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L、M、R、P、Q分别代表五种含不同化合价的氮元素的物质。A、B分别代表两种含不同化合价的氯元素的物质(每种物质中氮或氯元素的化合价只有一种)。又知物质M中的氮元素化合价要比物质Q中氮元素的化合价低。在一定条件下,它们会发生如下的转化(关系式未配平): ①P+A―→Q+B ②L+O2―→M+H2O ③L+M―→R+H2O ④B+H2O―→A+O2 (1)若五种含氮元素的物质中,有一种是硝酸,则硝酸是 ,理由是 。 (2)反应②必须在催化剂(铂、氧化铁等)作用下,加热到一定温度时方能发生,此反应在化工生产上有重要用途,据此推断在同温同压下,若物质R密度比空气的密度小,则R的化学式为 。 (3)某同学写出下面三个含氮的物质相互转换的关系式: Ⅰ.M+P―→N2O3+H2O Ⅱ.N2O4+H2O―→P+Q Ⅲ.M+L―→Q+H2O 其中一定不可能实现的是 ,理由是 。 |
参考解答
(1)P P中氮元素的化合价最高 (2)N2 (3)Ⅲ 根据氧化还原反应规律,M、L这两种物质反应,不可能生成氮元素价态比M、L都高的物质 |
解答本题首先要认真分析各反应中元素的价态变化情况。突破口是先确定A、B物质中氯元素的化合价谁高。由反应④B十H2O―→A+O2可知,反应后氧元素化合价升高,则反应后氯元素化合价必定降低,故化合价B>A。再由①可知,反应后氯元素化合价升高,则反应后氮元素化合价必降低,故氮元素化合价P>Q。 由反应②可知,反应后氧元素化合价降低,则氮元素化合价反应后必升高,故氮元素化合价M>L。 由反应③可知,该反应为氮元素化合价的“归中”反应,由于化合价M>L,R处于M、L之间,则M>R>L。又因为已知氮的化合价M<Q,所以,L、M、R、P、Q五种含氮物质中N元素的化合价为P>Q>M>R>L。由于其中一种物质是硝酸,硝酸中氮的化合价是最高价态,则在上述物质中P是硝酸。 根据题给的信息及有关元素化合物知识,且L中氮元素是其中氮元素最低价态,由反应②可知,L分子中含有氢元素,因此②反应是氨气的催化氧化反应。L是NH3,M是NO。又因为R的氮元素价态在L、M之间,R的密度又比空气小,故R为N2。 对于题(3)判断三个反应是否能够进行的问题,也得从氮元素化合价相对高低去分析。由于氮元素的化合价P>Q>M>R>L,反应Ⅱ是歧化反应,一种反应产物中氮的化合价大于+4,另一种反应产物中氮的化合价小于+4,故Q中氮的化合价小于+4,但应比M的化合价高。由于氮化合价Q>M>L,因此反应Ⅲ不可能实现。 |
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