Question

9．氨基甲酸銨是一種用途廣泛的化工原料．有關它的資料如下：
①常溫下，在干燥的空氣中穩定，遇水或潮濕空氣則生成碳酸銨或碳酸氫銨；
②熔點58℃，59℃則可分解成NH₃和CO₂氣體；
③在密封管內加熱至120℃～140℃時失水生成尿素[CO（NH₂）₂]；
④酸性溶液中迅速分解；
⑤合成氨基甲酸銨原理為：

（1）寫出氨基甲酸銨在密封管內加熱至120℃～140℃生成尿素的反應方程式：NH₂COONH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO（NH₂）₂+H₂O．
（2）儀器B名稱干燥管；盛放藥品是：堿石灰；
（3）合成氨基甲酸銨的反應在一定條件下能自發進行，該反應的反應熱△H＜0（填“＞”“=”或
“＜”）．
（4）有同學建議該CO₂發生裝置直接改用“干冰”，你認為他的改進有何優點：（回答二點）
①無需干燥，裝置簡單；②低溫環境提高產率．
（5）該實驗裝置中有明顯導致實驗失敗的隱患有：（指出主要二處）
①反應器連接導管過細易造成堵塞；②稀H₂SO₄水蒸氣可進入反應器使產品不純等．

Answer 1

分析 （1）對比氨基甲酸銨的結構簡式與尿素的結構簡式可寫出反應方程式；
（2）依據圖形和作用分析儀器B為干燥管（球形干燥管），由連接的A制備氨氣可知，干燥管B中盛裝的是堿石灰；
（3）反應在一定條件下能自發進行，則△G=△H-T△S＜0，由于△S＜0，所以△H必須小于0；
（4）使用干冰代替CO₂發生裝置的優點有很多，如省去了復雜儀器的連接，使得裝置較為簡單，易于操作；由（3）可知合成氨基甲酸銨的反應為放熱反應，故干冰創造的低溫環境有利于氨基甲酸銨的生成；不用對干冰進行干燥處理；
（5）導管過細有可能導致堵塞現象發生；用鹽酸制備的二氧化碳氣體中混有的HCl消耗氨氣；稀硫酸、水蒸氣進入反應器使產品不純等．

解答 解：（1）對比氨基甲酸銨的結構簡式與尿素的結構簡式，依據原子守恒得到氨基甲酸銨在密封管內加熱至120℃-140℃生成尿素的反應方程式為：NH₂COONH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO（NH₂）₂+H₂O，
故答案為：NH₂COONH₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO（NH₂）₂+H₂O；
（2）儀器B為干燥管（球形干燥管），由連接的A制備氨氣可知，干燥管B中盛裝的是堿石灰，用來干燥氨氣，
故答案為：干燥管；堿石灰；
（3）反應在一定條件下能自發進行，則△G=△H-T△S＜0，由于△S＜0，所以△H必須小于0，△H＜0，
故答案為：＜；
（4）干冰代替CO₂發生裝置的優點有很多，如省去了復雜儀器的連接，使得裝置較為簡單，易于操作，無需干燥，裝置簡單；由（3）可知合成氨基甲酸銨的反應為放熱反應，故干冰創造的低溫環境有利于氨基甲酸銨的生成，不用對干冰進行干燥處理，低溫環境提高產率，
故答案為：無需干燥，裝置簡單；低溫環境提高產率；
（5）從實驗裝置可以看出導管過細，有可能導致堵塞現象發生；用鹽酸制備的二氧化碳氣體中混有的HCl消耗氨氣；稀硫酸、水蒸氣進入反應器使產品不純等，
故答案為：①反應器連接導管過細易造成堵塞；
②稀H₂SO₄水蒸氣可進入反應器使產品不純；
③CO₂發生器中揮發的HCl未經處理進入反應器，會導致實驗失敗．

點評 本題考查了實驗過程分析和評價，實驗設計方法的理解應用，掌握實驗基本操作和基礎是關鍵，題目難度中等．