氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体.易分解.易水解.可用做肥料.灭火剂.洗涤剂等.某化学兴趣小组模拟制备氨基甲酸铵.并探究其分解反应平衡常数.反应的化学方程式: 2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s).请按要求回答下列问题:(1)请在下图1方框内画出用浓氨水与生石灰制取氨气的装置简图.(2)制备氨基甲酸铵的装置如下图2所示.生成的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

氨基甲酸铵（NH₂COONH₄）是一种白色固体，易分解、易水解，可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组模拟制备氨基甲酸铵，并探究其分解反应平衡常数。反应的化学方程式： 2NH₃(g)＋CO₂(g)NH₂COONH₄(s)。请按要求回答下列问题：
（1）请在下图1方框内画出用浓氨水与生石灰制取氨气的装置简图。
（2）制备氨基甲酸铵的装置如下图2所示。生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。

①从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是_____________（填操作名称）。
②上图3中浓硫酸的作用是_______________________________________。
（3）将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积
忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：

温度(℃)	15.0	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡总压强(kPa)	5.7	8.3	12.0	17.1	24.0
平衡气体总浓度(×10^－3mol/L)	2.4	3.4	4.8	6.8	9.4

①下列选项可以判断该分解反应达到平衡的是________。
A．

B．密闭容器内物质总质量不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
②该分解反应的焓变ΔH______0（填“>”、“=”或“<”）。
25.0℃时的分解平衡常数的值＝__________________________。
③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25.0℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量将_________（填“增加”,“减少”或“不变”）。
（4）图2中反应器用冰水冷却的原因是_____________________________________。

（1）（合理即可给分，2分）（2）①过滤（2分）
②吸收未反应的氨气，防止空气中的水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解（2分）
（3）①AC （2分） ②＞（1分） 1.6×10^—8（或1.6384×10^—8）（2分）增加（1分）
（4）降低温度，提高反应物转化率，防止因反应放热造成产物分解（2分）

解析试题分析：（1）浓氨水与生石灰制取氨气，反应不需要加热，所以正确的装置图可以是。
（2）①由于生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中，所以从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是过滤。
②反应中氨气过滤，所以浓硫酸的作用是吸收未反应的氨气。另外氨基甲酸铵易水解，所以浓硫酸还起到防止空气中的水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解的作用。
（3）①在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。A、反应速率的方向相反，且满足反应速率之比是相应的化学计量数之比，可以说明反应达到平衡状态，A正确；B、根据质量守恒定律可知，密闭容器内物质总质量始终不变，B不能说明反应达到平衡状态；C、密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中容积始终是不变的，但气体的质量是变化的，所以当密度不再发生变化时可以说明达到平衡状态，C正确；D、混合气中氨气和CO₂的体积之比始终是2:1的，即氨气体积分数始终不变，因此不能说明反应达到平衡状态，故D错误，答案选AC。
②根据表中数据可知，随着温度的升高，气体的压强增大，这说明升高温度平衡向生成氨气和CO₂的方向进行，即分解反应是吸热反应，因此该分解反应的焓变ΔH＞0；根据反应NH₂COONH₄(s)2NH₃(g)＋CO₂(g)可知，n(NH₃)＝2n(CO₂)，则根据表中数据可知，c(NH₃)＝2c(CO₂)＝4.8×10^-3mol/L×＝3.2×10^-3mol/L，所以依据平衡常数的表达式，25.0℃时氨基甲酸铵的分解平衡常数为K＝c²(NH₃)×c(CO₂)＝（3.2×10^-3mol/L）²×1.6×10^-3mol/L＝1.6×10^-8(mol/L)³。
③压缩容器体积，增大了压强，平衡向逆反应方向移动，氨基甲酸铵固体的质量增加。
（4）反应2NH₃(g)＋CO₂(g)NH₂COONH₄(s)是放热反应，降温平衡正向进行。因此反应器用冰水冷却可以降低温度，提高反应物转化率，防止因反应放热造成产物分解温度升高。
考点：考查物质制备实验方案设计与评价；混合物的分离与提纯；平衡状态的判断、外界条件对平衡状态的影响以及平衡常数的有关计算等

练习册系列答案

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(1)在反应A(g)＋3B(g)=2C(g)中，若以物质A表示的该反应的化学反应速率为0.2 mol·L^－1·min^－1，则以物质B表示此反应的化学反应速率为________mol·L^－1·min^－1。
(2)在2 L的密闭容器中，充入2 mol N₂和3 mol H₂，在一定条件下发生反应，3 s后测得N₂为1.9 mol，则以H₂的浓度变化表示的反应速率为________________。
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下图为制取乙酸乙酯的实验装置图。回答下列问题：

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合成乙酸乙酯的反应为放热反应。实验表明，反应温度应控制在85℃左右为宜。回答：
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实验温度不宜高于85℃左右的原因是__________________________________________；
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（14分每空2分）化工原料红矾钠(重铬酸钠:Na₂Cr₂O₇·2H₂O)主要是以铬铁矿(主要成分为FeO·Cr₂O₃,还含有Al₂O₃、SiO₂等杂质)为主要原料生产,其主要工艺流程如下:

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4FeO·Cr₂O₃+8Na₂CO₃+7O₂8Na₂CrO₄+2Fe₂O₃+8CO₂
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（2）杂质Al₂O₃在①中转化的化学反应方程式为　　　            　。
（3）用化学平衡移动原理说明③中煮沸的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式结合文字说明),若调节pH过低产生的影响是　　　　　　　　。
（4） ⑤中酸化是使CrO₄^2-转化为Cr₂O₇^2-写出该反应的离子方程式:　          。

（5）工业上还可用电解法制备重铬酸钠,其装置示意图如上。
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阳极的电极反应式为　                                。

某同学对MnO₂、CuO、Fe₂O₃、Cr₂O₃在氯酸钾受热分解反应中的催化作用进行了研究。实验所得数据如下表。就本实验的有关问题，请填空：

实验编号	KClO₃（g）	氧化物			产生气体（mL）（已折算为标况）	耗时（s）
实验编号	KClO₃（g）	化学式	质量（g）	实际回收	产生气体（mL）（已折算为标况）	耗时（s）
1	0.6	—	—	—	10	480
2	0.6	MnO₂	0.20	90%	67.2	36.5
3	0.6	CuO	0.20	90%	67.2	79.5
4	0.6	Fe₂O₃	0.20	90%	67.2	34.7
5	0.6	Cr₂O₃	0.20	异常	67.2	188.3

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（2）为证明编号2的实验中MnO₂起到催化作用，还要测定反应剩余物中MnO₂的质量，实验的操作顺序是：溶解→                                       。
（3）写出实验室中通过编号2制取氧气的化学方程式：
（4）从上表实验数据分析，对氯酸钾受热分解有催化作用的物质，按其催化能力从大到小的顺序为     （填物质的化学式）。
（5）在进行编号5的实验时，有刺激性的黄绿色气体产生，该气体可能是      （填化学式），可用                                     试纸检验该气体，上述异常现象产生的原因是                                            。

Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好PH和Fe²⁺浓度的废水中加入H₂O₂，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。
【实验设计】控制p-CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298K或313K（其余实验条件见下表），设计如下对比试验。
（1）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）。

实验编号	实验目的	T/K	pH	c/10^-3mol·L^-1
实验编号	实验目的	T/K	pH	H₂O₂	Fe²⁺
①	为以下实验作参考	298	3	6.0	0.30
②	探究温度对降解反应速率的影响
③		298	10	6.0	0.30

【数据处理】实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如下图。

（2）请根据上图实验①曲线，计算降解反应在50~150s内的反应速率：
υ（p-CP）=             mol·L^-1·s^-1
（3）实验①、②表明温度升高，降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从Fenton法所用试剂H₂O₂的角度分析原因：
                  。
（4）实验③得出的结论是：pH等于10时，                                   。
（5）实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法                         。

为了研究外界条件对过氧化氢分解速率的影响，某同学做了以下实验，请回答下列问题。

编号	操作	实验现象
①	分别在试管A、B中加入5 mL 5% H₂O₂溶液，各滴入2滴1 mol/L FeCl₃溶液。待试管中均有适量气泡出现时，将试管A放入盛有5℃左右冷水的烧杯中浸泡；将试管B放入盛有40℃左右热水的烧杯中浸泡。	试管A中不再产生气泡；试管B中产生的气泡量增大。
②	另取两支试管分别加入5 mL 5% H₂O₂溶液和5 mL 10% H₂O₂溶液	试管A、B中均未明显见到有气泡产生。