三、氨基甲酸铵分解反应标准

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1、物理化学实验报告实验名称：氨基甲酸铵分解反应标准平衡常数的确定学院：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：姓名：学号：指导教师：日期：一、实验目的1、掌握测定平衡常数的一种方法。2、用等压法测定氨基甲酸铵的分解压力并计算分解反应的有关热力学常数。二、实验原理氨基甲酸铵是白色固体，很不稳定，易分解成NH3和CO2。具体反应方程式：NH2COONH4=2NH3↑+CO2↑，有：P=PCO2+PNH3(1)由反应方程得：PNH3=2PCO2所以PNH3=(2/3)PPCO2=(1/3)PKp=(4/27)P3Kp0=(4/27)(P/P0)3(2)因此平衡后，测出总压力P即可

2、求出Kp和Kp0。温度对平衡常数的影响的定量关系式：d(lnKp0)/dT=△rHm0/RT2(3)而△rHm0(T2)=△rHm0(T1)+∫T1T2△CpdT所以△rHm0(T)为温度的函数。将△rHm0(T)的函数代入式积分可得Kp0。若反应物与产物性质类似，摩尔的热容值相近，反应前后总摩尔数基本不变，则在较小温度变化区间内△Cp可近似看作零，△rHm0为与温度无关的常数,则对(3)式进行积分得：lnKp0=-△rHm0/(RT)+CⅠ.若以lnKp0对1/T作图，为一直线，其斜率为-△rHm0/R，由此式可求△rHm0。在一个小的温度区间内，也可用此式计算出此温

3、度区间内的平均△rHm0。Ⅱ.因为在任一温度下平衡常数与反应的标准自由能变化值间的关系式：△rGm0=-RTlnKp0因此可用任一温度下的平衡常数计算出该温度下的△rGm0。Ⅲ.利用实验温度范围内的平均等压热效应△rHm0及等温度下的自由能变，可近似计算出该温度下的标准熵变△rSm0。△rSm0=(△rHm0-△rGm0)/T三、实验仪器与试剂1、仪器：循环水泵，低真空数字测压仪，等压计，恒温槽一套，样品管。2、药品：氨基甲酸铵，液体石蜡。四、实验装置图五、实验步骤1、读出大气压和室温。2、向恒温槽中加水，液面高于U型测压计较低的一侧。3、抽空：打开氨基甲酸铵分解反应测

4、压仪，使单位调为Kpa，按置零键置零。旋转关闭与大气连通的玻璃活塞，打开真空包的平衡阀与进气阀，打开真空泵抽取装置中的空气，抽气待低真空测压仪示数为-95kpa以下后，关闭真空包的进气阀，继续抽气几分钟之后，关闭真空包的平衡阀，旋转打开与大气连通的玻璃活塞关闭真空泵。4、打开恒温水浴开关，设定温度为25℃。5、测量及对装置气密性检查：观察氨基甲酸铵分解反应产生的气体使等压计两侧液面发生变化，再不断调节上图中的13活塞，缓慢放入空气进入体系，使U型等压计液面水平（保持1分钟不变，因为是化学反应调平后还会动，直到不动为止）时，记下低温真空测压仪的读数，即为氨基甲酸铵分解的真

5、空度△P。然后关上活塞13，在25℃下再重复一次，如果二次的结果相差在0.2Kpa内则可改变温度进行下一个实验的操作否则应重做。打开恒温槽上的加热开关，打开搅拌开关，设置温度比上一个温度高5℃。测定方法同上，共做25℃、25℃、30℃、30℃、35℃、35℃、40℃、40℃、45℃、45℃，10组。6、实验结束操作：当10组数测完后，关闭活塞13，使活塞12与样品管断开防止液体倒吸保护剩余的氨基甲酸铵。将测压仪的NH3和CO2抽净，关闭活塞11实验结束。六、数据记录与处理室温：20.1℃大气压：101.66KPa6-1、不同温度下氨基甲酸铵的分解压温度t/℃1/TK真空

6、度△P/KPa分解压P/KPaKP0lnKP0253.354*10-3-86.2715.39540*10-6-7.524253.354*10-3-86.3515.31531.6*10-6-7.540303.299*10-3-81.2820.381254*10-6-6.681303.299*10-3-81.3120.351248.5*10-6-6.686353.245*10-3-75.0226.642800.9*10-6-5.878353.245*10-3-75.0826.582782*10-6-5.885403.193*10-3-64.5637.107565*10-6-

7、4.884403.193*10-3-64.5237.147589.6*10-6-4.881453.143*10-3-52.3649.3017751.6*10-6-4.031453.143*10-3-52.3349.3317784*10-6-4.0292、以lnKp0对1/T作图1/T3.354*10-33.299*10-33.245*10-33.193*10-33.143*10-3lnKp0-7.532-6.684-5.882-4.883-4.0303、计算①计算△rHm0：根据图分析得：斜率-△rHm0/R=-16663.6即△rHm0