Question

實驗室制備氨基甲酸銨（NH₂COONH₄）的反應如下：2NH₃(g)＋CO₂(g)  NH₂COONH₄(s)，該反應在干燥條件下僅生成氨基甲酸銨，若有水存在則生成碳酸銨或碳酸氫銨。

（1）該反應在一定條件下能夠自發進行，則反應的ΔH     0。（填大于、小于或等于）

（2）寫出生成碳酸氫銨的化學方程式                      。

（3）按下圖裝置進行如下實驗：

步驟1：檢查裝置氣密性。

步驟2：在相應儀器中裝入藥品，其中在三頸燒瓶中加入足量的氫氧化鈉固體，恒壓滴液漏斗中裝入濃氨水。

步驟3：滴加濃氨水并攪拌，調節反應速率，在反應器中得到產品

……

①干燥管中盛放的藥品是              。

②對比碳酸鹽和酸反應制CO₂，該實驗利用干冰升華產生CO₂氣體的優點有        。

③以恒壓滴液漏斗代替分液漏斗的目的是                          。

④反應后期隨著CO₂氣流減慢，導致反應物比例不當，可采取的相應措施是             。

（4）有同學認為該實驗裝置存在安全問題，請問可能面臨的安全問題是                 。

 

Answer 1

【答案】

（1）小于（2分）

（2）NH₃＋CO₂＋H₂O＝NH₄HCO₃（2分）

（3）①固體氫氧化鈉或堿石灰（2分）

②不需要干燥；提供低溫環境，提高轉化率（2分 答對任意一點就給分）

③使氨水順利滴下（2分）  ④調節恒壓滴液漏斗旋塞，減慢氨水滴加速度（2分）

（4）產品易堵塞導管，稀硫酸會倒吸（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據方程式2NH₃(g)＋CO₂(g)  NH₂COONH₄(s)可知，該反應是熵值減小的可逆反應。如果該反應在一定條件下能夠自發進行，則根據△G＝△H－T·△S可知，該的焓變ΔH一定小于0。

（2）有水參加，則生成碳酸氫銨，因此反應的化學方程式為NH₃＋CO₂＋H₂O＝NH₄HCO₃。

（3）①由于制備氨基甲酸銨的原料氨氣必須是干燥的，以防止副反應的發生，因此生成的氨氣必須進行干燥。因為氨氣是堿性氣體，所以干燥氨氣應該用固體氫氧化鈉或堿石灰。

②碳酸鹽和酸反應制CO₂，則生成的CO₂必須進行凈化和干燥處理，而直接利用干冰制備CO₂，不需要干燥；又因為該反應是放熱反應，提供低溫環境，可以提高轉化率。

③恒壓滴液漏斗代替分液漏斗可以平衡內外壓強，使氨水順利滴下。

④反應后期隨著CO₂氣流減慢，導致反應物比例不當，此時可以通過調節恒壓滴液漏斗旋塞，減慢氨水滴加速度加以控制。

（4）由于氨基甲酸銨是固體，所以產品易堵塞導管。又因為氨氣極易溶于水，直接插入稀硫酸中吸收氨氣，容易使稀硫酸倒吸。

考點：考查物質制備實驗方案設計與評價