氨基甲酸铵分解
实验九氨基甲酸铵分解反应平衡常数的测定精
实验环境：确保 实验环境干净整 洁，没有尘埃和 杂物。
安全措施：确保 实验人员佩戴好 安全眼镜、实验 服等安全防护用 品。
实验操作流程
准备实验 器材和试 剂，确保 实验环境 安全
按照实验 步骤组装 实验装置， 确保气密 性良好
称取一定 量的氨基 甲酸铵样 品，放入 反应器中
开启加热 装置，使 反应温度 逐渐升高 至指定温 度
响规律。
Part Five
实验注意事项
安全注意事项
实验操作人员必 须经过专业培训， 熟悉实验操作流 程和注意事项。
实验过程中要穿 戴好防护眼镜、 实验服和化学防 护手套等个人防 护用品。
实验过程中要保 持室内通风良好， 避免长时间吸入 有害气体。
实验结束后要及 时清理实验现场， 确保实验室安全 卫生。
平衡常数的计算方法：根据实验数据，通过平衡时各组分浓度的测量，利用平衡常数的定义 进行计算。
平衡常数的物理意义：表示在一定温度下，可逆反应自发进行的方向和程度。
平衡常数的影响因素：温度、反应物和产物的浓度、压强等。
实验原理概述
氨基甲酸铵分解反 应是可逆反应，平 衡常数用于描述反 应的平衡状态。
实验通过测定反应 过程中各组分的浓 度变化，计算平衡 常数。
氨基甲酸铵分解反应平 衡常数的测定实验
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目录
01 添 加 目 录 项 标 题
02 实 验 原 理
03 实 验 步 骤
04 实 验 结 果 与 讨 论
05 实 验 注 意 事 项
06 实 验 思 考 题
Part One
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物理化学-实验十：氨基甲酸铵分解平衡常数的测定
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。
氨基甲酸铵的分解反应平衡常数的测定
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
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？。
三、氨基甲酸铵分解反应标准
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=2 NH3↑+ CO2↑，有：P= P CO2+P NH3(1)由反应方程得：P NH3=2 P CO2所以P NH3=(2/3)P P CO2=(1/3)PKp=(4/27)P3Kp0=(4/27) (P/P0)3 (2)因此平衡后，测出总压力P即可求出Kp和Kp0。
温度对平衡常数的影响的定量关系式：d(lnK p0)/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：lnK p0=-△rHm0/(RT)+CⅠ.若以lnK p0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 = -RTln K p0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。
氨基甲酸铵的制备及分解
先在三颈瓶中加入氢氧化钠固体 ,恒压滴液漏斗中装入浓氨水;随着浓氨水的加入 ,三颈瓶中有少量液体产生 ,这时开动搅拌使反应充分 ,产生的氨气通过氢氧化钠固体干燥塔进入到聚氯乙烯薄膜反应器。
二氧化碳气体的产生是利用干冰气化原理锥形瓶内干冰气化生成二氧化碳气体使其自身温度维持在 - 78 ℃左右 ,避免了 CO2 气体的干燥 ,其流量可通过压实的干冰面积 ,即挥发面积粗略控制。
在改进的实验装置里使用了聚氯乙烯薄膜反应器 ,它不仅保证了反应过程中的散热 ,而且在反应完成后轻轻揉搓薄膜即可得到氨基甲酸铵粉末。
反应尾气通入稀硫酸洗气瓶 ,这不仅能防止有害的氨气进入空气 ,而且可以通过观察洗气瓶中有无气泡来判断氨气和二氧化碳气体是否按 2： 1 的比例混合。
若无气泡产生 ,说明比例合适 ,若有气泡产生 ,可以通过调节常压滴液漏斗的活塞控制浓氨水的加入速度 ,使两种气体混合比例适当。
在反应初期 ,浓氨水的滴加速度基本稳定;在反应后期 ,由于干冰的剩余量较小 , CO2 气流量下降 ,氨水的滴加速度应减慢。
实验三十七 氨基甲酸铵分解平衡常数的测定一、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原理及其使用。
二、实验原理氨基甲酸铵的分解可用下式表示：243(2((NH COONH NH 垐?噲?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 e可表达为 22[][]co p K P P =e e e 3NH p （5-22） 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 e 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 ==e e e e （5-23）因此测得一定温度下的平衡总压后，即可按式（5-23）算出此温度的反应平衡常数K e 。
氨基甲酸铵的分解反应平衡常数的测定
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 。
实验五氨基甲酸铵分解压的测定（多相化学反应平衡常数和热力学函数
实验五 氨基甲酸铵分解压的测定 （多相化学反应平衡常数和热力学函数的测定）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．了解真空泵的构造原理和使用方法以及获得低真空度的方法。
3．掌握大气压力计的构造原理，使用方法以及气压计读数的校正方法。
二、基本原理氨基甲酸铵的分解可用下式表示：NH 2COONH 4(固)＝2NH 3(气)＋CO 2(气)设反应中气体为理想气体，则其标准平衡常数K 可表示为：K ＝P P P P K CO NH p 232)(（1）式中3NH P 和2CO P 分别表示某温度下NH 3和CO 2的平衡分压，P 为标准压力。
设平衡总压为P ，则3NH P ＝P32（2）2CO P ＝P 31（3）代入式（1），得到p K ＝322743132P P P P P P （4）因此测得一定温度下的平衡总压后，即可按式（4）算出此温度的反应平衡常数。
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C RTH Kmln （5）式中m 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），只要测出几个不同温度下的 P K ，以 P K ln 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m 。
利用如下的热力学关系式：K RT G m ln （6）mm m S T G （7） 还可计算反应的标准摩尔吉氏函数变化m G 和标准摩尔熵变m S 等。
本实验用静态法测定氨基甲酸铵的分解压力。
三、仪器及试剂恒温槽一套、等压计、大气压力计、DPC—2B 型数字式低真空测压仪、三通活塞、二通活塞、真空泵、氨基甲酸铵，实验装置如图６-１。
四、实验步骤1．从气压计上读出大气压和室温，将大气压进行仪器误差和温度误差校正。
2．恒温槽及数字式低真空测压仪的调节使用。
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本实验海拔为10米，海拔所造成的大气压误差可忽略不计。
最终结果：p校正=102.25kPa-0.346kPa-0.136kPa=101.77kPa
分解压的计算：p分解压=p校正-|p读数|
标准平衡常数 的计算：
2.分解反应的测量数据及标准平衡常数 见表1。
3.作ln -1/T图，结果见图1
斜率为 ，
（R=8.314J/ ，见《无机及分析化学》）
4.计算25℃时氨基甲酸铵分解反应的 及 。
=
六、实验结果与分析
本实验测得：
氨基甲酸铵分解反应在25℃下的标准平衡常数为0.000215；
氨基甲酸铵分解反应的标准摩尔热效应 ；
氨基甲酸铵分解反应的标准摩尔吉布斯函数变化 ；
氨基甲酸铵分解反应的标准熵变 。
实验报告
课程名称：大学化学实验（P）指酸铵分解反应平衡常数的测定实验类型：
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
ΔrGm= - RTlnK(5)
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：
ΔrSm= (ΔrHm-ΔrGm) / T(6)
因此，由实验测出一定温度范围内不同温度T时氨基甲酸铵的分解压力（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。
试剂：氨基甲酸铵（自制）；硅油。
四、实验步骤
1）检漏
检查活塞和气路，开启真空泵，抽气至系统达到一定真空度，关闭活塞，停止抽气。观察数字式压力测量仪的读数，判断是否漏气，如果在数分钟内压力计读数基本不变，表明系统不漏气。若有漏气，则应从泵至系统分段检查，并用真空油脂封住漏口，直至不漏气为止，才可进行下一步实验。
氨基甲酸铵(NH2COONH4)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：
NH2COONH4(s) 2NH3（g）+CO2（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Kp可表示为：
Kp= • （1）
式中， 、 分别为平衡时NH3和CO2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：
本实验测定氨基甲酸的分解压力使用的是自动气压计，将气压计与密闭系统连接，便可直接读数。通过通入细微气体调节U形管内硅油左右液面相平来达到系统气压相等，然后测量。
U型管的压力来自于两测压口的气体压力差。
3．U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？
等压计U形管两臂硅油面10分钟内齐平不变，则分解已达平衡。没有平衡就测数据，压力将偏小，平衡系数偏小。
在用恒温槽设置温度时，因恒温槽的温度会有一定的波动，还是要采用逐步逼近的方法，不然容易造成温度高于设置温度。
在实验过程中，关闭抽气阀门后测压仪示数绝对值变小，外界空气有可能进入到系统中去，且随时间变化，真空系统中气压越来越大。而在最后的数据分析环节，无法找到合适的氨基甲酸铵的热力学数据文献值，只能笼统地分析误差的成因。
4．等压计（U型管）封闭液如何选用？
等压计密封液必须是高沸点的，比重适宜，蒸气压小，不会和反应物发生反应的，无腐蚀性且指示明显的。
5.引起误差的原因？
有：（1）系统温度的波动；（2）反应没有平衡就测数据；（3）系统漏气；（4）U形管两臂硅油面不平齐（5）开始抽真空时，留有残余空气等
6.样品与封闭液之间（小球泡）为什么要抽成真空，如果混入空气会怎样？
等压计中的封闭液通常选用邻苯二甲酸二壬酯、硅油或石蜡油等蒸气压小且不与系统中任何物质发生化学作用的液体。若它与U形汞压力计连用时，由于硅油的密度与汞的密度相差悬殊，故等压计中两液面若有微小的高度差，则可忽略不计。本实验中采用数字式低真空测压仪测定系统总压。
三、仪器与试剂
仪器：等压法测分压装置；数字式低真空测压仪（DPC-2C）；
p总＝ ＋
称为反应的分解压力，从反应的计量关系知
＝2
则有 ＝ p总和 ＝ p总
Kp= ( 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的平衡常数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100kpa的理想气体为标准态，100kpa称为标准态压力。 、 或p总除以100kpa就得标准平衡常数。
= ( )2•( ) = ( )3=
温度对标准平衡常数的影响可用下式表示：
= （3）
式中，T是热力学温度；R为气体摩尔常量；△Hm为该反应的标准摩尔热效应，在温度范围不大时△Hm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△Hm=－RS。
反应的标准摩尔吉布斯函数变化与标准平衡常数的关系为：
4）升温测量
调节恒温槽的温度为30℃，在升温过程中逐渐从毛细管缓慢放入空气，使分解的气体不致于通过硅油鼓泡。恒温10min。最后至U形管两臂硅油面齐平且保持10min不变，即可读取测压仪读数及恒温槽温度。同法测定35℃的分解压。
5）复原
实验完毕后，将空气慢慢放入系统，使系统解除真空。关闭测压仪。
五、实验数据记录和处理
1.福廷式气压计读数：
温度：20.7℃；大气压：102.25kPa。
气压计读数的校正：
（1）温度校正
查《中级化学实验》p39表1.12，知温度在20~21℃，压力观测值在101.325~103kPa之间时，温度校正值为0.346kPa。
（2）纬度校正
本实验在北纬30°18′38″进行，查《中级化学实验》p40页表知，得本次实验换算到纬度45°的大气压力校正值为0.136kPa。
找不到氨基甲酸铵分解反应的标准摩尔热效应等数据的文献值，有未知来源的氨基甲酸铵分解反应的标准摩尔热效应 。
七、讨论与心得
1.分解压的含义，氨基甲酸铵分解反应是属于什么类型的反应？
分解压是化合物分解时分解产物和化合物产生的总压力。氨基甲酸铵分解反应属固体分解为气体的吸热的反应。
2.怎样测定氨基甲酸铵的分解压力？U型管的压力来自何处？
2）测量
打开恒温水浴开关，设定温度为25℃。打开真空泵，将系统中的空气排出，约15min，关闭旋塞，停止抽气。缓慢开启旋塞接通毛细管，小心地将空气逐渐放入系统，直至等压计U形管两臂硅油齐平，立即关闭旋塞，观察硅油面，反复多次地重复放气操作，直至10min内硅油面齐平不变，即可读数。
3）重复测量
再使系统与真空泵相连，在开泵1-2min后，再打开旋塞。继续排气，约10min后，如上操作重新测定氨基甲酸铵分解压力。如两次测定结果压力差小于200Pa，可进行下一步实验。
我们需要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。如果系统中有少量空气，得到的蒸气压数据就会偏大，平衡常数就会偏大。所以如果反应体系漏入空气（有气泡进入），则必须重新抽完全重新做。
实验心得：
本次实验中，我遇到的操作上的难点是调整U型管硅油，使其中没有气泡留下，这是一个比较麻烦的操作，在不断抽气和进气的过程中，寻找气泡移动的规律，最后调整到U型管中气泡完全排走。