Question

1909年化學(xué)家哈伯在實(shí)驗(yàn)室首次將氮?dú)夂蜌錃庠谝欢�條件下合成了氨（NH₃）．常溫下，氨是一種無(wú)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(wú)色有刺激性氣味的氣體

（寫出一條即可）；
（2）如圖為實(shí)驗(yàn)室制取氣體常使用的實(shí)驗(yàn)裝置：

在實(shí)驗(yàn)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(hào)）作為氣體的發(fā)生裝置；
②同學(xué)們一致認(rèn)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(jìn)行其它實(shí)驗(yàn)，如

加熱碳酸氫銨

（請(qǐng)舉一例加以說(shuō)明）．
（3）2007年化學(xué)家格哈德?埃特爾在哈伯研究所證實(shí)了氫氣與氮?dú)庠诠腆w催化劑表面合成氨的反應(yīng)過(guò)程，獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)．
、、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(guò)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(guò)程的順序?yàn)椋篍→

D

→

A

→

B

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

化學(xué)反應(yīng)前后，原子的種類和個(gè)數(shù)均不變

．
（4）某研究性學(xué)習(xí)小組嘗試?yán)�用氨氣進(jìn)行“微粒的基本性質(zhì)”的實(shí)驗(yàn)探究，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：
a．將干燥的集氣瓶B充滿與大氣壓強(qiáng)相等的干燥氯化氫氣體并組裝成如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置（K₃處于關(guān)閉狀態(tài)至操作b 完成為止）；
b．通過(guò)調(diào)節(jié)活塞K₁、K₂，在干燥的集氣瓶A中充滿與大氣壓強(qiáng)相等的干燥氨氣，其操作是：打開(kāi)K₁、K₂，在

K₁

（選填“K₁”或“K₂”）處導(dǎo)管口通入干燥的氨氣；
c．集滿氨氣后，關(guān)閉K₁、K₂，再打開(kāi)K₃，一段時(shí)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(xì)小顆粒）．
①寫出c步實(shí)驗(yàn)中所發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)式表達(dá)式

NH₃+HCl=NH₄Cl

；
②上述c步實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象說(shuō)明

微粒（或分子）是不斷運(yùn)動(dòng)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(guó)家規(guī)定：每100g嬰幼兒奶粉中蛋白質(zhì)必須達(dá)12g-25g．為了測(cè)定奶粉中蛋白質(zhì)的含量，可采用“蓋爾達(dá)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(xué)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(dāng)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(shuō)明．現(xiàn)取該奶粉樣品100g，用“蓋爾達(dá)法”分解其中的蛋白質(zhì)，產(chǎn)生氨氣的質(zhì)量為3.74g．

通過(guò)計(jì)算說(shuō)明：該奶粉包裝袋上所注蛋白質(zhì)的含量是否真實(shí)（蛋白質(zhì)含氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%）？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)題干信息來(lái)分析解答；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的反應(yīng)原理和氨氣的性質(zhì)來(lái)解答；
（3）根據(jù)化學(xué)變化的實(shí)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(xué)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(duì)原子質(zhì)量×原子個(gè)數(shù)之比，進(jìn)行分析解答．
②根據(jù)尿素的化學(xué)式及尿素的質(zhì)量來(lái)計(jì)算氮元素的質(zhì)量；
③根據(jù)氨氣的質(zhì)量計(jì)算出氮元素的質(zhì)量，從而計(jì)算奶粉中蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并與圖對(duì)比，判斷是否真實(shí)．

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(wú)色有刺激性氣味的氣體，密度小于空氣，極易溶解于水；
（2）實(shí)驗(yàn)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(gè)圖是準(zhǔn)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(gè)過(guò)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(guò)程；
圖C表示出新分子與催化劑分離，應(yīng)為變化過(guò)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(gè)過(guò)程；
圖E中的分子仍為氮?dú)夥肿雍蜌錃夥肿�，且反�?yīng)物分子還沒(méi)接觸到催化劑，此圖應(yīng)表示反應(yīng)最初的過(guò)程；
所以合成氨的順序?yàn)椋篍→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(xué)反應(yīng)的結(jié)論是：化學(xué)變化中分子可分，原子不可分或化學(xué)變化中，原子的個(gè)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(dǎo)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(xué)方程式是NH₃+HCl=NH₄Cl；
②上述c步實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象說(shuō)明微粒（或分子）是不斷運(yùn)動(dòng)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(xué)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(shí)；
故答案為：
（1）常溫下，氨是一種無(wú)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(xué)反應(yīng)前后，原子的種類和個(gè)數(shù)均不變；
（4）K₁；①NH₃+HCl=NH₄Cl；②微粒（或分子）是不斷運(yùn)動(dòng)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(shí)．

點(diǎn)評(píng)：本題考查氨氣的性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)室制取裝置的選擇、化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)，綜合性強(qiáng)，要加強(qiáng)根據(jù)題意，抽取信息進(jìn)行解題的能力．