Question

我們用字母L、M、Q、R、X分別代表五種含不同化合價的氮元素的物質，并且每種物質中氮元素的化合價只有一種。又知道物質L中氮元素的化合價要比物質M中氮元素的化合價低，并且在一定條件下，它們會有如下的相互轉換關系（未配平）：

①Q+HCl→M+Cl₂;

②R+L→X+H₂O;

③R+O₂→L+H₂O.

（1）已知這五種物質中有一種是硝酸，那么硝酸應該是L、M、Q、R、X中的________(填字母)，判斷的依據是_________________________________________________。

（2）反應③是在催化劑（如鉑、氧化鐵等）存在，并且加熱到一定溫度時發生的，這個反應在工業上有重要的應用。請據此推斷，若物質X是密度比CO₂密度小的氣體，那么X的化學式是__________.

（3）某同學寫出下面三個不同價態的氮的化合物相互轉換的關系（未配平）：

a、NO+HNO₃→N₂O₃+H₂O

b、NH₃+NO→HNO₂+H₂O

c、N₂O₄+H₂O→HNO₃+HNO₂

其中你認為一定不可能實現的是________________________________（填編號）.

Answer 1

（1）硝酸應該是Q，由于Q中氮化合價為最高。

（2）由③推知R中含H，且R中氮化合價小于或等于0價，那么R為NH₃，由題意L為NO，X中氮的化合價介于NH₃和NO中氮的化合價，因此X為N₂。

（3）b不可能實現，NH₃中N為-3價，NO中N為+2價，而HNO₂中N為+3價，+3＞+2＞-3。

解析:

①反應式中，Cl₂是氧化產物，M是還原產物，因此氮元素化合價：Q＞M；同理由③得氮元素化合價：L＞R；由②反應式可知，X中氮的化合價介于R和L之間，又由于L＞R,因此L＞X＞R。根據已知氮元素化合價M＞1。綜合以上結論，五種化合物中氮元素化合價由高到低的順序為：Q＞M＞L＞X＞R。HNO₃中N的價態最高：+5價。