)①已知：

十、聯(lián)系化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行考查

一般以氨氣、二氧化氮、銀氨溶液、金屬與銨鹽反應(yīng)、含氮化合物的制備為素材，結(jié)合了高中常見儀器綜合考查了化學(xué)基本儀器的名稱、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)、離子方程式的書寫、化學(xué)計(jì)算等。綜合性較強(qiáng)，具有很高的區(qū)分度。

【例10】(2017·全國卷Ⅰ·26)凱氏定氮法是測(cè)定蛋白質(zhì)中氮含量的經(jīng)典方法，其原理是用濃硫酸在催化劑存在下將樣品中有機(jī)氮轉(zhuǎn)化成銨鹽，利用如圖所示裝置處理銨鹽，然后通過滴定測(cè)量。已知：

回答下列問題：

(1)a的作用是______________。

(2)b中放入少量碎瓷片的目的是______________。

f的名稱是________。

(3)清洗儀器：g中加蒸餾水；打開k1，關(guān)閉k2、k3，加熱b，蒸氣充滿管路；停止加熱，關(guān)閉k1，g中蒸餾水倒吸進(jìn)入c，原因是____________________；打開k2放掉水，重復(fù)操作2～3次。

(4)儀器清洗后，g中加入硼酸(H3BO3)和指示劑，銨鹽試樣由d注入e，隨后注入氫氧化鈉溶液，用蒸餾水沖洗d，關(guān)閉k3，d中保留少量水。打開k1，加熱b，使水蒸氣進(jìn)入e。

①d中保留少量水的目的是______________。

②e中主要反應(yīng)的離子方程式為______________，

e采用中空雙層玻璃瓶的作用是____________________。

(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)樣品mg進(jìn)行測(cè)定，滴定g中吸收液時(shí)消耗濃度為cmol·L-1的鹽酸VmL，則樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________%，樣品的純度≤________%。