Question

【題目】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）實驗步驟如下：

步驟1：按圖所示組裝儀器，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CO2氣流量下降時，可采取的相應措施是______________。

（4）該實驗裝置中可能存在的缺陷是____________。

Answer 1

【答案】 小于 NH3＋CO2＋H2O=NH4HCO3 固體氧化鈣（生石灰）或固體氫氧化鈉或堿石灰（寫成化學式也給分） 不需凈化和干燥處理 提供低溫環境，提高轉化率（或干冰升華吸收熱量，提供低溫環境使氨基甲酸銨的合成反應向正反應方向移動，提高了反應產率 ） 使氨水順利滴下（使恒壓滴液漏斗上部和三頸燒瓶氣壓相通，液體順利滴下） 調節恒壓滴液漏斗旋塞，減慢氨水滴加速度 產品易堵塞導管；或沒有防倒吸裝置，稀硫酸會倒吸；或反應器與稀硫酸之間沒有防止水蒸氣進入反應器的裝置（任寫一條，其它合理答案酌情給分）

【解析】(1)2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)，該反應為熵減的過程，若能自發進行，說明該反應為放熱反應，即△H＜0，故答案為：小于；

(2)水會和氨氣、二氧化碳反應生成碳酸氫鈉，反應的化學方程式為：NH3+CO2+H2O=NH4HCO3；故答案為：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氧化鈣或固體氫氧化鈉或堿石灰，故答案為：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，故答案為：不需要干燥；提供低溫環境，提高轉化率；

③和普通分液漏斗相比，恒壓滴液漏斗上部和三頸燒瓶氣壓相通，可以保證恒壓滴液漏斗中的液體順利滴下，故答案為：使氨水順利滴下；

④反應后期，由于二氧化碳的氣流下降，導致通入的二氧化碳氣體減少，此時可以通過調節恒壓滴液漏斗旋塞，減慢氨水的滴加速度，故答案為：調節恒壓滴液漏斗旋塞，減慢氨水的滴加速度；

(4)依據裝置圖中流程分析，安全問題主要是堵塞導氣管，液體發生倒吸；依據反應過程中的產物分析，不能把污染性的氣體排放到空氣中，吸收易溶于水的氣體需要放倒吸，實驗裝置存在安全問題產品易堵塞導管，稀硫酸會倒吸，故答案為：產品易堵塞導管，稀硫酸會倒吸。