题目内容

16．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）$?_{分解}^{制备}$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过滤（填操作名称）．
②图3中浓硫酸的作用是吸收未反应的氨气，防止空气中的水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解．
（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（℃）15.020.025.030.035.0
平衡总压强（kPa）5.78.312.017.124.0
平衡气体总浓度（×10-3mol/L）2.43.44.86.89.4
①下列选项可以判断该分解反应达到平衡的是AC．
A．密闭容器内混合气体的压强不变
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△H＞0（填“＞”、“=”或“＜”），25.0℃时分解平衡常数的值=1.6384×10-8．
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增加（填“增加”，“减少”或“不变”）．

分析 （1）用分液漏斗盛放浓氨水，锥形瓶中盛放生石灰，将浓氨水放入锥形瓶与生石灰混合反应生成氨气；
（2）①分离互不相溶的固体与液态应采取过滤方法；
②浓硫酸吸收未反应的氨气，防止污染空气，还可以防止空气中的水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解；
（3）①可逆反应到达平衡时，正逆反应速率相等，各组分的浓度、含量不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不再变化，说明到达平衡；
②由表中数据可知，温度越高，平衡时压强越大，而正反应为气体体积增大的反应，说明升高温度平衡向正反应向移动；
由方程式可知，分解得到氨气与二氧化碳浓度之比为2：1，据此计算各自浓度，代入平衡常数表达式K=c2（NH3）×c（CO2）计算；
③若在恒温下压缩容器体积，压强增大，正反应为气体体积增大的反应，不利于分解进行．

解答 解：（1）用分液漏斗盛放浓氨水，锥形瓶中盛放生石灰，将浓氨水放入锥形瓶与生石灰混合反应生成氨气，制取氨气的装置简图为：，
故答案为：；
（2）①生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中，分离互不相溶的固体与液态应采取过滤方法，故答案为：过滤；
②浓硫酸吸收未反应的氨气，防止污染空气，由于氨基甲酸铵水解易水解，浓硫酸还可以防止空气中的水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解，
故答案为：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；
（3）①A．分解反应是气体体积增大的反应，随反应进行压强增大，密闭容器内混合气体的压强不变，说明到达平衡，故A正确；
B．密闭容器内物质总质量水中不变，不能说明反应到达平衡，故B错误；
C．随反应进行气体的质量增大，密闭容器中混合气体的密度不变，说明混合气体总质量不变，说明反应到达平衡，故C正确；
D．密闭容器中反应后氨气与二氧化碳的体积之比始终为2：1，体积分数不变，故D错误，
故选：AC；
②由表中数据可知，温度越高，平衡时压强越大，而正反应为气体体积增大的反应，说明升高温度平衡向正反应向移动，则正反应为吸热反应，即△H＞0；
由方程式可知，分解得到氨气与二氧化碳浓度之比为2：1，平衡气体总浓度为4.8×10-3mol/L，故氨气浓度为3.2×10-3mol/L，二氧化碳浓度为1.6×10-3mol/L，平衡常数K=c2（NH3）×c（CO2）=（3.2×10-3）2×1.6×10-3=1.6384×10-8，
故答案为：＞；1.6384×10-8；
③若在恒温下压缩容器体积，压强增大，正反应为气体体积增大的反应，平衡向逆反应移动，不利于分解进行，氨基甲酸铵固体的质量将增加，
故答案为：增加．

点评 本题考查物质制备实验、物质的分离提纯、对试剂的分析评价、平衡状态判断、化学平衡影响元素及计算等，需要学生具备扎实的基础与灵活应用能力，题目难度中等．

练习册系列答案
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