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

（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）

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。