Question

我们用字母L、M、Q、R、X分别代表五种含不同化合价的氮元素的物质，并且每种物质中氮元素的化合价只有一种。又知道物质L中氮元素的化合价要比物质M中氮元素的化合价低，并且在一定条件下，它们会有如下的相互转换关系（未配平）：

①Q+HCl→M+Cl₂;

②R+L→X+H₂O;

③R+O₂→L+H₂O.

（1）已知这五种物质中有一种是硝酸，那么硝酸应该是L、M、Q、R、X中的________(填字母)，判断的依据是_________________________________________________。

（2）反应③是在催化剂（如铂、氧化铁等）存在，并且加热到一定温度时发生的，这个反应在工业上有重要的应用。请据此推断，若物质X是密度比CO₂密度小的气体，那么X的化学式是__________.

（3）某同学写出下面三个不同价态的氮的化合物相互转换的关系（未配平）：

a、NO+HNO₃→N₂O₃+H₂O

b、NH₃+NO→HNO₂+H₂O

c、N₂O₄+H₂O→HNO₃+HNO₂

其中你认为一定不可能实现的是________________________________（填编号）.

Answer 1

（1）硝酸应该是Q，由于Q中氮化合价为最高。

（2）由③推知R中含H，且R中氮化合价小于或等于0价，那么R为NH₃，由题意L为NO，X中氮的化合价介于NH₃和NO中氮的化合价，因此X为N₂。

（3）b不可能实现，NH₃中N为-3价，NO中N为+2价，而HNO₂中N为+3价，+3＞+2＞-3。

解析:

①反应式中，Cl₂是氧化产物，M是还原产物，因此氮元素化合价：Q＞M；同理由③得氮元素化合价：L＞R；由②反应式可知，X中氮的化合价介于R和L之间，又由于L＞R,因此L＞X＞R。根据已知氮元素化合价M＞1。综合以上结论，五种化合物中氮元素化合价由高到低的顺序为：Q＞M＞L＞X＞R。HNO₃中N的价态最高：+5价。