题目内容

1．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，反应的化学方程式如下：2NH3（g）+CO2（g）?NH2COONH4（s）△H＜0．制备氨基甲酸铵的装置如图1所示，把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中．当悬浮物较多时，停止制备．

注：四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质．
（1）如用图2装置制取氨气，你所选择的试剂是浓氨水与生石灰或氢氧化钠固体等．
（2）发生器用冰水冷却的原因是降低温度，促平衡正向移动，提高反应物转化率（或降低温度，防止因反应放热造成产物分解）．
（3）液体石蜡鼓泡瓶的作用是通过观察气泡，调节NH3与CO2通入比例，从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是过滤（填写操作名称）．
（4）尾气处理装置如图3所示．双通玻璃管的作用：防止倒吸；浓硫酸的作用：吸收多余氨气、防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解．
（5）取因部分变质的而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.782g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为1.00g．则样品中氨基甲酸铵与碳酸氢铵的物质的量之比为4：1．

分析 本题是利用氨气和二氧化碳在四氯化碳有机溶剂里通过加热制得氨基甲酸铵的制备实验方案的设计，题中涉及到氨气的实验室制备、反应器温度的控制、二氧化碳气流的控制以及反应混合物的分离与提纯，以及产品纯度分析．
（1）装置1是利用分液漏斗滴入液体溶解锥形瓶中的固体，利用溶解放热使氨水分解生成氨气；
（2）此反应是可逆反应，正反应是放热反应，结合平衡移动理论，为提高反应物的转化率，需降温促平衡正向进行，另外也要考虑产物的不稳定性，降温可避免产物分解；
（3）液体石蜡鼓泡瓶的主要作用是控制反应进行程度，控制气体流速和原料气体的配比；生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中，分离产品的实验方法利用过滤得到；
（4）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，另外还可以结合浓硫酸的吸水性和产品易水解考虑；
（5）碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品中，使碳元素完全转化为碳酸钙，依据碳原子守恒和混合物质量计算出二者的物质的量，再计算出它们的物质的量比值．

解答 解：（1）把浓氨水滴入到固体氧化钙或氢氧化钠，在溶解过程中放热使浓氨水分解生成氨气，故答案为：浓氨水与生石灰或氢氧化钠固体等； 
（2）反应2NH3（g）+CO2（g）?NH2COONH4（s）+Q，是放热反应，降温平衡正向进行，温度升高；发生器用冰水冷却提高反应物质转化率，防止生成物温度过高分解，故答案为：降低温度，促平衡正向移动，提高反应物转化率（或降低温度，防止因反应放热造成产物分解）；
（3）液体石蜡鼓泡瓶的作用是控制反应进行程度，控制气体流速和原料气体的配比，制备氨基甲酸铵的装置如图3所示，把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中，分离产品的实验方法利用过滤得到，故答案为：通过观察气泡，调节NH3与CO2通入比例；过滤；
（4）氨气易溶于水或酸溶液，容易产物倒吸现象，双通玻璃管的作用是防止液体倒吸；浓硫酸起到吸收多余的氨气，同时防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解，故答案为：防止倒吸；吸收多余氨气、防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解；
（5）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为1.000g，碳酸钙物质的量为$\frac{1.000g}{100g/mol}$=0.010mol，设样品中氨基甲酸铵物质的量为x，碳酸氢铵物质的量为y，依据碳元素守恒得到；
x+y=0.01   78x+79y=0.7820
解得x=0.008mol    y=0.002mol
则样品中氨基甲酸铵与碳酸氢铵的物质的量之比为$\frac{0.008mol}{0.002mol}$=4：1，故答案为：4：1．

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，有关混合物的计算，题目难度中等．

练习册系列答案
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19．已知反应：
①2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H=-221kJ/mol
②稀溶液中，H+（aq）+OH-（aq）═H2O（l）△H=-57.3kJ/mol
下列结论正确的是（　　）
A．碳的燃烧热110.5 kJ/mol
B．①的反应热为221 kJ/mol
C．稀醋酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3kJ/mol
D．稀盐酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3kJ/mol
20．如果1g O2中含有x个氧分子，则阿伏加德罗常数是（　　）
A．32 xB．32 x mol-1C．16 xD．16 x mol-1
17．纯水在80℃时的pH（　　）
A．等于7B．大于7C．小于7D．无法确定
4．下列实验所对应的装置或所选用的物品都准确的是（　　）
A．
实验室制备并收集乙炔		B．
证明溴苯中含溴元素
C．
铝热反应		D．
检测铜与浓硫酸反应的气体产物
6．Ⅰ．（1）已知某有机物A只含有C、H、O三种元素，通过元素分析知含碳54.55%，含氢9.10%．质谱分析其相对分子质量为88，经红外光谱分析其中只含C-H键和键，其核磁共振氢谱图显示有三重峰，峰面积之比为3：2：3，该有机物不含有CH3-O-，则A的结构简式为CH3COOCH2CH3．
（2）写出实验室制备A的化学方程式CH3COOH+HOCH2CH3$\stackrel{浓硫酸}{?}$CH3COOCH2CH3+H2O．
Ⅱ．苯甲酸甲酯是常用香精，广泛用于食品、化妆品等行业，可从自然界中提取，也可人工合成．实验室现以食品防腐剂[主要成分为苯甲酸钠（）]、甲醇为原料制备苯甲酸甲酯．已知：
熔点℃沸点℃水溶性
甲醇-97.864.7易溶
苯甲酸
（一元弱酸）		122.4249.3常温：0.17g
100℃：6.8g
苯甲酸甲酯-12.3198难溶
合成苯甲酸甲酯的流程如下：

请回答下列问题：
（1）温度①约为64.7℃，操作③为分液，操作④为蒸馏．
（2）第②步加热的目的是蒸出过量的甲醇．
（3）选择合适的制备苯甲酸甲酯的装置：B．

（4）苯甲酸甲酯有多种同分异构体，写出符合下列条件的任意一种同分异构体的结构简式．
①为芳香化合物         ②含有醛基         ③能与金属Na反应．
13．某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置（如图甲），以环己醇制备环己烯．
已知：；
反应物和生成物的物理性质如表：
密度（g/cm3）熔点（℃）沸点（℃）溶解性
环已醇0.9625161能溶于水
环已烯0.81-10383难溶于水
（1）制备粗品：将12.5mL环己醇加入试管A中，再加入1mL浓硫酸，摇匀后放入碎瓷片，缓慢加热至反应完全，在试管C内得到环己烯粗品．
①A中碎瓷片的作用是防止暴沸，导管B除了导气外还具有的作用是冷凝回流反应物．
②试管C置于冰水浴中的目的是防止环己烯（或反应物）挥发．
（2）制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等．加入饱和食盐水，振荡、静置、分层，环己烯在上层（填上或下），分液后用C（填序号）洗涤：
a．KMnO4溶液  b．稀H2SO4  c．Na2CO3溶液

②再将环己烯按图乙装置蒸馏，冷却水从f（填字母）口进入；蒸馏时要加入生石灰的目的除去水分．
③图乙蒸馏装置收集产品时，控制的温度应在83℃左右，实验制得的环己烯精品质量低于理论产量，可能的原因是cd：
a．蒸馏时从70℃开始收集产品；
b．环己醇实际用量多了；
c．制备粗品时环己醇随产品一起蒸出；
d．是可逆反应，反应物不能全部转化
（3）区分环己烯精品和粗品（是否含有反应物）的方法是取适量产品投入一小块金属钠，观察是否有气泡产生（或测定沸点是否为83℃）．
10．废水、废气、废渣的处理是减少污染、保护环境的重要措施

（1）SO2能造成酸雨，向煤中加生石灰可以减少其排放，原理的方程式为2SO2+2CaO+O2=2CaSO4．
（2）用稀土等催化剂能将汽车尾气中的CO、NOx、碳氢化合物转化成无毒物质，从而减少汽车尾气污染．已知：
N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180.5kJ/mol
2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H=-221.0kJ/mol
C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=-393.5kJ/mol
写出NO（g）与CO（g）催化转化成N2（g）和CO2（g）的热化学方程式2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）△H=-746.5 kJ/mol．
（3）用NH3还原NOx生成N2和H2O．现有NO、NO2的混合气3L，可用同温同压下3.5L的NH3恰好使其完全转化为N2，则原混合气体中NO和NO2的物质的量之比为1：3．
（4）纳米级Cu2O具有优良的催化性能，制取Cu2O的方法有：
①加热条件下用液态肼（N2H4）还原新制Cu（OH）2制备纳米级Cu2O，同时放出N2．该制法的化学方程式为4Cu（OH）2+N2H4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu2O+N2+6H2O．
②用阴离子交换膜控制电解液中OH-的浓度制备纳米Cu2O，反应为2Cu+H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cu2O+H2↑，如图1所示．
该电解池的阳极反应式为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O．
③检验生成该物质的最简单操作的名称丁达尔效应．
（5）SO2经催化氧化可生成SO3，该反应的热化学方程式为：
  2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H=-a kJ•mol-1
在T1℃时，将2mol SO2、1mol O2充入容积为2L的密闭容器A中，充分反应并达到平衡，此过程中放出热量98.3kJ，测得SO2的平衡转化率为50%，则a=196.6，T1℃时，上述反应的平衡常数K1=4_．若将初始温度为T1℃的2molSO2和1molO2充入容积为2L的绝热密闭容器B中，充分反应，在T2℃时达到平衡，在此温度时上述反应的平衡常数为K2．则K1＞ K2 （填“＞”、“＜”或“=”）．
（6）在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂，工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3，其电解原理如图2所示．
①氮化硅的化学式为Si3N4．
②a电极为电解池的阳（填“阴”或“阳”）极，写出该电极的电极反应式：NH4++3F--6e-=NF3+4H+；电解过程中还会生成少量氧化性极强的气体单质，该气体的分子式是F2．
11．S02、CO、NO、NH3是中学中常见的几种气体．
（1）质量之比为32：7：30的三种气体S02、CO、NO，分子数之比为2：1：4氧原子数之比为4：1：4．
（2）标准状况下，4.25g NH3的体积为5.6L，它与标准状况下8.4LH2S含有相同数目的氢原子．
（3）将标准状况下6.72LSO2通人1L0.6mol•L-lNaOH溶液中，最后得到的溶质是Na2SO3，该溶质的物质的量浓度为0.3 mol•L-l．

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