Question

1909年化學家哈伯在實驗室首次將氮氣和氫氣在一定條件下合成了氨（NH₃）．常溫下，氨是一種無色有刺激性氣味的氣體，密度小于空氣，極易溶解于水，氨和氧氣在鉑催化劑和一定溫度下反應(yīng)產(chǎn)生一氧化氮和水．
（1）從以上信息中你能總結(jié)出氨的物理性質(zhì)是

常溫下，氨是一種無色有刺激性氣味的氣體

（寫出一條即可）；
（2）如圖為實驗室制取氣體常使用的實驗裝置：

在實驗室中，常用加熱氯化銨（固體）和熟石灰（固體）混合物的方法制取氨氣．
①采用上述方法制取氨氣應(yīng)選擇

A

（填裝置序號）作為氣體的發(fā)生裝置；
②同學們一致認為，選擇C裝置收集氨氣不合理，理由是

氨氣的密度小于空氣

．
③裝置A除用作某些氣體的發(fā)生裝置外，還可進行其它實驗，如

加熱碳酸氫銨

（請舉一例加以說明）．
（3）2007年化學家格哈德?埃特爾在哈伯研究所證實了氫氣與氮氣在固體催化劑表面合成氨的反應(yīng)過程，獲得諾貝爾化學獎．
、、分別表示N₂、H₂、NH₃．在催化劑表面（下圖中表示催化劑表面）N₂和H₂反應(yīng)合成氨的反應(yīng)過程可用五張圖表示如下：

①觀察上圖，可發(fā)現(xiàn)合成氨反應(yīng)過程的順序為：E→

D

→

A

→

B

→C（在括號中填寫其它三張圖示的序號）；
②綜合以上五張圖示，你能總結(jié)出的有關(guān)化學反應(yīng)的一條結(jié)論是：

化學反應(yīng)前后，原子的種類和個數(shù)均不變

．
（4）某研究性學習小組嘗試利用氨氣進行“微粒的基本性質(zhì)”的實驗探究，實驗過程如下：
a．將干燥的集氣瓶B充滿與大氣壓強相等的干燥氯化氫氣體并組裝成如圖1所示的實驗裝置（K₃處于關(guān)閉狀態(tài)至操作b 完成為止）；
b．通過調(diào)節(jié)活塞K₁、K₂，在干燥的集氣瓶A中充滿與大氣壓強相等的干燥氨氣，其操作是：打開K₁、K₂，在

K₁

（選填“K₁”或“K₂”）處導管口通入干燥的氨氣；
c．集滿氨氣后，關(guān)閉K₁、K₂，再打開K₃，一段時間后兩只集氣瓶中都出現(xiàn)白煙（氯化氫氣體與氨氣反應(yīng)產(chǎn)生氯化銨固體的細小顆粒）．
①寫出c步實驗中所發(fā)生的反應(yīng)的化學式表達式

NH₃+HCl=NH₄Cl

；
②上述c步實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象說明

微粒（或分子）是不斷運動的

．
（5）近期發(fā)生的“三鹿”嬰幼兒奶粉事件，敲響了食品安全的警鐘．國家規(guī)定：每100g嬰幼兒奶粉中蛋白質(zhì)必須達12g-25g．為了測定奶粉中蛋白質(zhì)的含量，可采用“蓋爾達法”分解其中的蛋白質(zhì)．其原理是把蛋白質(zhì)中的氮元素完全轉(zhuǎn)化為氨氣，再用稀硫酸吸收氨氣．
①蛋白質(zhì)在人體胃腸內(nèi)與水反應(yīng)，最終生成氨基酸被人體吸收．丙氨酸（化學式為C₃H₇O₂N）就是一種氨基酸，丙氨酸中C、H、O、N各元素的質(zhì)量比為

36：7：32：14

．
②蛋白質(zhì)的代謝產(chǎn)物主要是尿素[CO（NH₂）₂]，若從食物中攝取的蛋白質(zhì)經(jīng)體內(nèi)新陳代謝后完全轉(zhuǎn)化為尿素排出體外，每人每天相當于排出尿素30g．30g尿素中含氮元素

14

g．
③圖2是某奶粉包裝袋上的部分文字說明．現(xiàn)取該奶粉樣品100g，用“蓋爾達法”分解其中的蛋白質(zhì)，產(chǎn)生氨氣的質(zhì)量為3.74g．

通過計算說明：該奶粉包裝袋上所注蛋白質(zhì)的含量是否真實（蛋白質(zhì)含氮元素的質(zhì)量分數(shù)為16%）？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)題干信息來分析解答；
（2）根據(jù)實驗室制取氨氣的反應(yīng)原理和氨氣的性質(zhì)來解答；
（3）根據(jù)化學變化的實質(zhì)為：反應(yīng)物的分子在一定條件下被破壞，分解成原子，然后這些原子重新組合成新的分子解答；
（4）根據(jù)氨氣的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)解答．
（5）①根據(jù)化合物中各元素質(zhì)量比=各原子的相對原子質(zhì)量×原子個數(shù)之比，進行分析解答．
②根據(jù)尿素的化學式及尿素的質(zhì)量來計算氮元素的質(zhì)量；
③根據(jù)氨氣的質(zhì)量計算出氮元素的質(zhì)量，從而計算奶粉中蛋白質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)，并與圖對比，判斷是否真實．

解答：解：（1）由題干信息可知，氨氣的物理性質(zhì)為：常溫下，氨是一種無色有刺激性氣味的氣體，密度小于空氣，極易溶解于水；
（2）實驗室常用加熱氯化銨（固體）和熟石灰（固體）混合物的方法制取氨氣，應(yīng)選擇“固固加熱”裝置A；氨氣密度比空氣小，不能用C裝置收集氨氣；A裝置還可以用于加熱碳酸氫銨；
（3）①分析題中五個圖是準確解答本題的核心．
圖A所示為附在催化劑表面的原子，此圖應(yīng)該是變化中分解成原子的一個過程；
圖B中形成了氨氣分子，應(yīng)為原子重新組合成新分子的過程；
圖C表示出新分子與催化劑分離，應(yīng)為變化過程的最后環(huán)節(jié)；
圖D中分子仍然為原反應(yīng)物的分子，和圖⑤相比較，可判斷是反應(yīng)物與催化劑相結(jié)合的一個過程；
圖E中的分子仍為氮氣分子和氫氣分子，且反應(yīng)物分子還沒接觸到催化劑，此圖應(yīng)表示反應(yīng)最初的過程；
所以合成氨的順序為：E→D→A→B→C；
②綜合以上五張圖示，你能總結(jié)出的有關(guān)化學反應(yīng)的結(jié)論是：化學變化中分子可分，原子不可分或化學變化中，原子的個數(shù)和種類不變等；
（4）b、氨氣的密度比空氣小，應(yīng)用向下排空氣法收集氨氣，所以在K₁處導管口通入干燥氨氣；
①氯化氫氣體與氨氣反應(yīng)產(chǎn)生氯化銨的反應(yīng)的化學方程式是NH₃+HCl=NH₄Cl；
②上述c步實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象說明微粒（或分子）是不斷運動的；
（5）①丙氨酸中C、H、O、N素的質(zhì)量比（12×3）：（1×7）：（16×2）：14=36：7：32：14．
②由尿素的化學式為CO（NH₂）₂，則30g尿素中氮元素的質(zhì)量為30g×

14×2

12+16+14×2+1×4

×100%=14g．
③3.74gNH₃中氮元素的質(zhì)量=3.74g×（

14

17

×100%）=3.08g；
含氮元素3.08g的蛋白質(zhì)的質(zhì)量=3.08g÷16%=18.1g；

18.1g

100g

×100%=18.1%，所以該奶粉包裝袋上所注蛋白質(zhì)的含量不真實；
故答案為：
（1）常溫下，氨是一種無色有刺激性氣味的氣體；
（2）①A；②氨氣的密度小于空氣；③加熱碳酸氫銨；
（3）①DAB；②化學反應(yīng)前后，原子的種類和個數(shù)均不變；
（4）K₁；①NH₃+HCl=NH₄Cl；②微粒（或分子）是不斷運動的；
（5）①36：7：32：14；②14；③3.74gNH₃中氮元素的質(zhì)量=3.74g×（

14

17

×100%）=3.08g；
含氮元素3.08g的蛋白質(zhì)的質(zhì)量=3.08g÷16%=18.1g；

18.1g

100g

×100%=18.1%，所以該奶粉包裝袋上所注蛋白質(zhì)的含量不真實．

點評：本題考查氨氣的性質(zhì)、實驗室制取裝置的選擇、化學反應(yīng)實質(zhì)，綜合性強，要加強根據(jù)題意，抽取信息進行解題的能力．