Question

1．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△H小于0．（填大于、小于或等于）
（2）写出生成碳酸氢铵的化学方程式NH₃+CO₂+H₂O=NH₄HCO₃．
（3）实验步骤如下：
步骤1：按图所示组装仪器，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固体氢氧化钠或碱石灰．
②对比碳酸盐和酸反应制CO₂，该实验利用干冰升华产生CO₂气体的优点有不需要干燥，提供低温环境，提高转化率．
③以恒压滴液漏斗代替分液漏斗的目的是使氨水顺利滴下．
④反应后期CO₂气流量下降时，可采取的相应措施是调节恒压滴液漏斗旋塞，减慢氨水滴加速度．
（4）该实验装置可能面临的安全问题是产品易堵塞导管，稀硫酸会倒吸．

Answer 1

分析 （1）2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄（s），该反应为熵减的过程，若能自发进行，说明该反应为放热反应，据此解答即可；
（2）水会和氨气、二氧化碳反应生成碳酸氢钠；
（3）①反应物氨气必须是干燥的，需要用碱性干燥剂干燥，如碱石灰、固体氢氧化钠或氧化钙等；
②干冰制取的二氧化碳中不含杂质，不需要干燥；该反应为放热反应，干冰变为二氧化碳吸收热量，有利于增大反应物转化率；
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反应后期二氧化碳的量减少，可以采取措施让通入的氨气也减少；
（4）依据装置图中流程分析，安全问题主要是堵塞导气管，液体发生倒吸；依据反应过程中的产物分析，不能把污染性的气体排放到空气中，吸收易溶于水的气体需要放倒吸．

解答 解：（1）2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄（s），该反应为熵减的过程，若能自发进行，说明该反应为放热反应，即△H＜0，故答案为：小于；
（2）水会和氨气、二氧化碳反应生成碳酸氢钠，反应的化学方程式为：NH₃+CO₂+H₂O=NH₄HCO₃；故答案为：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氧化钙或固体氢氧化钠或碱石灰，故答案为：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，故答案为：不需要干燥；提供低温环境，提高转化率；
③和普通分液漏斗相比，恒压滴液漏斗上部和三颈烧瓶气压相通，可以保证恒压滴液漏斗中的液体顺利滴下，故答案为：使氨水顺利滴下；
④反应后期，由于二氧化碳的气流下降，导致通入的二氧化碳气体减少，此时可以通过调节恒压滴液漏斗旋塞，减慢氨水的滴加速度，故答案为：调节恒压滴液漏斗旋塞，减慢氨水的滴加速度；
（4）依据装置图中流程分析，安全问题主要是堵塞导气管，液体发生倒吸；依据反应过程中的产物分析，不能把污染性的气体排放到空气中，吸收易溶于水的气体需要放倒吸，实验装置存在安全问题产品易堵塞导管，稀硫酸会倒吸，故答案为：产品易堵塞导管，稀硫酸会倒吸．

点评 本题考查了物质制备实验的设计应用，主要是氨气的制备方法，氨基甲酸的制备实验装置分析判断，实验基本操作，混合物分离的实验设计，题目难度中等．