Question

实验室制备氨基甲酸铵（NH₂COONH₄）的反应如下：2NH₃(g)＋CO₂(g)  NH₂COONH₄(s)，该反应在干燥条件下仅生成氨基甲酸铵，若有水存在则生成碳酸铵或碳酸氢铵。

（1）该反应在一定条件下能够自发进行，则反应的ΔH     0。（填大于、小于或等于）

（2）写出生成碳酸氢铵的化学方程式                      。

（3）按下图装置进行如下实验：

步骤1：检查装置气密性。

步骤2：在相应仪器中装入药品，其中在三颈烧瓶中加入足量的氢氧化钠固体，恒压滴液漏斗中装入浓氨水。

步骤3：滴加浓氨水并搅拌，调节反应速率，在反应器中得到产品

……

①干燥管中盛放的药品是              。

②对比碳酸盐和酸反应制CO₂，该实验利用干冰升华产生CO₂气体的优点有        。

③以恒压滴液漏斗代替分液漏斗的目的是                          。

④反应后期随着CO₂气流减慢，导致反应物比例不当，可采取的相应措施是             。

（4）有同学认为该实验装置存在安全问题，请问可能面临的安全问题是                 。

Answer

（1）小于（2分）

（2）NH3＋CO2＋H2O＝NH4HCO3（2分）

（3）①固体氢氧化钠或碱石灰（2分）

②不需要干燥；提供低温环境，提高转化率（2分 答对任意一点就给分）

③使氨水顺利滴下（2分）  ④调节恒压滴液漏斗旋塞，减慢氨水滴加速度（2分）

（4）产品易堵塞导管，稀硫酸会倒吸（2分）

【解析】

试题分析：（1）根据方程式2NH3(g)＋CO2(g)  NH2COONH4(s)可知，该反应是熵值减小的可逆反应。如果该反应在一定条件下能够自发进行，则根据△G＝△H－T·△S可知，该的焓变ΔH一定小于0。

（2）有水参加，则生成碳酸氢铵，因此反应的化学方程式为NH3＋CO2＋H2O＝NH4HCO3。

（3）①由于制备氨基甲酸铵的原料氨气必须是干燥的，以防止副反应的发生，因此生成的氨气必须进行干燥。因为氨气是碱性气体，所以干燥氨气应该用固体氢氧化钠或碱石灰。

②碳酸盐和酸反应制CO2，则生成的CO2必须进行净化和干燥处理，而直接利用干冰制备CO2，不需要干燥；又因为该反应是放热反应，提供低温环境，可以提高转化率。

③恒压滴液漏斗代替分液漏斗可以平衡内外压强，使氨水顺利滴下。

④反应后期随着CO2气流减慢，导致反应物比例不当，此时可以通过调节恒压滴液漏斗旋塞，减慢氨水滴加速度加以控制。

（4）由于氨基甲酸铵是固体，所以产品易堵塞导管。又因为氨气极易溶于水，直接插入稀硫酸中吸收氨气，容易使稀硫酸倒吸。

考点：考查物质制备实验方案设计与评价