Question

如圖所示，已知：
①甲、乙、丙、丁四種元素均是前18號元素的單質；
②在一定條件下甲與丙和甲與丁都按物質的量之比1：3反應，分別生成X和Y，在產物中元素甲顯負價；
③在一定條件下乙與丙和乙與丁都按物質的量之比1：2反應，分別生成Z和W，在產物中乙顯負價．
請填空：（1）甲是

N₂

，乙是

O₂

．
（2）甲與丙反應生成X的化學方程式是

N₂+3Mg

點燃  .

Mg₃N₂（N₂+3H₂

催化劑 .

高溫高壓

NH₃）

．
（3）乙與丁反應生成W的化學方程式是

O₂+2H₂

點燃  .

2H₂O（2Mg+O₂

點燃  .

2MgO）

．

Answer 1

分析：一定條件下甲與丙和甲與丁都按物質的量之比1：3反應，產物中元素甲顯負價，說明反應后甲的化合價為-3價或-3n（n為正整數），由前18號元素的常見價態可知，反應后甲的化合價為-3價，甲為N₂；與N₂ 1：3反應的單質有H₂、Mg，丙與丁是H₂和Mg．在一定條件下乙與丙和乙與丁都按物質的量之比1：2反應，產物中乙顯負價，說明反應后乙的化合價為-2價或-2n（n為正整數），由前18號元素的常見價態可知，反應后甲的化合價為-2價．甲為O₂或S，O₂ 與H₂、Mg都可都按物質的量之比1：2反應，但S與H₂、Mg反應時，他們的物質的量之比是1：1，因而乙是O₂．由于丙、丁不能確定誰是H₂或Mg，所以甲與丙反應生成X的化學方程式是N₂+3Mg=Mg₃ N₂或N₂+3H₂=NH₃；乙與丁反應生成W的化學方程式是O₂+2H₂=2H₂O或2Mg+O₂=2MgO．

解答：解：在一定條件下甲與丙和甲與丁都按物質的量之比1：3反應，產物中元素甲顯負價，說明反應后甲的化合價為-3價或-3n（n為正整數），由前18號元素的常見價態可知，反應后甲的化合價為-3價，甲為N₂；與N₂  1：3反應的單質有H₂、Mg，丙與丁是H₂和Mg．在一定條件下乙與丙和乙與丁都按物質的量之比1：2反應，產物中乙顯負價，說明反應后乙的化合價為-2價或-2n（n為正整數），由前18號元素的常見價態可知，反應后甲的化合價為-2價．甲為O₂或S，O₂ 與H₂、Mg都可都按物質的量之比1：2反應，但S與H₂、Mg反應時，他們的物質的量之比是1：1，因而乙是O₂．由于丙、丁不能確定誰是H₂或Mg，所以甲與丙反應生成X的化學方程式是N₂+3Mg=Mg₃ N₂或N₂+3H₂=NH₃；乙與丁反應生成W的化學方程式是O₂+2H₂=2H₂O或2Mg+O₂=2MgO；
（1）分析判斷可知，甲為N₂，乙為O₂ ，故答案為：N₂；O₂；
（2）甲與丙反應生成X的反應可以是氮氣和鎂的反應，也可以是氮氣和氫氣的反應，反應的化學方程式是N₂+3Mg

點燃  .

Mg₃N₂（N₂+3H₂

催化劑 .

高溫高壓

NH₃），
故答案為：N₂+3Mg

點燃  .

Mg₃N₂（N₂+3H₂

催化劑 .

高溫高壓

NH₃）；
（3）乙與丁反應生成W的反應是氧氣和氫氣的反應或鎂和氧氣反應生成氧化鎂的反應，反應的化學方程式是O₂+2H₂

點燃  .

2H₂O（2Mg+O₂

點燃  .

2MgO），
故答案為：O₂+2H₂

點燃  .

2H₂O（2Mg+O₂

點燃  .

2MgO）．

點評：本題考查了物質性質和轉化關系的分析應用，掌握物質的特征反應和性質是解題關鍵，題目難中等．