氨基甲酸铵分解反应标准平衡常数的测定实验报告
氨基甲酸铵分解平衡常数测定
物理化学实验室
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本实验是化学平衡研究中的一个经典实 验。通常化学平衡实验的基本原则是：在一定 条件下，当系统达到化学平衡时，存在一个平 衡常数。因而，只要在系统达到化学平衡后， 对平衡系统的温度、压力、组成进行测量，则 由测量结果可计算反应的表观平衡常数。根据
o G 热力学原理可以导出平衡系统的 r m o Ho r S , m r , m
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四、实验步骤
1. 将三通活塞旋至两通位置，使数字式低真空测压仪与 大气相通，预热10分钟后按置零键，使测压仪示值为 零，将单位转换开关打到kPa。 2. 打开活塞1，关闭其余所有活塞；启动真空泵，再缓缓 打开活塞4、5，并将三通活塞缓缓旋至测压仪仅与测 压系统相通而与大气不通，使系统逐步抽真空；约5分 钟后，关闭活塞5、4。 3. 关闭活塞1，氨基甲酸铵分解速度加快，零压计右液面 开始下降，出现了压差。为了消除零压计中的压差， 维持零压，先将活塞3旋转180度，使空气进入毛细管 E，再将活塞2旋转180度，此时毛细管E中的空气经过 缓冲管G降压后进入零压计左管上方。如此反复操 作，直至零压计中液面基本相平。
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4.调节空气恒温箱温度为25.0±0.3℃（系统加热前应先 打开恒温箱内的风机。升温时加热电压为180V左右， 恒温时电压为50～100V左右。因为空气热容较小，所 以恒温精度要求为±0.3℃。) 5. 随着温度升高，零压计中右液面不断降低。按照步骤3 所述方法反复操作活塞2、3（若空气放入过多导致左 液面低时亦可按照同样方法操作活塞4、5），最终使 零压计中左右液面完全相平，且在所设定温度下不随 时间而改变，则证明氨基甲酸铵分解已达平衡，记录 下测压仪所显示的平衡总压差Δp。 6. 将空气恒温箱分别调到30℃、35℃、40℃，同上述实 验步骤操作，记录各温度下平衡总压差。 7. 先打开活塞6通大气，然后关闭真空泵。记录实验室当 前大气压。
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112 姓名姚志杰序号_____29_同组姓名金鹏田飞成罗斌_ 指导老师付志强姚利辉实验日期2013 4 8实验名称实验四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、实验原理三、实验仪器与药瓶仪器：实验装置一套（如图9.2所示）；氨基甲酸铵（自制）: U型压差计；.玻璃钢水浴； 加热器；搅拌器；等压计；温度计；感温元件；缓冲瓶；三通旋塞；毛细管；温度指示控制仪。
试剂：氨基甲酸铵、液体石蜡。
四、实验步骤1. 检漏按图所示安装仪器。
将烘干的小球和玻璃等压计相连，开动真空泵，当测压仪读数约为-94kPa～-95kPa，关闭三通活塞。
检查系统是否漏气，待10min 后，若测压仪读数没有变化，则表示系统不漏气，否则说明漏气，应仔细检查各接口处，直到不漏气为止。
2. 装样品确定系统不漏气后，取下干燥的球状样品管装入氨基甲酸铵粉末，与已装好液体石蜡的等压计连好，再按图示装好。
3. 测量调节恒温槽温度为25℃。
开启真空泵，将系统中的空气排出，约1min 后，关闭二通活塞，然后缓缓开启三通活塞，将空气慢慢分次放入系统，直至等压计两边液面处于水平时，立即关闭三通活塞，若5min内两液面保持不变，即记下低真空测压仪的读数，即是氨基甲酸胺分解的平衡压力。
4. 重复测量重复步骤3操作，如果两次测定结果差值小于0.2kPa，可进行下一步实验。
5. 升温测量调节恒温槽温度，用同样的方法继续测定30℃、35℃、40℃、45℃时的分解压力。
6. 复原实验完毕，将空气放入系统中至测压仪读数为零，切断电源、水源。
五、数据记录与处理室温：21.5 ℃大气压：100.66kpa由图可知K=-212722127221272*8.314=146.855KJ/mol查阅资料知25℃氨基甲酸铵分解的∆rHӨ m=159.32kJ/mol,实验结果偏小，1、从㏑KPθ对1/T作图的结果来看，实验误差较小，实验结果能较好地符合理论值。
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。
反应平衡常数的测定 氨基甲酸铵分解
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 )。
氨基甲酸铵分解反应标准平衡常数的测定49730
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= 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 。
设平衡总压为p ，则23p =3NH p ；213co p p =代入式（3-2），得到 34(/)27K p p θθ=（3-3） 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 r mp H K C RTθθ∆=-+ （3-4） 式中，r m H θ∆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（3-4），只要测出几个不同温度下的，以ln p K θ对1/T 作图，所得直线的斜率即为/r m H R θ-∆，由此可求得实验温度范围内的r m 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 mS θ∆： ln r m p G RT K θθ∆=- （3-5）r m r mr m H G S Tθθθ∆-∆∆= （3-6）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标准平衡常数测定
宁 波 工 程 学 院 物理化学实验报告实验名称 氨基甲酸铵分解反应标准常数的测定一、 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氨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（NH 2COONH 4）是白色固体，是合成尿素的中间产物，很不稳定，NH 2COONH 4的分解反应式为：NH 2COONH 4=== 2NH 3↑＋CO 2↑该反应为复相反应，该反应正逆向都容易进行，在封闭体系中很容易达到平衡，其标准平衡常数可近似表示为：⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡= p p p p K 2CO 23NH p(1)式中，P NH 3、P CO 2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。
体系总压： p ＝p NH 3＋p CO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） 因此可知，当体系达平衡后，测定其总压力p ，即可计算出平衡常数K p 温度对平衡常数的影响一般都很明显，其定量关系为：2m pd ln d RT H TK r∆= (4) 式中，T 为热力学温度；Δr H Ө m 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 Ө m 可视为与温度无关的常数，由(4)式积分得：C RTH Kr +∆-=m pln (C 为积分常数)(5)若以ln K Ө p 对1/T 作图，应为一直线，其斜率为-Δr H Ө m /R 。
由此可求出Δr H Ө m 。
在一个小的温度区间内，也可用此式计算出此温度区间的平均Δr H Ө m 。
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 Ө m ，Δr G Ө m ＝－RT ln K Ө p (6)利用实验温度范围内的平均等压热效应Δr H Ө m 及等温下的自由能变Δr G Ө m ，可近似地计算出该温度下的标准熵变Δr S Ө mTG H S r r rmm m∆-∆=∆ (7)综上所述：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 Ө p ，Δr H Ө m ，Δr G Ө m (T )，Δr S Ө m (T )。
实验五氨基甲酸铵分解反应平衡常数的测定
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。
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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:101.76kPa
l n K p y
1/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*103
Δr H m=138.86KJ／mol
计算25℃时氨基甲酸铵的Δr G m和Δr S m
Δr 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。
2 本实验中，氨基甲酸铵的分解压是如何测定的？
答：根据数字测压仪测出真空度，再求出总压，由道尔顿分压定律求出分压。