实验七 氨基甲酸铵的分解平衡
一．实验目的：用等压法测定氨基甲酸铵的分解压历，并计算此分解反应的有关热力学函数。
二．实验原理：
氨基甲酸铵的分解平衡可用下式表示：
NH4CO2NH2（固）=2NH3（气） + CO2（气）
根据推导，得到下式：
K0 = 4/27*（p/p0）3 （1）
因此，测得给定温度下的平衡压力后，即可按(1)式计算出平衡常数K0.
当温度变化的范围不大时,测得不同温度下的K0,可按
lg K0 = -△Hrm0/2.303RT + C
求得实验温度范围内的△Hm0。
根据△Grm0=-RTlnK0的关系式，可求得给定温度下的△Gm0。
已知△Hrm0和△Grm0就可根据△Grm0=△Hrm0—T△Srm0的关系求得△Srm0。
三、仪器和试剂
仪器：真空泵，缓冲瓶、干燥塔、恒温槽、冷陷、等压计、测压仪
试剂：化学纯氨基甲酸铵、液体石蜡
四．实验装置
五．实验步骤
1．检查系统气密性。
2．装样： 将氨基甲酸铵粉末装入等压计盛样小球中，用橡皮筋与U型管固定。U型管中加适量液体石蜡作密封液。
3．测量
将等压计小心与真空系统连接好，并固定在恒温槽中。调节恒温槽的温度为25℃，开动真空泵，开启抽气阀1，缓缓开启抽真空阀2，排尽其中的空气，关闭抽气阀2和1，缓缓开启放空阀，小心地将空气放入系统，直至U型管两侧液面等高，立即关闭旋塞，观察液体石蜡面，反复多次地重复放气操作，直至石蜡液面齐平，保持3min不变，读取此时的△P、T值及大气压，并记录。
4．重复测量
为了检验氨基甲酸铵的容器内空气是否置换完全，可再使系统与缓冲瓶相连，让盛样小球继续排气10min后，按上述操作测定氨基甲酸铵的分解压力，若两此测定结果相差小于200Pa，可进行下一步实验。
5．升温测量
调节恒温槽的温度30℃，再升温过程中逐渐缓慢放入空气，使分解的气体不至于通过液体石蜡鼓泡。恒温10min。最后至U型管两臂液体石蜡面齐平并保持3min不变，即可读测压仪读数及恒温槽读数。同法测定35℃、40℃、45℃的分解压。
6．实验完毕，缓缓打开放空阀，将空气慢慢放入系统，使体系解除真空。关闭测压仪，拔下电源插头，换水。
六．注意事项：打开放空阀时一定要缓慢进行，小心操作。若放空气速度太快或放气量太多，易使空气倒流，即空气将进入到氨基甲酸铵分解的反应瓶中此时试验需重做。
七．结果与讨论
室温： ℃；大气压 Kpa。
1．将所测得的不同温度下氨基甲酸铵的分解压（表1）进行校正后，计算分解反映的平衡常数K0。
2．作lnK0-1/T图，应为一直线，并有斜率计算氨基甲酸铵分解反应的等压反应热效应△Hrm0。
3．计算25℃时氨基甲酸铵分解反应的△Grm0和△Srm0。
表1．不同温度时的氨基甲酸铵分解压
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温度 |
测压仪读数/KPa |
分解压/KPa |
K0 |
ln K0 |
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T/℃ |
T/K |
1/T（K-1） |
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