物理化学-实验十：氨基甲酸铵分解平衡常数的测定

氨基甲酸铵分解反应平衡常数的测定一、实验目的1.熟悉用等压计测定平衡压力的方法。

2.测定各温度下氨基甲酸铵的分解压力，计算各温度下分解反应的平衡常数K p 及有关的热力学函数。

二、预习要求1.掌握氨基甲酸铵分解反应平衡常数的计算及其与热力学函数间的关系。

2.了解氨基甲酸铵的制备方法。

3.熟悉实验装置图，了解做好实验的关键步骤。

三、实验原理氨基甲酸铵为白色固体，很不稳定，其分解反应式为:NH 2COONH 4(s) 2NH 3(g)+CO 2(g)该反应为复相反应，在封闭体系中很容易达到平衡，在常压下其平衡常数可近似表示为:32NH CO p p p K p p ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦(1) 式中，3NH p 、2CO p 分别表示NH 3和CO 2平衡时的分压，其单位为Pa 。

设平衡时总压为p ，由于1molNH 2COONH 4(s)分解能生成2molNH 3(g)和1molCO 2(g)，又因为固体氨基甲酸铵的蒸气压很小，所以体系的平衡总压就可以看作2CO p 与3NH p 之和，即：322NH CO p p = 则：3221,33NH CO p p p p == (2) (2)式代入(1)式得：23243327p p p p K p p p ⎛⎫⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭(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温度对平衡常数的影响可用下式表示：2ln pr m d K H dT RT∆=(4) 式中，T 为热力学温度；r m H ∆ 为标准反应热效应。

当温度在不大的范围内变化时，r m H ∆可视为常数，由(4)式积分得：ln r m pH K C RT ∆'=-+(5) 式中C ′为积分常数。

若以ln p K 对1T 作图，得一直线，其斜率为r m H R ∆- ，由此可求出r m H ∆ 。

氨基甲酸铵分解反应为吸热反应，反应热效应很大，在25℃时每摩尔固体氨基甲酸铵分解的等压反应热r m H ∆ 为159×103J·mol -1，所以温度对平衡常数的影响很大，实验中必须严格控制恒温槽的温度，使温度变化小于±0.1℃。

实验报告 课程名称: 大学化学实验p 实验类型: 中级化学实验实验项目名称: 氨基甲酸铵得分解反应平衡常数得测定同组学生姓名: 无 指导老师 厉刚一、实验目得与要求１、熟悉用等压法测定固体分解反应得平衡压力。

２、掌握真空实验技术。

3、测定氨基甲酸铵分解压力,计算分解反应平衡常数及有关热力学函数、二、实验内容与原理氨基甲酸铵(NH 2COON Ｈ4)就是就是合成尿素得中间产物,白色固体,不稳定,加热易发生如下得分解反应:NH 2ＣO ＯN Ｈ4(s) ２NH 3(g)＋CO 2(g)该反应就是可逆得多相反应。

若将气体瞧成理想气体,并不将分解产物从系统中移走,则很容易达到平衡,标准平衡常数Ｋp 可表示为:K p =• (1)式中,、分别为平衡时N Ｈ３与CO ２得分压,又因固体氨基甲酸铵得蒸气压可忽略不计,故体系得总压ｐ总为:p 总＝+称为反应得分解压力,从反应得计量关系知=2则有 ＝p 总与＝ｐ总K ｐ＝ (p 总)2 •(p 总) = (２)可见当体系达平衡后,测得平衡总压后就可求算实验温度得平衡常数Ｋp 。

平衡常数Ｋp 称为经验平衡常数。

为将平衡常数与热力学函数联系起来,我们再定义标准平衡常数。

化学热力学规定温度为T 、压力为100kp a 得理想气体为标准态,10０k ｐa 称为标准态压力。

ﻩ、或p 总除以１０0ｋp a 就得标准平衡常数、= ()2 • () = ()3 =温度对标准平衡常数得影响可用下式表示:= (3)式中,△H m 为等压下反应得摩尔焓变即摩尔热效应,在温度范围不大时△H m 可视为常数,由积分得: ln=－+Ｃ(4)作ln －图应得一直线,斜率S=－,由此算得△H m ＝－RS 、反应得标准摩尔吉布斯函数变化与标准平衡常数得关系为:ΔｒG ｍ ＝ － RTln Ｋ(5)用标准摩尔热效应与标准摩尔吉布斯函数变可近似地计算该温度下得标准熵变:Δr S ｍ= (Δr H ｍ －Δr Ｇm ) / Ｔ(6)因此,由实验测出一定温度范围内不同温度T 时氨基甲酸铵得分解压力(即平衡总压),可分别求出标准平衡常数 及热力学函数:标准摩尔热效应、标准摩尔吉布斯函数变化及标准摩尔熵变。

氨基甲酸铵分解反应平衡常数的测定
一．实验目的
1．用静态法测定一定温度下氨基甲酸铵的分解压力，求算该反应的平衡常数；
2．了解温度对反应平衡常数的影响，由不同温度下平衡常数的数据，计算反应焓变；
3．进一步掌握真空实验技术和恒温槽的调节使用。

实验方法与实验“静态法测定液体得饱和蒸汽压”实验相同。

因本实验所需真空度较高，试漏时要抽气
至真空系统压力p
s <8.5kPa。

三．注意事项
四．思考题
1.如何检测体系是否漏气？
2.为什么要抽净小球泡中的空气？若体系中有少量空气，对实验结果有何影响？
3.如何判断氨基甲酸铵分解已达平衡？没有平衡就测数据，将有何影响？。

氨基甲酸铵分解平衡常数测定一、实验目的1、测定氨基甲酸铵的分解压力，并求得反应的标准平衡常数和有关热力学函数；2、掌握空气恒温箱的结构。

二、实验原理氨基甲酸铵是是合成尿素的中间产物，为白色不稳定固体，受热易分解，其分解反应为2432NH COONH (s)2NH (g)+CO (g)−−→←−−该多相反应是容易达成平衡的可逆反应，体系压强不大时，气体可看作为理想气体，则上述反应式的标准平衡常数可表示为322NH CO θθθp p K p p ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(1)式中3NH p 和2CO p 分别表示在实验温度下3NH 和2CO 的平衡分压。

又因氨基甲酸铵固体的蒸气压可以忽略，设反应体系达平衡时的总压为p ，则有3NH 23p p =, 2CO 13p p = 代入式(1)式可得3θθ427p K p ⎛⎫= ⎪⎝⎭(2)实验测得一定温度下的反应体系的平衡总压p ，即可按式(2)式算出该温度下的标准平衡常数θK 。

由范特霍夫等压方程式可得θθr m2Δd ln d H K T RT = (3) 式中θr m ΔH 为该反应的标准摩尔反应热，R 为摩尔气体常量。

当温度变化范围不大时，可将θr m ΔH 视为常数，对式（3）求积分得θθr mΔln H K C RT=+- (4)通过测定不同温度下分解平衡总压p 则可得对应温度下的θK 值，再以θln K 对1/KT 作图，通过直线关系可求得实验温度范围内的θr m ΔH 。

本实验的关系为：4θ1.89410ln 55.18/KK T -⨯=+由某温度下的θK 可以求算该温度下的标准摩尔吉布斯自由能变θr m ΔGθθr m Δln G RT K =-由θθθr m r m r m ΔΔΔG H T S =-可求算出标准摩尔反应熵变θr m ΔSθθθr m r mr mΔΔΔH G S T-=三、实验装置和药品整套实验装置主要由空气恒温箱（图中虚线框8）、样品瓶、数字式低真空测压仪，等压计，真空泵，样品管、干燥塔等组成，实验装置示意图如图所示。

氨基甲酸铵分解反应标准平衡常数的测定宁波⼯程学院物理化学实验报告专业班级化⼯095 姓名陈茜茜序号 09402010501 同组姓名孙彬芳、黄云指导⽼师蒋仲庆、罗利娟实验⽇期 2011.3.16实验名称实验三氨基甲酸铵分解反应标准平衡常数的测定⼀、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⽩⾊固体，很不稳定，其分解反应为：NH 2COONH 4(s) ≒ 2NH 3(g)+CO 2(g) 该反应为复相反应，在封闭体系中很容易达到平衡，在常压下其平衡常数可近似表⽰为:22[][]co p K P P =3NH p （1）式中，3NH p 和2co p 分别表⽰反应温度下NH 3和CO 2的平衡分压，P为100kPa 。

设平衡总压为p ，则23p =3NH p ；213co p p =代⼊（1）式得23214()()()3327P P P K P P P ==（2）因此测得⼀定温度下的平衡总压后，即可按式（2）算出此温度的反应平衡常数K。

氨基甲酸铵分解是⼀个热效应很⼤的吸热反应，温度对平衡常数的影响⽐较灵敏。

但当温度变化范围不⼤时，按平衡常数与温度的关系式，可得：ln r m H K CRT -?=+（3）式中，r m H ?为该反应的标准摩尔反应热，R 为摩尔⽓体常数，C 为积分常数。

根据式（5-24），只要测出⼏个不同温度下的，以ln K对1/T 作图，由所得直线的斜率即可求得实验温度范围内的r m H ?。

利⽤如下热⼒学关系式还可以计算反应的标准摩尔吉⽒函数变化r m G ?和标准摩尔熵变r m S ? ：ln r m G RT K ?=- （5-25） r m r m r m G H T S ?=?-? （5-26）三、实验仪器、试剂仪器：循环⽔泵、低真空数字测压仪、等压计、恒温槽、样品管试剂：氨基甲酸铵、液体⽯蜡实验装置图1——缓冲瓶 2——减压瓶 3——测压仪 4——等压计 5——样品管 6——加热器 7——搅拌器 8——⽔银接触温度计 9——1/10刻度温度计 10、11、12、13——活塞四、实验步骤 1．搭好装置。

实验二氨基甲酸铵分解反应平衡常数的测定1前言1.1实验目的1)用等压法测定氨基甲酸铵的分解压力。

2)通过测得的分解压力求得氨基甲酸铵分解反应的平衡常数，并计算Δr H ，Δr G (T )，Δr S (T )等与该反应有关的热力学常数。

1.2实验原理氨基甲酸铵（NH 2COONH 4）是白色固体，是合成尿素的中间体，研究其分解的反应是具有实际意义的。

【1】NH 2COONH 4不稳定，易发生分解反应： NH 2COONH 4(s)?2NH 3(g)+CO 2(g)该反应为复相反应，在封闭体系中很容易达到平衡，在常压下其平衡常数可近似表示为：⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡= p p p p K 2CO 23NHp(1) 式中，P NH 、P CO 分别表示反应温度下NH 3和CO 2平衡时的分压；p 为标准压。

在压力不大时，气体的逸度近似为1，且纯固态物质的活度为1，体系总压p ＝p NH ＋p CO 。

【2】从化学反应计量方程式可知：p p p p 31322CO 3NH ==，(2) 将式(2)代入式(1)得：32p274332⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=p p p p p p K （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K p 温度对平衡常数的影响可用下式表示：2m pd ln d RTH TK r∆=(4) 式中，T 为热力学温度；Δr H 为标准反应热效应，R 为摩尔气体常量。

氨基甲酸铵分解反应是一个热效应很大的吸热反应，温度对平衡常数的影响比较灵敏。

当温度在不大的范围内变化时，Δr H 可视为常数，由(4)式积分得：C RTH Kr +∆-=m pln (C 为积分常数)(5)若以ln K 对1/T 作图，得一直线，其斜率为-Δr H /R 。

由此可求出Δr H 。

并按下式计算T 温度下反应的标准吉布斯自由能变化Δr G ，Δr G ＝－RT ln K (6)利用实验温度范围内反应的平均等压热效应Δr H 和T 温度下的标准吉布斯自由能变化Δr G ，可近似计算出该温度下的熵变Δr STG H S r r rmm m∆-∆=∆(7)因此通过测定一定温度范围内某温度的氨基甲酸铵的分解压(平衡总压)，就可以利用上述公式分别求出K ，Δr H ，Δr G (T )，Δr S (T )。

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体，白色固体，加热易发生如下反应平衡常数表达式为，三实验仪器，试剂，装置图1 仪器循环水泵，低真空数字测压仪，等压计，恒温槽，样品管。

2 试剂氨基甲酸铵，液体石蜡四实验步骤1 向恒温槽中加水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-90kPa以下时，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，若五分钟内保持液面水平不变，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0.1kPa之内，则继续进行实验，若偏差较大，则第一次空气没抽净，应在重复一次。

4 用同样的方法测30℃,35℃,40℃,45℃的分解压力。

5，整理实验数据，收拾实验仪器和药品。

五 注意事项1.体系必须达到平衡后，才能读取数字压力计的压力差。

2.恒温槽温度控制到正负0.1℃3.玻璃等压计中的封印液一定要选用粘度小、密度小、蒸汽压低，并且与反应体系不发生作用的液体。

六 数据记录及处理室温:17.5℃ 大气压:101.76kPal n K p y1/T由图可知该直线的斜率为(-4.19+7.53）/（3.14-3.34）*10-3= -16.70*103-Δr H m/R=-16.70*103Δr H m=138.86KJ／mol计算25℃时氨基甲酸铵的Δr G m和Δr S mΔr G m=18.59KJ／mol, Δr S m=0.403KJ／mol七实验讨论1 放入空气进入体系时，若多放入空气应怎么处理？答：放入空气过多时，可以升高温度使等压计重新水平，若不行，则须抽真空重新开始。

氨基甲酸铵分解宁波⼯程学院物理化学实验报告专业班级姓名序号实验⽇期同组姓名指导⽼师实验名称氨基甲酸铵分解反应标准平衡常数测定⼀、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、实验原理氨基甲酸胺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：NH 2COONH 4 == 2NH 3 + CO 2该反应为复相反应，在封闭体系中很容易达到平衡，在常压下其平衡常数可近似表⽰为：Kp （标准）= 【P(NH 3)/P(标准)】2【P(CO 2)/P(标准)】式中，P NH3、P CO2分别表⽰反应温度下NH 3和CO 2平衡时的分压；P （标准）为标准压。

在压⼒不⼤时，⽓体的逸度近似为1，且纯固态物质的活度为1，体系总压P=P NH3+P CO2。

从化学反应计量⽅程式可知：P NH3 = 2P/3 , P CO2 = P/3 将下式代⼊上⾯的式⼦中，得：K P （标准）= (4/27) (p/p (标准))3因此，当体系达到平衡后，测量其总压P ，即可计算出平衡常数K P （标准），温度对平衡常数的影响可⽤下式表⽰：dlnK P(标准)/dT = △rHm (标准)/RT 2利⽤实验温度范围内反应的平均等压热效应△rHm （标准）和T 温度下的标准吉布斯⾃由能变化△rGm （标准），可近似计算出该温度下的熵变△rSm （标准）△ rSm （标准） = （△rHm （标准）- △rGm （标准））/T因此通过测定⼀定温度范围内某温度的氨基甲酸铵的分解压，就可以利⽤上述公式分别求出K P （标准），△rHm （标准），△rGm （标准），△rSm （标准）。

三、实验仪器、试剂仪器：循环⽔泵，低真空数字测压仪，等压计，恒温槽⼀套，样品管。

试剂：氨基甲酸铵，液体⽯蜡。

四、实验步骤1打开恒温⽔浴开关，按回差键使之变为0.12装样：打开氨基甲酸銨分解反应平衡常数测定仪上端的加样⼝盖，加⼊⼀定量的氨基甲酸銨（平衡器中已装好）。

实验报告课程名称： 大学化学实验P指导老师：成绩：__________________实验名称： 氨基甲酸铵分解反应平衡常数的测定实验类型：同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、实验材料与试剂（必填） 四、实验器材与仪器（必填）五、操作方法和实验步骤（必填） 六、实验数据记录和处理七、实验结果与分析（必填）八、讨论、心得一、实验目的和要求1、熟悉用等压法测定固体分解反应的平衡压力。

2、掌握真空实验技术。

3、测定氨基甲酸铵分解压力，计算分解反应平衡常数及有关热力学函数。

二、实验内容和原理氨基甲酸铵是是合成尿素的中间产物，白色固体，不稳定，加热易发生如下的分界反应：()()()24322NH COONH s NH g CO g +A A A AA A 该反应是可逆的多相反应。

若将气体看成理想气体，并不将分解产物从系统中移走，则很容易达到平衡，标准平衡常数K 可表示为：322NH CO p p K p p ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭!!!g 系统的总压等于NH 3和CO 2的分压之和，从化学反应计量方程式可知：CO 2分压占总压的1/3，代入上式可得：232143327p p p K p p p ⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫==⎢⎥⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦总总总!!!!g 系统在一定的温度下达到平衡，压力总是一定的，称为NH 2COONH 4的分解压力。

测量其总压p总即可计算出标准平衡常数K 。

温度对平衡常数的影响：2ln r mH d K dT RT ∆=!!g 温度变化范围不大时，视为常数。

r mH∆!ln r mH K CRT∆=-+!!以对1/T 作图，应为一条直线，从斜率可求得。

ln K !r mH ∆!反应的标准摩尔吉布斯函数变化与标准平衡常数K 的关系为：r mG ∆!ln r m G RT K ∆=-!!用标准摩尔热效应和标准摩尔吉布斯函数变可近似地计算该温度下的标准熵变：r mS ∆!()/r r r m m m S H G T∆=∆-∆!!!因此，由实验测出一定温度范围内不同温度T 时氨基甲酸铵的分解压力（即平衡总压），可分别求出标准平衡常K 及标准摩尔热效应、标准摩尔吉布斯函数变化及标准摩尔熵变。

实验报告课程名称： 中级化学实验 Ⅱ 实验项目名称： 氨基甲酸铵的分解平衡常数测定 指导老师 王永尧 一、实验目的和要求1、熟悉用等压法测定固体分解反应的平衡压力。

2、掌握真空实验技术。

3、测定氨基甲酸铵分解压力，计算分解反应平衡常数及有关热力学函数。

二、实验内容和原理氨基甲酸铵(NH 2COONH 4)是是合成尿素的中间产物，白色固体，不稳定，加热易发生如下的分解反应：NH 2COONH 4(s) 2NH 3（g ）+CO 2（g ）该反应是可逆的多相反应。

若将气体看成理想气体，并不将分解产物从系统中移走，则很容易达到平衡，标准平衡常数K p 可表示为：K p =23NH p •2CO p （1）式中，3NH p 、2CO p 分别为平衡时NH 3和CO 2的分压，又因固体氨基甲酸铵的蒸气压可忽略不计，故体系的总压p 总为：p 总＝3NH p ＋2CO p称为反应的分解压力，从反应的计量关系知3NH p ＝22CO p则有 3NH p ＝32p 总和2CO p ＝31p 总 K p = (32p 总)2 •(31p 总) ＝2743总p （2） 可见当体系达平衡后，测得平衡总压后就可求算实验温度的平衡常数K p 。

平衡常数K p 称为经验平衡常数。

为将平衡常数与热力学函数联系起来，我们再定义标准平衡常数。

化学热力学规定温度为T 、压力为100kp a 的理想气体为标准态，100kp a 称为标准态压力。

3NH p 、2CO p 或p 总除以100kp a 就得标准平衡常数。

Φp K = (Φp p 总32)2 • (Φp p 总31) = 274 (Φp p 总)3 = 31510274总p ⨯ 温度对标准平衡常数的影响可用下式表示：dT K d p Φln =2RT H m △ （3）式中，△H m 为等压下反应的摩尔焓变即摩尔热效应，在温度范围不大时△H m 可视为常数，由积分得：ln Φp K =－RTH m △+C （4）作ln Φp K -T 1图应得一直线，斜率S=－RH m △，由此算得△H m =－RS 。

五、实验数据记录和处理 室温：T=（18.0 ℃+18.0 ℃）/2=18.0 ℃大气压：（83.44 Kpa +83.46 Kpa ）/2=83.45 Kpa表1 数据记录六、实验结果与分析图1 ln K Θ~ 1/T如图斜率为 -20125，得标准反应摩尔焓变r m H Θ∆= -20125×﹙-8.314﹚= 相对误差=（167.319-155.380）/167.319=7.14%误差分析：1. 由于NH 2COONH 4易吸水，故在制备及保存时使用的容器都应保持干燥。

若NH 2COONH 4吸水，则生成（NH 4）2CO 3和NH 4HCO 3，就会给实验结果带来误差。

2. 系统气密性不是很好，刚开始检漏时，测压仪读数只能在两分钟内基本不变。

3. 系统中有少量空气，得到的蒸汽压数据就会偏大，平衡常数就会偏大。

4.恒温槽温度在微小范围内波动，影响可忽略不计。

3.由于视觉误差，U 型管中液面不能完全保持等高不变。

思考题1.如何检查系统是否漏气?答：关闭真空泵，关闭阀门，10min 后，若数字式低真空测压仪读数基本不变，则表示系统不漏气。

2.为什么一定要排净小球中的空气?答：测定的是纯粹的反应产生的气体的压力，所以空气排除得越干净，得到的数据结果就越准确。

3.如何判断氨基甲酸铵分解已达平衡?答：U 型等压计两臂的液面无论是否等高，在一定的时间内，液面不再变化就表示反应体系已达平衡。

4.在实验装置中安装缓冲瓶的作用是什么?答：防止开泵，关闭泵时体系的真空度上升或下降太猛而损坏设备。

5. 和两者有何不同?答：后者是标准平衡常数，前者是非标准平衡常数。

后者的量纲唯一，前者的量纲取决于平衡常数的表达式。

后者是根据标准热力学函数算得的平衡常数；而前者是用平衡时生成物对反应物的压力熵表示的平衡常数。

322p NH CO K p p=32NH CO p p p K p P ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦。

氨咖黄敏胶囊生产工艺规程实验报告课程名称： 大学化学实验p 实验类型： 中级化学实验实验项目名称： 氨基甲酸铵的分解反应平衡常数的测定 同组学生姓名： 无 指导老师 厉刚一、实验目的和要求1、熟悉用等压法测定固体分解反应的平衡压力。

2、掌握真空实验技术。

3、测定氨基甲酸铵分解压力，计算分解反应平衡常数及有关热力学函数。

二、实验内容和原理氨基甲酸铵(NH 2COONH 4)是是合成尿素的中间产物，白色固体，不稳定，加热易发生如下的分解反应：NH 2COONH 4(s)2NH 3（g ）+CO 2（g ）该反应是可逆的多相反应。

若将气体看成理想气体，并不将分解产物从系统中移走，则很容易达到平衡，标准平衡常数K p 可表示为：专业： 理科1010姓名： 陈世杰K p =23NH p •2COp（1）式中，3NH p 、2CO p 分别为平衡时NH 3和CO 2的分压，又因固体氨基甲酸铵的蒸气压可忽略不计，故体系的总压p 总为：p 总＝3NH p ＋2COp称为反应的分解压力，从反应的计量关系知3NH p ＝22CO p则有 3NH p ＝32p 总和2CO p ＝31p 总K p = (32p 总)2 •(31p 总) ＝2743总p （2）可见当体系达平衡后，测得平衡总压后就可求算实验温度的平衡常数K p 。

平衡常数K p 称为经验平衡常数。

为将平衡常数与热力学函数联系起来，我们再定义标准平衡常数。

化学热力学规定温度为T 、压力为100kp a 的理想气体为标准态，100kp a 称为标准态压力。

3NH p 、2CO p 或p 总除以100kp a 就得标准平衡常数。

ΦpK = (Φp p 总32)2 • (Φp p 总31) = 274 (Φp p 总)3 = 31510274总p ⨯ 温度对标准平衡常数的影响可用下式表示：dT k d θln =2RTH m△ dT k d θln（3）式中，△H m 为等压下反应的摩尔焓变即摩尔热效应，在温度范围不大时△H m 可视为常数，由积分得：lnΦpK =－RTH m △+C（4）作ln ΦpK -T1图应得一直线，斜率S=－RH m △，由此算得△H m =－RS 。

实验十二 氨基甲酸铵分解平衡常数的测定一、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，并计算反应的标准平衡常数和有关热力学函数。

二、实验原理氨基甲酸铵是白色固体，是合成尿素的中间体，研究其分解反应是具有实际意义的。

氨基甲酸铵很不稳定，易于分解，可用下式表示：243(2((NH COONH NH 2固)气)+CO 气)此复相反应正逆向都很容易进行，若不将产物移去，则很容易达到平衡。

在实验条件下，把反应中的气体均看作理想气体，压力对固体的影响忽略不计，其标准平衡常数可表示为：322()()NH CO p p p K ppθθθ= （1）式中，3NH p 和2CO p 分别表示反应温度下NH 3和CO 2的平衡分压，p θ为100kPa 。

平衡体系的总压p 为3NH p 和2CO p 之和，从上述反应可知：323NH p p =， 213CO p p = 代入式（1）得到：23214()()()3327p p p p K p p pθθθθ== （2）因此，当体系达到平衡后，测定其总压p 即可算出标准平衡常数p K θ。

氨基甲酸铵分解是一个热效应很大的吸热反应，温度对平衡常数的影响比较灵敏。

但当温度变化范围不大时，按平衡常数与温度的关系式，可得：ln rmp H K C RTθθ=-+ （3）式中，rm H θ为该反应的标准摩尔反应热，R 为摩尔气体常数，C 为积分常数。

根据式（3），只要测出几个不同温度下的总压p ，以ln p K θ对1/T 作图，由所得直线的斜率即可求得实验温度范围内的rm H θ。

利用如下热力学关系式还可以计算反应的标准摩尔吉氏函数变化r m G θ和标准摩尔熵变r m S θ：ln r m p G RT K θθ=- （4）r m r m r G H TS θθθ=- （5）本实验用静态法测定氨基甲酸铵的分解压力。

参看图1所示的实验装置。

氨基甲酸铵的分解平衡实验报告一、实验目的本实验旨在通过观察氨基甲酸铵的分解反应，探究该反应的平衡特征及影响因素。

二、实验原理氨基甲酸铵是一种无色结晶体，可溶于水。

在加热或加入催化剂的条件下，它会发生分解反应：CH6N2O2 → 2H2O + CO2↑该反应为可逆反应，因此存在平衡状态。

根据平衡常数Kc可以判断该反应向前或向后进行的趋势。

Kc越大则向前进行的趋势越强，Kc越小则向后进行的趋势越强。

三、实验步骤1.准备氨基甲酸铵溶液：取少量氨基甲酸铵固体放入100ml烧杯中，加入适量去离子水搅拌至溶解。

2.将准备好的氨基甲酸铵溶液倒入锥形瓶中。

3.用PH计测定溶液的PH值，并记录下来。

4.加热锥形瓶中的溶液至沸腾，并持续加热5分钟。

5.观察溶液中是否有气泡产生，并记录下来。

6.用PH计测定溶液的PH值，与加热前的PH值进行比较，记录下差值。

7.重复以上步骤，分别在不同温度、不同浓度、不同催化剂存在下进行实验。

四、实验结果1.在常温下，氨基甲酸铵溶液的PH值为7.5左右。

2.加热后，氨基甲酸铵溶液中产生大量气泡，并且PH值降低至6左右。

3.在不同温度下进行实验，发现随着温度升高，反应向前进行的趋势越强。

4.在不同浓度下进行实验，发现随着浓度升高，反应向前进行的趋势越强。

5.在存在催化剂的情况下进行实验，发现反应速率明显增加。

五、实验分析1.观察到氨基甲酸铵分解反应是可逆反应，并且存在平衡状态。

该反应向前或向后进行的趋势取决于平衡常数Kc。

因此，在探究影响因素时需要考虑Kc值的变化情况。

2.加热后，氨基甲酸铵溶液中产生大量气泡，说明反应向前进行的趋势较强。

此时PH值降低，表明产生了酸性物质CO2。

因此可以推断出该反应向前进行时会生成CO2。

3.在不同温度下进行实验，发现随着温度升高，反应向前进行的趋势越强。

这是因为在高温下，分子动能增大，使得反应物分子更容易碰撞并发生化学反应。

因此，在高温条件下，反应速率更快。

宁波工程学院物理化学实验报告专业班级姓名序号实验日期2012.2.28同组姓名指导老师实验名称氨基甲酸铵分解反应标准平衡常数的测定一、实验目的1.掌握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一种白色固体，NH2COONH4很不稳定，易分解成NH3和CO2.此反应正逆向都容易进行，不将分解产物移去很容易达到平衡NH2COONH4＝＝2 NH3 ↑+ CO2↑K p=p NH3×p CO2p NH3 = 2p CO2Kѳp = 错误！未找到引用源。

（错误！未找到引用源。

）3如果反应物与产物性质相似，摩尔热容的值相近，反应前后总摩尔数基本不变，则在较小温度变化区间内，有方程式lnKѳp = –Δr Hѳm/RT错误！未找到引用源。

+ C若以lnKѳp对1/T作图，应为一直线，其斜率为–Δr Hѳm/R，由此可以求出Δr Hѳm 三、仪器与药品仪器:循环水泵，低真空数字测压仪，等压计，恒温槽，样品管。

试剂:氨基甲酸铵，液体石蜡四、实验步骤1.由特制的小漏斗将氨基甲酸铵粉末装入干燥的的球形样品管中，与装好的液体石蜡的等压计连好2.开动循环水泵，旋转活塞与体系相通，旋转活塞与减压瓶相通，旋转活塞至三个方向都通，此时观察到的测压仪数字不断减少，至低真空测压仪的示数为-90kpa以下时，关闭活塞，检查装置的气密性3.恒温槽中加水至没过样品管和等压计，调节恒温槽水温为254.旋转活塞，抽吸大约1min把样品管的空气抽走，然后关闭活塞，慢慢旋转活塞，缓慢放入空气进入体系，使U形等压力液面水平。

若5min内液面水平不变，记下低真空测压仪的读数，即为氨基甲酸钠的平衡压力，然后关闭活塞，在重复一次，如果二次读数相差在0.1kpa之内，即可改变温度，继续进行试验，若两次相差较大，说明第一次空气没有抽净，应再重复一次。

若平衡保持不住，可检查是否有漏气的地方5.用同样的方法测25、30、40、45的分解压力6.试验完成后，关闭活塞，使活塞与样品管断开，以保护剩余的氨基甲酸铵。