宁波工程学院
物理化学试验汇报
专业班级姓名序号
同组姓名指导老师试验日期.3.16
试验名称试验三氨基甲酸铵分解反应标准平衡常数测定
试验目
掌握测定平衡常数一个方法。
用等压法测定氨基甲酸铵分解压力并计算分解反应相关热力学常数。
二、试验原理
氨基甲酸铵分解可用下式表示:
Kp=P2NH3×PCO2（3-1）
未达成平衡时体系总压为p,则:
PNH3=,PCO2=
(3-2)
体系达成平衡后:温度对平衡常数定量关系为:
(3-3)
式中,为该反应标准摩尔反应焓,R为摩尔气体常数,C为积分常数。依据式（3-3）,只要测出多个不一样温度下,以对1/T作图,所得直线斜率即为,由此可求得试验温度范围内。
利用以下热力学关系式还能够计算反应标准摩尔吉氏函数改变和标准摩尔熵变:
(3-4)
(3-5)
三、试验仪器和试剂
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
试剂:氨基甲酸铵,液体石蜡。
装置
等压法测氨基甲酸铵分解压装置图
四、试验步骤
1
读出大气压和室温。
2
恒温槽中加水至没过样品管和等压计,打开恒温水浴开关,设定温度为25℃,
3
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。慢慢旋转活塞13,慢慢放入空气进入体系,使U型等压计液面水平（注意:切不可使空气进入过快,避免空气进入样品管）。若1分钟内保持液面水平不变,记下低真空测压仪读数,0.1kpa之内,则可改变温度,继续进行试验;若第二次结果偏差较大,说明第一次空气没有抽净,应在反复一次。若平衡保持不住,可检验是否有漏气地方。
4
打开恒温槽上设置开关,设置温度比上一个温度高5℃。测定方法同上,共做25℃、30℃、35℃、40℃、
5
当5组数测完后,关闭活塞13,使活塞12与样品管断开预防液体倒吸保护剩下氨基甲酸铵。将测压仪NH3和CO2抽净,关闭活塞11,使活塞10放空后方可关泵。
五、试验数据统计与处理
表一:
室温/℃
大气压（试验前）
/kPa
大气压（试验后）/kPa
数值
16.9
101．38
101.46
平均值
16.9
101.42
表二:
t/℃
1/T(K-1)
真空度ΔP/(KPa)
分解压
P/(KPa)
KpΘ
lnKpΘ
25
0.00335
-89.51
11.91
2.41×10-4
-8.33
30
0.00330
-84.85
16.57
6.48×10-4
-7.34
35
0.00325
-77.99
23.43
1.83×10-3
-6.25
40
0.00319
-68.54
32.88
5.06×10-3
-5.29
45
0.00314
-55.80
45.62
1.35×10-2
-4.31
lnKpΘ对1/T(K-1)曲线图
(1)所得直线斜率B=-19010.66856,截距A=55.40463;
即=-19010.66856;
所以△rHmΘ=158.05kJ/mol;
查阅资料知25℃氨基甲酸铵分解△rHmΘ
相对误差=（测量值-真实值）/真实值=(158.05-159.32)/159.32×100%=-0.80%
(2)计算25℃时△rGm
依据（3-4）式可求出△rGmΘ;
已知25℃时T=298.15K,lnKpΘ=-8.33
△rGmΘ=-8.314×298.15×(-8.33)=20.649kJ/mol
同理可得:
30℃时,△rGmΘ
35℃时,△rGmΘ
40℃时,△rGmΘ
45℃时,△rGmΘ
(3)计算△rSmΘ
依据式（3-5）,
25℃时T=298.15K△rHmΘ=158.05kJ/mol
=（158.05-20.649)/298.15=460.85J/mol?K
同理可得:
30℃时,△rSmΘ
35℃时,△rSmΘ
40℃时,△rSmΘ
45℃时,△rSmΘ
六、结果与讨论
结果:
△rHmΘ
kJ/mol
△rGmΘ
kJ/mol
△rSmΘ
J/mol?K
△rHmΘ相对误差
25℃
158.05
20.649
460.85
-0.80%
30℃
18.500
460.33
35℃
16.012
460.94
40℃
13.773
460.73
45℃
11.400
460.95
讨论: