氨基甲酸铵的分解反应平衡常数的测定

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 )。

实验十 氨基甲酸铵分解平衡常数的测定一、实验目的1. 掌握氨基甲酸铵的制备方法2. 用等压法测定一定温度下氨基甲酸铵的分解压力，并计算此分解反应的平衡常数3. 根据不同温度下的平衡常数，计算等压反应热效应的有关热力学函数。

二、实验原理干燥的氨和干燥的二氧化碳接触后，只生成氨基甲酸铵。

2 NH 3（g ）+ CO 2（g ） NH 2CO 2NH 4（s ）在一定温度下氨基甲酸铵的分解可用下式表示：243(2((NH COONH NH 2固)气)+CO 气)设反应中气体为理想气体，则其标准平衡常数K 可表达为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 =代入式（5-22），得到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 C RT -∆=+ （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（3），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 ∆=- （4）r m r m r m G H T S ∆=∆-∆ （5）本实验用静态法测定氨基甲酸铵的分解压力。

参看图10-1所示的实验装置。

样品瓶A 和零压计B 均装在空气恒温箱D 中。

实验时先将系统抽空（零压计两液面相平），然后关闭活塞1，让样品在恒温箱的温度t 下分解，此时零压计右管上方为样品分解得到的气体，通过活塞2、3不断放入适量空气于零压计左管上方，使零压计中的液面始终保持相平。

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。

实验十一 氨基甲酸铵分解反应平衡常数的测定【目的要求】1. 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。

2. 熟悉用等压计测定平衡压力的方法。

3. 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。

【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：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：⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡=ΘΘΘpp p p Kp23CO 2NH (1) 式中，23CO N H p p 、分别表示反应温度下NH 3和CO 2平衡时的分压， p Θ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，体系的总压23CO N H p p p +=。

从化学反应计量方程式可知：p p p p 313223CO NH ==， (2) (2)式代入(1)式得：32274332⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ΘΘΘΘp p p p p p K 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K Θ p温度对平衡常数的影响可用下式表示：2d ln d RTH TK mr pΘΘ∆= (4) 式中，T 为热力学温度；Δr H m Θ为标准反应热效应。

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 Θ m 可视为常数，由(4)式积分得：'ln C RTH K mr p+∆-=ΘΘ (C ′为积分常数) (5)第二篇 基础实验2 若以ln K Θ p对1/T 作图，得一直线，其斜率为 RH r Θ∆-m，由此可求出Δr H Θ m 。

由实验某温度下的平衡常数 K Θ p 后，可按下式计算该温度下反应的标准吉布斯自由能变化Δr G Θm ，Δr G Θ m ＝－RT ln K Θp (6)利用实验温度范围内反应的平均等压热效应Δr H Θ m 和某温度下的标准吉布斯自由能变化Δr G Θm ，可近似计算出该温度下的熵变Δr S Θ mTG H S r r r ΘΘΘ∆-∆=∆mm 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 Θ p ，Δr H Θ m ，Δr G Θ m (T )，Δr S Θm (T )。

实验五氨基甲酸铵分解反应平衡常数的测定一、实验目的1.了解氨基甲酸铵分解反应的基本过程和条件。

2.学习测定化学反应平衡常数的方法及其应用。

二、实验原理氨基甲酸铵在高温下分解，生成氨气和二氧化碳，反应式如下：CH3COONH4 -------> CH3COOH + NH3 ↑+ CO2 ↑由于化学反应的反应率常常与反应物的浓度有关，因此，当反应到达平衡时，反应物浓度和生成物浓度与时间无关，而是保持不变的。

对于上述反应，我们可以用反应平衡常数 Kc 表示为：Kc=[CH3COOH]/[NH3]×[CO2]式中 [CH3COOH]、[NH3]、[CO2] 分别表示平衡时甲酸浓度、氨气浓度和二氧化碳浓度。

通过实验测定在一定的条件下反应平衡时三种物质的浓度，进而计算反应平衡常数Kc 的大小。

三、实验仪器分光光度计、恒温槽。

四、实验材料氨基甲酸铵，稀盐酸，标准二氧化碳水溶液。

五、实验操作1.制备实验物质取适量氨基甲酸铵，加入适量的稀盐酸溶液，搅拌使之完全溶解，取出一部分于恒温槽中进行实验。

(1)实验条件：室温为25℃。

(2)取一定量的标准二氧化碳水溶液，并规定其浓度 C。

(3)将制备好的溶液放置于恒温槽中 5 分钟，使其达到稳态。

(4)取出一部分溶液并放入分光光度计中，测定其吸光度。

(5)用标准二氧化碳水溶液定量向其溶液中滴加一定量的 CO2 溶液，并在每次加入后短时间内在分光光度计中测定剩余未反应的 CO2 的吸光度。

6.收集实验数据记录每次加入二氧化碳水溶液前和每次测定后的实验溶液温度，并记录吸收光度数据。

七、实验注意事项1.实验中所用的各种玻璃仪器要求干燥、清洁，以免影响实验结果。

2.实验操作时应注意防止氨气和二氧化碳溶液造成的刺激。

3.实验过程中应注意一定加入量的二氧化碳水溶液。

八、实验结果与分析1.用分光光度计测定实验溶液中溶质的浓度，并计算出 CO2、NH3、CH3COOH 三种物质的吸收光度。

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的分解可用下式表示：24322NH COONH NH CO →↑+↑Kp=P 2 NH3 ×P CO2 （3-1）设反应中气体为理想气体，则其标准平衡常数可表达为322(/)(/)NH CO K p p p p θθθ=A 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，为100kPa 。

设平衡总pθ压为p ，则23p =3NH p ；213co p p =代入式（3-2），得到（3-3）34(/)27K p p θθ=因此测得一定温度下的平衡总压后，即可按式（3-3）算出此温度的反应平衡常数。

氨K θ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：（3-4）ln r mp H K C RTθθ∆=-+式中，为该反应的标准摩尔反应焓，R 为摩尔气体常数，C 为积分常数。

根据式r m H θ∆（3-4），只要测出几个不同温度下的，以对1/T 作图，所得直线的斜率即为ln pK θ，由此可求得实验温度范围内的。

/r m H R θ-∆r mH 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和标准摩尔熵变r m G θ∆：r mS θ∆ （3-5）ln r m p G RT K θθ∆=-（3-6）r m r mr m H G S Tθθθ∆-∆∆= 本实验用静态法测定氨基甲酸铵的分解压力。

参看图3-1所示的实验装置。

样品瓶A 和零压计B 均装在空气恒温箱D 中。

实验时先将系统抽空（零压计两液面相平），然后关闭活塞1，让样品在恒温箱的温度t 下分解，此时零压计右管上方为样品分解得到的气体，通过活塞2、3不断放入适量空气于零压计左管上方，使零压计中的液面始终保持相平。

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。