实验三 氨基甲酸铵分解反应平衡常数的测定

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1、宁波工程学院物理化学实验报告专业班级化工106姓名序号2同组姓名指导老师王婷婷实验日期3.13实验名称实验三氨基甲酸铵分解反应平衡常数的测定一、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合成尿素的中间产物，为白色固体，很不稳定，其分解反应式为：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)在常压下其平衡常数可近似表示为：(1)其中，pNH、pCO分别表示反应温度下NH3和CO2平衡时的分压；体系总压p＝pNH＋pCO。从化学反应计量

2、方程式可知：(2)将式(2)代入式(1)得：(3)因此，当体系达平衡后，测量其总压p，即可计算出平衡常数Kpy温度对平衡常数的影响可用下式表示：(C′为积分常数)(4)若以lnK对1/T作图，得一直线，其斜率为-ΔrH/R。由此可求出ΔrH。并按下式计算T温度下反应的标准吉布斯自由能变化ΔrG，ΔrG＝－RTlnK(5)利用实验温度范围内反应的平均等压热效应ΔrH和T温度下的标准吉布斯自由能变化ΔrG，可近似计算出该温度下的熵变ΔrS(6)三、实验仪器、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、

3、试剂：氨基甲酸铵，液体石蜡。四、实验装置图五、实验步骤1、向恒温槽中加水,直至没过样品管和等压计，调节恒温槽水温为25℃；2、打开真空泵，待泵运行正常后，关闭玻璃放空活塞，观察低真空数字测压仪的读数，等读数为-94KPa时，关闭玻璃活塞，打开玻璃放空活塞后，关闭真空泵，关闭进气阀；3、慢慢旋转与空气相连的活塞，缓慢放入空气进入体系，使U型等压计液面水平，若三分钟内液面保持水平不变，记下低真空测压仪的读数，然后关闭空气相连的活塞，再重复一次，如果两次结果相差在0.2KPa之内，则继续进行实验，若偏差较大，则第一次空气没抽净，应再

4、重复一次；4、用同样的方法测30℃,35℃,40℃,45℃的分解压力；5、记录实验数据。五、数据记录与处理室温：15.9℃大气压（前）：101.93大气压（后）：101.95大气压（平均值）：101.94室温1/T真空度ΔP分解压PKӨplnKӨp250.00335-87.6414.30.000409-7.8300.00330-82.2619.680.001066-6.84350.00324-75.1926.750.002677-5.92400.00319-65.5836.360.006723-5.00450.00314-49

5、.0952.850.020644-3.88有上图表可得，ΔrG=-RTlnKӨp=23.4kJ/mol；ΔrH=k*R=-18230*8.314=151.56kJ查阅资料可知25℃氨基甲酸铵分解的ΔrH=159.32kJ/mol，相对误差E=(151.56-159.32)/159.32=-4.9%ΔrS=(ΔrH-ΔrG)/T=(151.56-23.4)/298.15=442.35J/K六、结果与讨论由数据分析可知，本次实验所得ΔrH偏小，导致此次实验误差的可能有：1、开始时系统中空气未完全被抽净；2、通入空气时有气泡引入；3

6、、读数时，等压计U形管液体未完全齐平或齐平，还有微小的变动。