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5.某品牌化肥尿素包装袋上部分信息如图所示，请根据相关信息回答问题。
(1)尿素$\ce{[CO(NH_{2})_{2}]}$的相对分子质量为。
(2)一个尿素分子中所含原子数为。
(3)尿素中碳元素、氧元素、氮元素、氢元素的质量比为。
(4)尿素中氮元素的质量分数是多少？（写出计算过程，计算结果精确到0.1%）。
(5)试计算，判断该化肥属于（填“纯净物”或“混合物”）。
(6)某农田计划施用100 kg上述品牌的尿素$\ce{[CO(NH_{2})_{2}]}$，但由于货源短缺，现改用硝酸铵（$\ce{NH_{4}NO_{3}}$），为保证含氮量相当，所需硝酸铵的质量是多少？（写出计算过程）。
(1)尿素$\ce{[CO(NH_{2})_{2}]}$的相对分子质量为。
(2)一个尿素分子中所含原子数为。
(3)尿素中碳元素、氧元素、氮元素、氢元素的质量比为。
(4)尿素中氮元素的质量分数是多少？（写出计算过程，计算结果精确到0.1%）。
(5)试计算，判断该化肥属于（填“纯净物”或“混合物”）。
(6)某农田计划施用100 kg上述品牌的尿素$\ce{[CO(NH_{2})_{2}]}$，但由于货源短缺，现改用硝酸铵（$\ce{NH_{4}NO_{3}}$），为保证含氮量相当，所需硝酸铵的质量是多少？（写出计算过程）。
答案
解：
(1) 尿素的相对分子质量为 $12 + 16 + (14 + 1×2)×2 = 60$
答案：$\boldsymbol{60}$
(2) 1个尿素分子中含1个C原子、1个O原子、2个N原子、4个H原子，总原子数为$1+1+2+4=8$
答案：$\boldsymbol{8}$
(3) 尿素中碳、氧、氮、氢元素的质量比为 $12:16:(14×2):(1×4) = 3:4:7:1$
答案：$\boldsymbol{3:4:7:1}$
(4) 尿素中氮元素的质量分数计算：
$ω(\mathrm{N}) = \frac{A_r(\mathrm{N})×2}{M_r[\ce{CO(NH_2)_2}]} × 100\% = \frac{14×2}{60} × 100\% \approx 46.7\%$
答案：尿素中氮元素的质量分数约为46.7%
(5) 包装袋标注该化肥含氮量为44.8%，小于纯净尿素的含氮量46.7%，说明含有其他杂质，属于混合物
答案：$\boldsymbol{混合物}$
(6) 计算过程：
100 kg该品牌尿素中所含氮元素的质量为：$100\ \mathrm{kg} × 44.8\% = 44.8\ \mathrm{kg}$
硝酸铵$\ce{NH_4NO_3}$的相对分子质量为：$14×2 + 1×4 + 16×3 = 80$
硝酸铵中氮元素的质量分数为：$\frac{14×2}{80} × 100\% = 35\%$
保证含氮量相当时，所需硝酸铵的质量为：$44.8\ \mathrm{kg} ÷ 35\% = 128\ \mathrm{kg}$
答案：所需硝酸铵的质量为128 kg
(1) 尿素的相对分子质量为 $12 + 16 + (14 + 1×2)×2 = 60$
答案：$\boldsymbol{60}$
(2) 1个尿素分子中含1个C原子、1个O原子、2个N原子、4个H原子，总原子数为$1+1+2+4=8$
答案：$\boldsymbol{8}$
(3) 尿素中碳、氧、氮、氢元素的质量比为 $12:16:(14×2):(1×4) = 3:4:7:1$
答案：$\boldsymbol{3:4:7:1}$
(4) 尿素中氮元素的质量分数计算：
$ω(\mathrm{N}) = \frac{A_r(\mathrm{N})×2}{M_r[\ce{CO(NH_2)_2}]} × 100\% = \frac{14×2}{60} × 100\% \approx 46.7\%$
答案：尿素中氮元素的质量分数约为46.7%
(5) 包装袋标注该化肥含氮量为44.8%，小于纯净尿素的含氮量46.7%，说明含有其他杂质，属于混合物
答案：$\boldsymbol{混合物}$
(6) 计算过程：
100 kg该品牌尿素中所含氮元素的质量为：$100\ \mathrm{kg} × 44.8\% = 44.8\ \mathrm{kg}$
硝酸铵$\ce{NH_4NO_3}$的相对分子质量为：$14×2 + 1×4 + 16×3 = 80$
硝酸铵中氮元素的质量分数为：$\frac{14×2}{80} × 100\% = 35\%$
保证含氮量相当时，所需硝酸铵的质量为：$44.8\ \mathrm{kg} ÷ 35\% = 128\ \mathrm{kg}$
答案：所需硝酸铵的质量为128 kg
解析
【分析】
本题围绕尿素的化学式$\ce{CO(NH_{2})_{2}}$及化肥标签信息，考查化学式相关计算的应用。解题思路：
1. 计算相对分子质量：将化学式中各原子的相对原子质量相加求和；
2. 统计分子原子总数：数出化学式中各原子的个数并相加；
3. 计算元素质量比：各元素相对原子质量与对应原子个数乘积的比值，化简为最简整数比；
4. 计算氮元素质量分数：用氮的总相对原子质量除以尿素的相对分子质量，再乘以100%；
5. 判断物质类别：对比纯净尿素的含氮量和标签标注的含氮量，若标注含氮量低于纯净物的，则为混合物；
6. 计算硝酸铵质量：先算出100kg该尿素的含氮量，再根据硝酸铵的含氮量，用氮元素质量除以硝酸铵的含氮量，得到所需硝酸铵的质量。
【解析】
(1) 尿素的相对分子质量 = $12 + 16 + (14 + 1×2)×2 = 60$；
(2) 1个尿素分子中含1个C原子、1个O原子、2个N原子、4个H原子，总原子数 = $1+1+2+4=8$；
(3) 尿素中碳、氧、氮、氢元素的质量比 = $12:16:(14×2):(1×4) = 3:4:7:1$；
(4) 尿素中氮元素的质量分数 = $\frac{14×2}{60}×100\% ≈46.7\%$；
(5) 纯净尿素的含氮量约为46.7%，标签标注该化肥含氮量为44.8%，小于纯净尿素的含氮量，说明该化肥含有杂质，属于混合物；
(6) 100 kg该尿素中氮元素的质量 = $100\ \mathrm{kg}×44.8\% =44.8\ \mathrm{kg}$；
硝酸铵$\ce{NH_{4}NO_{3}}$的相对分子质量 = $14×2 +1×4 +16×3=80$，其氮元素质量分数 = $\frac{14×2}{80}×100\%=35\%$；
所需硝酸铵的质量 = $44.8\ \mathrm{kg}÷35\%=128\ \mathrm{kg}$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{60}$；(2) $\boldsymbol{8}$；(3) $\boldsymbol{3:4:7:1}$；(4) 尿素中氮元素的质量分数约为46.7%；(5) $\boldsymbol{混合物}$；(6) 所需硝酸铵的质量为128 kg。
【知识点】
化学式的相关计算、元素质量分数计算、物质分类判断
【点评】
本题是化学式计算的综合应用题，结合化肥标签考查基础计算，难度适中，需学生掌握相对分子质量、元素质量比、元素质量分数的计算方法，能利用元素质量相等进行相关计算，同时根据含氮量判断物质类别，注重知识的应用能力。
【难度系数】
0.5
本题围绕尿素的化学式$\ce{CO(NH_{2})_{2}}$及化肥标签信息，考查化学式相关计算的应用。解题思路：
1. 计算相对分子质量：将化学式中各原子的相对原子质量相加求和；
2. 统计分子原子总数：数出化学式中各原子的个数并相加；
3. 计算元素质量比：各元素相对原子质量与对应原子个数乘积的比值，化简为最简整数比；
4. 计算氮元素质量分数：用氮的总相对原子质量除以尿素的相对分子质量，再乘以100%；
5. 判断物质类别：对比纯净尿素的含氮量和标签标注的含氮量，若标注含氮量低于纯净物的，则为混合物；
6. 计算硝酸铵质量：先算出100kg该尿素的含氮量，再根据硝酸铵的含氮量，用氮元素质量除以硝酸铵的含氮量，得到所需硝酸铵的质量。
【解析】
(1) 尿素的相对分子质量 = $12 + 16 + (14 + 1×2)×2 = 60$；
(2) 1个尿素分子中含1个C原子、1个O原子、2个N原子、4个H原子，总原子数 = $1+1+2+4=8$；
(3) 尿素中碳、氧、氮、氢元素的质量比 = $12:16:(14×2):(1×4) = 3:4:7:1$；
(4) 尿素中氮元素的质量分数 = $\frac{14×2}{60}×100\% ≈46.7\%$；
(5) 纯净尿素的含氮量约为46.7%，标签标注该化肥含氮量为44.8%，小于纯净尿素的含氮量，说明该化肥含有杂质，属于混合物；
(6) 100 kg该尿素中氮元素的质量 = $100\ \mathrm{kg}×44.8\% =44.8\ \mathrm{kg}$；
硝酸铵$\ce{NH_{4}NO_{3}}$的相对分子质量 = $14×2 +1×4 +16×3=80$，其氮元素质量分数 = $\frac{14×2}{80}×100\%=35\%$；
所需硝酸铵的质量 = $44.8\ \mathrm{kg}÷35\%=128\ \mathrm{kg}$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{60}$；(2) $\boldsymbol{8}$；(3) $\boldsymbol{3:4:7:1}$；(4) 尿素中氮元素的质量分数约为46.7%；(5) $\boldsymbol{混合物}$；(6) 所需硝酸铵的质量为128 kg。
【知识点】
化学式的相关计算、元素质量分数计算、物质分类判断
【点评】
本题是化学式计算的综合应用题，结合化肥标签考查基础计算，难度适中，需学生掌握相对分子质量、元素质量比、元素质量分数的计算方法，能利用元素质量相等进行相关计算，同时根据含氮量判断物质类别，注重知识的应用能力。
【难度系数】
0.5
