宁波工程学院物理化学实验报告专业班级化工班姓名序号实验日期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实验目的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。实验原理1、实验原理氨基甲酸铵(NH2COONH4)是合成尿素的中间体，白色固体，很不稳定，易于分解为NH3和CO2：NH2COONH4＝2NH3↑＋CO2↑其平衡常数为Kp=P2NH3*PCO2。设未达到平衡时体系的总压力为P，由于P＝PNH3＋PCO2，而PNH3＝2PCO2，故有：PNH3＝2/3P，PCO2＝1/3P，代入上式中有：KP＝4/27*P3，即有KPθ＝4/27*（P/Pθ）3。因此可知当体系达平衡后，测定其总压力P即可算出平衡常数KP、KPθ。若反应物与产物性质类似，△CP可近似看作零，△rHmθ为与温度无关的常数，则有：㏑KPθ＝-△rHmθ/RT＋C以㏑KPθ对1/T作图，应为一条直线，其斜率为-△rHmθ/R，由此可求出△rHmθ。由标准平衡常数可求出该温度下的△rGmθ，继而可求出标准熵变△rSmθ。2、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）实验仪器、试剂1、实验仪器：循环水泵，低真空数字测压仪，等压计，恒温槽一套，样品管。2、实验试剂：氨基甲酸铵，液体石蜡。实验步骤1、将氨基甲酸铵装入干燥的球形样品管，与已装好液体石蜡的等压计连好。2、开动循环水泵，进行抽真空处理，至低真空测压仪示数约为-95～-96KPa，关闭活塞11，检查体系气密性。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25℃。4、旋转活塞11，抽吸大约1分钟，把样品管中空气抽走，然后关闭活塞11.缓慢旋转活塞13，将空气慢慢放入体系，使U型等压计液面水平。若5分钟内保持液面水平不变，记下低真空测压仪读数。然后关闭活塞13，再重复一次，如果二次结果相差在0.2KPa之内，则可改变温度，继续进行实验；若二次结果偏差较大，则需重复实验。5、用同样方法测30℃、35℃、40℃、45℃分解压力。6、实验完成后，关闭活塞13，使活塞12与样品管断开，以保护剩余氨基甲酸铵。将测压仪的NH3和CO2抽净，关闭活塞11，使活塞10放空后方可关泵。数据记录与处理1、实验数据记录室温：12.4℃大气压：101.42KPa表1不同温度下的标准平衡常数t/℃1/T真空度△P分解压PKPθ㏑KPθ253.354×10-3-85.81（均值）15.615.402×10-4－7.524303.299×10-3-83.1318.298.689×10-4－7.048353.245×10-3-77.9823.441.829×10-3－6.304403.193×10-3-68.2633.165.178×10-3－6.304453.143×10-3-56.5744.850.0128－4.357实验数据处理：根据表中数据，以㏑KPθ对1/T作图，得到的图如下图所示：斜率K=-16839∵∴=16839*8.314=140.00*103KJ/mol查阅资料知25℃氨基甲酸铵分解的ΔrHeq\o(\s\up5(Ө),\s\do2(m))=159.32kJ/mol，实验结果偏大故相对误差=|159.32-140.00|/159.32=0.1213=12.13%当T=298.17K时△G=-RTlnK=1.87*104J/mol△S=（△H-△G）/T=(1.40*105-1.87*104)/298.17=406.81J/mol六、实验结果与讨论从㏑KPθ对1/T作图的结果来看，实验所测得的△Hm比理论值大，误差产生的主要原因有：开始时系统中空气未完全被抽净；通入空气过量，使读数时液柱未相平，外侧液柱高于内侧液柱；测压仪读数不稳定造成读数误差；在调节两管液面在同一水平面上时，由于等的时间不够长，导致△rSmθ产生误差。七、注意事项1.要抽净小球泡中的空气，若系统中有少量空气，得到的蒸气压数据就会偏大，平衡常数就会偏大。2.判断平衡时，U型等压计两臂的液面无论是否等高，在1min内，液面不再变化即可认为反应体系已达平衡。3.密封液应选用蒸气压很小，密度小，粘度小且不与系统中物质发生化学作用的液体。八、思考题1.若体系有漏气的地方会发生什么现象？U型管中气体无法到达平衡。2.当空气通入体系时，若通得过多有何现象出现？怎么办？现象：密封液被压到样品管中，与氨基