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）根据化学反应中氧化还原反应的化合价变化规律和Cl的化合价高低知识来判断；
（2）在催化剂（如铂、氧化铁等）存在、加热到一定温度时发生、在工业上有重要的应用的反应为氨气的催化氧化反应，所以R是氨气，L是一氧化氮；
（3）根据氧化还原反应中元素的价态规律：高和低归中和化合价不交叉规律来回答．
【解析】
（1）根据提意已知反应以及元素化合价的变化规律，可知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＞1，五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，故答案为：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，故答案为：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，故答案为：b．