一、實驗目的和要求
　　1、熟悉用等壓法測定固體分解反應的平衡壓力.
　　2、掌握真空實驗技術.
　　3、測定氨基甲酸銨分解壓力,計算分解反應平衡常數(shù)及有關熱力學函數(shù).
　　二、實驗內容和原理
　　氨基甲酸銨是是合成尿素的中間產(chǎn)物,白色固體,不穩(wěn)定,加熱易發(fā)生如下的分界反應：
　　該反應是可逆的多相反應.若將氣體看成理想氣體,并不將分解產(chǎn)物從系統(tǒng)中移走,則很容易達到平衡,標準平衡常數(shù) 可表示為：
　　系統(tǒng)的總壓等于NH3和CO2的分壓之和,從化學反應計量方程式可知：CO2分壓占總壓的1/3,代入上式可得：
　　根據(jù)克勞修斯-克拉培龍方程的積分式可得：
　　(在此溫度范圍內 視為常數(shù))
　　反應的標準摩爾吉布斯函數(shù)變化與標準平衡常數(shù)的關系為：
　　用標準摩爾熱效應和標準摩爾吉布斯函數(shù)變可近似地計算該溫度下的標準熵變：
　　因此,由實驗測出一定溫度范圍內不同溫度T時氨基甲酸銨的分解壓力（即平衡總壓）,可分別求出標準平衡常數(shù) 及熱力學函數(shù):標準摩爾熱效應、標準摩爾吉布斯函數(shù)變化及標準摩爾熵變.
　　三、主要儀器設備
　　儀器：等壓法測分壓裝置；數(shù)字式低真空測壓儀
　　試劑：氨基甲酸銨；硅油
　　如圖：
　　四、操作方法和實驗步驟
　　1、讀出大氣壓和室溫.
　　2、打開恒溫水浴開關,設定溫度為25℃.
　　3、抽空：
　　打開平衡閥與進氣閥,旋轉玻璃活塞,使兩個活塞為全通.打開氨基甲酸銨分解反應平衡常數(shù)測定儀,使單位調為Kpa,按置零鍵置零.打開真空泵,待泵運轉正常后,關閉玻璃放空活塞,觀察氨基甲酸銨分解反應平衡常數(shù)測定儀上的讀數(shù),待壓力計讀數(shù)與大氣壓相近時,關閉玻璃活塞,打開玻璃放空活塞后,關閉真空泵,關閉進氣閥.
　　4、測量：
　　關閉平衡閥,緩慢打開平衡調節(jié)閥1放入空氣,觀察U型管兩端液面相等（1分鐘不變,因為是化學反應調平后還會動,直到不動為止）時,關閉平衡閥,記錄下溫度和氨基甲酸銨分解反應平衡常數(shù)測定儀上的讀數(shù).25℃下的做兩次,要求每次測定的氣壓相差在5%以內,否則要從新做.
　　打開恒溫槽上的加熱開關,打開攪拌開關,設置溫度比上一個溫度高5℃.測定方法同上,共做4組.
　　當4組數(shù)測完后,打開平衡閥1,打開平衡閥2,打開進氣閥,打開玻璃活塞,關閉恒溫槽及氨基甲酸銨分解反應平衡常數(shù)測定儀電源,實驗結束.
　　五、實驗數(shù)據(jù)記錄和處理
　　實驗溫度：13.4℃,大氣壓：102.64Kpa 169418.125
　　溫度
　?。ā妫?低真空測壓儀示數(shù)（Kpa） 分界反應總壓（Kpa） 平衡常數(shù)
　　G(J/mol) S(J•mol-1•K-1)
　　25 91.85 10.79 0.000186106 21293.1381 496.81364
　　30 86.84 15.80 0.000584343 18766.5538 496.95389
　　35 79．74 22.90 0.00177911 16224.2762 497.14051
　　40 70.60 32.04 0.00487275 13862.8561 496.74363
　　以1/T對lnK作圖得到如下結果：
　　根據(jù)上圖中直線斜率可得 =20375×8.315=169418.125 J/mol,氨基甲酸銨分解反應的ΔG和ΔS見數(shù)據(jù)處理中表格
　　查閱資料知25℃氨基甲酸銨分解的 =159.32kJ/mol.
　　相對誤差 Er=|159.32-169.42|/159.32=6.34%
　　七、實驗心得與討論
　　1、恒溫槽不必正是25.0℃,只要控制一個接近25.0℃的溫度即可,但一定要保證溫度波動較小.因為體系的溫度變化會較大程度地改變氨基甲酸銨的分解壓.
　　2、試驗過程中放進空氣的操作要緩慢,以避免空氣穿過等壓管汞柱進入平衡體系中,這也是保證試驗順利進行的重要操作之一.
　　3、為檢查25.0℃時是否真正達到平衡,也為了檢查小球內空氣是否置換完全,要求第一次做好后,放入空氣,再次抽氣并調節(jié)至平衡,重復測定一次,兩次測定允許誤差在5%以內,若不一致還要抽氣五分鐘,直到兩次結果一致為止.
　　【思考題】：
　　1、如何檢查系統(tǒng)是否漏氣?
　　答：關閉真空泵,關閉閥門,觀察平衡常數(shù)測定儀的示數(shù)是否變化,若變化則說明系統(tǒng)漏氣,若變化過快,則需要檢查裝置重新抽氣.
　　2、什么叫分解壓?
　　答：固體或液體化合物發(fā)生分解反應,在指定的溫度下達到平衡時,所生成的氣體的總壓力,稱為分解壓.
　　3、怎樣測定氨基甲酸銨的分解壓力?
　　答：在真空中使氨基甲酸銨的分解達到平衡,這是系統(tǒng)的總壓即為氨基甲酸銨的分解壓.
　　4、為什么要抽凈小球泡中的空氣?若系統(tǒng)中有少量空氣,對實驗結果有何影響?
　　答：需要測定的只是的反應產(chǎn)生的氣體的壓力,即氨氣和二氧化碳的總壓,所以空氣排除得越干凈,得到的數(shù)據(jù)結果就越準確.如果系統(tǒng)中有少量空氣,得到的蒸氣壓數(shù)據(jù)就會偏大,平衡常數(shù)就會偏大.
　　5、如何判斷氨基甲酸銨分解已達平衡?
　　答：U型等壓計兩臂的液面無論是否等高,在1min內,液面不再變化即可認為反應體系已達平衡.
　　6、根據(jù)哪些原則選用等壓計中的密封液?
　　答：應選用蒸氣壓很小且不與系統(tǒng)中物質發(fā)生化學作用的液體.
　　7、當使空氣通入系統(tǒng)時,若通得過多有何現(xiàn)象出現(xiàn)?如何克服?
　　答：反應體系將漏入空氣.因此通氣速率一定要慢,如將氣泡引入,重新抽完全重新做.