氨基甲酸铵分解反应平衡常数的测定.doc

专业：_化工_姓名：_王小龙_学号：_3060902052_地点：紫金港化学实验中心楼实验报告课程名称：大学化学实验P 指导老师：_冷文华_ _ 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（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Kp及有关的热力学函数。 （4） 学习测定液体饱和蒸气压的方法，了解蒸气压数据的应用二、 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: NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(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: (1) 式中， 分别表示NH3和CO2平衡时的分压，其单位为Pa。 设平衡时总压为p，由于1molNH2COONH4(s)分解能生成2molNH3(g)和1molCO2(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 之和，即: 则: (2) (2)式代入(1)式得:(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: (4) 式中，T为热力学温度；rHm为标准反应热效应。 当温度在不大的范围内变化时，rHm可视为常数，由(4)式积分得: (5) 式中C为积分常数。 P.实验名称：_姓名：_学号：_ 若以 作图，得一直线，其斜率为 ，由此可求出 。 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 为159103Jmol-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。 由实验求得某温度下的平衡常数 后，可按下式计算该温度下反应的标准吉布斯自由能变化 ， (6) 利用实验温度范围内反应的平均等压热效应 和某温度下的标准吉布斯自由能变化 ，可近似计算出该温度下的熵变 (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 。三、主要仪器设备 仪器：等压法测分解压装置；数字式低真空测压仪 试剂：氨基甲酸铵；邻苯二甲酸二壬酯或硅油四、操作方法、实验步骤及现象（1）检漏 将烘干的小球泡或特制容器与真空胶管连好，开动真空泵，检查旋塞位置并使系统与真空泵相连接，几分钟后，关闭旋塞停止抽气，检查系统是否漏气。待10min后，若数字式低真空测压仪或水银柱压力计读数基本不变，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）装样品待系统不漏气后，放空气到系统中，用特制的小漏斗将氨基甲酸按粉末装入另一只盛样小球泡中，乳胶管连接小球泡和等压计，并用金属丝扎紧乳胶管两端。 （3）测量 将等压计小心与真空系统连好，并固定在恒温槽中。调节恒温槽温度为(25.00.1)，开启真空泵，将系统中的空气排出，约15min后，关闭旋塞，停止抽气。缓缓开启旋塞接通毛细管，小心地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，立即关闭旋塞，观察硅液面，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。 （4）重复测量为了检验盛氨基甲酸铵的容器内空气是否置换完全，可再使系统与真空泵相连，在开泵12分钟后，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测定分解压力。如两次测定结果压力差相差小于200Pa，可进行下一步实验。（5）升温测量调节恒温槽温度为(30.00.1)，在升温过程中逐渐从毛细管缓慢放入空气，使分解的气体不至于通P.实验名称：_姓名：_学号：_ 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，即可读测压仪及恒温槽温度。同法测定35.0、40.0时的分解压（6）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室温：20.0 大气压：101.63KPa温度测压仪读数/kPa分解压/kPaKln Kt/T/K1/T /K-125298.150.003354-89.1312.50.000289-8.1478730303.150.003299-83.0718.560.000947-6.9620335308.150.003245-75.8025.830.002553-5.9704440313.150.003193-64.5937.040.007529-4.88906作lnK-1/T图如下：xy0.003354-8.147870.003299-6.962030.003245-5.970440.003193-4.88906 =-20053故：=166720.642J/mol=166.721KJ/mol25摄氏度时：= 8.314*298.15*-8.18662=20293.15J/mol=20.293KJ/molP.实验名称：_姓名：_学号：_ = (166.721-20.293)/ 298.15=0.491122KJ/（molK）六、实验结果与分析 由计算可知，=166.721KJ/mol25时：=20.293KJ/mol=0.491122KJ/（molK）七、讨论、心得