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甲酸铵分解实验装置
发布时间：2022-05-29 08:51:24『壹』 氨基甲酸铵分解反应平衡常数的测定为什么要抽净小球泡中的空气
需要测定的是反应产生的气体的压力，即NH3和CO2的总压。如果系统中有少量空气，得到的蒸气压数据就会偏大，平衡常数就会偏大。
白色正方晶系，柱状、板状或片状结晶性粉末。在干燥空气中稳定，但在湿空气中则放出氨而变成碳酸氢铵。在室温下略有挥发，59℃时分解为氨及二氧化碳。在密封管中加热至120～140℃时，则失去水变为尿素。
溶解度：在100g水中为66.6g。能溶于乙醇。市售商品碳酸铵（ammoniumcarbonate）实际就是本品与碳酸氢铵的复盐。
(1)甲酸铵分解实验装置扩展阅读：
制备：
在1L未镀银的硬质玻璃杜瓦瓶中，放入约400mL无水液态氨。塞上带一根弯曲毛细管的塞子，以防止水蒸气在液氨表面上凝聚，毛细管用作氨蒸气的凝气装置。 将干冰（固体二氧化碳）打成碎末，慢慢加至液态氨中。
继续加入干冰至混合物呈半融的雪浆状。蒸去过量的氨，氨基甲酸铵即留存为块状物。将其转移至真空干燥器中，在略为减压条件下保存24h，待残留的氨逸散和少量氨基甲酸铵分解后，即转变为粉末状固体。用400mL液氨可制得200～300g氨基甲酸铵。
『贰』 氨基甲酸铵（NH2COONH4）是一种白色固体，受热易分解．某小组模拟制备氨基甲酸铵，反应如下（且温度对反
（1）把浓氨水滴入到固体氧化钙或氢氧化钠，在溶解过程中放热使浓氨水分解生成氨气，故答案为：浓氨水与生石灰或氢氧化钠固体等；
（2）①反应2NH3（g）+CO2（g）?NH2COONH4（s）+Q，是放热反应，降温平衡正向进行，温度升高；发生器用冰水冷却提高反应物质转化率，防止生成物温度过高分解；液体石蜡鼓泡瓶的作用是控制反应进行程度，控制气体流速和原料气体的配比，故答案为：降低温度，提高反应物转化率（或降低温度，防止因反应放热造成产物分解）；通过观察气泡，调节NH3与CO2通入比例；
②制备氨基甲酸铵的装置如图3所示，把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中，分离产品的实验方法利用过滤得到，氨基甲酸铵（NH2COONH4）是一种白色固体，易分解、不能加热烘干，应在真空40℃以下烘干；
故答案：过滤；c；
（3）①根据实验目的，检验氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种，通过向试管中加入过量的BaCl2溶液，静置溶液不变浑浊，证明固体中不含碳酸铵；在不含碳酸铵的基础上在通过向试管中加入少量澄清石灰水，看溶液是否变浑浊证明固体中是否含有碳酸氢铵，故答案为：
| 实验步骤 | 预期现象和结论 |
| 步骤3：少量澄清石灰水 | 溶液变浑浊 |
| 1.97 |
| 197 |
| 3.95?0.01×79 |
| 78 |
则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数=
| 0.04 |
| 0.04+0.01 |
『叁』 氨基甲酸铵分解平衡常数的测定和纯液体饱和蒸汽压实验都使用等压计,测定的体系和方法有何区别
零压计灵敏度高,如果直接用汞压力计测量可能当系统压力微笑变化时,汞柱变化不明显导回致读数答不准确。氨基甲酸铵为化学工业中尿素生产过程的生成物，被加热为尿素。氨基甲酸铵为有毒物品，毒性分级是中毒，急性毒性为静脉-大鼠 LD50: 39 毫克/公斤，静脉-小鼠 LD50: 77 毫克/公斤。可燃，燃烧放出有毒氮氧化物和氨气。
『肆』 急求 氨基甲酸铵的分解反应 实验报告
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及有关热力学函数。
二、实验内容和原理
氨基甲酸铵是是合成尿素的中间产物，白色固体，不稳定，加热易发生如下的分界反应：
该反应是可逆的多相反应。若将气体看成理想气体，并不将分解产物从系统中移走，则很容易达到平衡，标准平衡常数 可表示为：
系统的总压等于NH3和CO2的分压之和，从化学反应计量方程式可知：CO2分压占总压的1/3，代入上式可得：
根据克劳修斯-克拉培龙方程的积分式可得：
(在此温度范围内 视为常数)
反应的标准摩尔吉布斯函数变化与标准平衡常数的关系为：
用标准摩尔热效应和标准摩尔吉布斯函数变可近似地计算该温度下的标准熵变：
因此，由实验测出一定温度范围内不同温度T时氨基甲酸铵的分解压力（即平衡总压），可分别求出标准平衡常数 及热力学函数:标准摩尔热效应、标准摩尔吉布斯函数变化及标准摩尔熵变。
三、主要仪器设备
仪器：等压法测分压装置；数字式低真空测压仪
试剂：氨基甲酸铵；硅油
如图：
四、操作方法和实验步骤
1、读出大气压和室温。
2、打开恒温水浴开关，设定温度为25℃。
3、抽空：
打开平衡阀与进气阀，旋转玻璃活塞，使两个活塞为全通。打开氨基甲酸铵分解反应平衡常数测定仪，使单位调为Kpa，按置零键置零。打开真空泵，待泵运转正常后，关闭玻璃放空活塞，观察氨基甲酸铵分解反应平衡常数测定仪上的读数，待压力计读数与大气压相近时，关闭玻璃活塞，打开玻璃放空活塞后，关闭真空泵，关闭进气阀。
4、测量：
关闭平衡阀，缓慢打开平衡调节阀1放入空气，观察U型管两端液面相等（1分钟不变，因为是化学反应调平后还会动，直到不动为止）时，关闭平衡阀，记录下温度和氨基甲酸铵分解反应平衡常数测定仪上的读数。25℃下的做两次，要求每次测定的气压相差在5%以内，否则要从新做。
打开恒温槽上的加热开关，打开搅拌开关，设置温度比上一个温度高5℃。测定方法同上，共做4组。
当4组数测完后，打开平衡阀1，打开平衡阀2，打开进气阀，打开玻璃活塞，关闭恒温槽及氨基甲酸铵分解反应平衡常数测定仪电源，实验结束。
五、实验数据记录和处理
实验温度：13.4℃，大气压：102.64Kpa 169418.125
温度
（℃） 低真空测压仪示数（Kpa） 分界反应总压（Kpa） 平衡常数
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对lnK作图得到如下结果：
根据上图中直线斜率可得 =20375×8.315=169418.125 J/mol，氨基甲酸铵分解反应的ΔG和ΔS见数据处理中表格
查阅资料知25℃氨基甲酸铵分解的 =159.32kJ/mol。
相对误差 Er=|159.32-169.42|/159.32=6.34%
七、实验心得与讨论
1、恒温槽不必正是25.0℃，只要控制一个接近25.0℃的温度即可，但一定要保证温度波动较小。因为体系的温度变化会较大程度地改变氨基甲酸铵的分解压。
2、试验过程中放进空气的操作要缓慢，以避免空气穿过等压管汞柱进入平衡体系中,这也是保证试验顺利进行的重要操作之一。
3、为检查25.0℃时是否真正达到平衡,也为了检查小球内空气是否置换完全,要求第一次做好后，放入空气，再次抽气并调节至平衡,重复测定一次，两次测定允许误差在5%以内，若不一致还要抽气五分钟，直到两次结果一致为止。
【思考题】：
1、如何检查系统是否漏气？
答：关闭真空泵，关闭阀门，观察平衡常数测定仪的示数是否变化，若变化则说明系统漏气，若变化过快，则需要检查装置重新抽气。
2、什么叫分解压？
答：固体或液体化合物发生分解反应，在指定的温度下达到平衡时，所生成的气体的总压力，称为分解压。
3、怎样测定氨基甲酸铵的分解压力？
答：在真空中使氨基甲酸铵的分解达到平衡，，这是系统的总压即为氨基甲酸铵的分解压。
4、为什么要抽净小球泡中的空气？若系统中有少量空气，对实验结果有何影响？
答：需要测定的只是的反应产生的气体的压力，即氨气和二氧化碳的总压，所以空气排除得越干净，得到的数据结果就越准确。如果系统中有少量空气，得到的蒸气压数据就会偏大，平衡常数就会偏大。
5、如何判断氨基甲酸铵分解已达平衡？
答：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。
6、根据哪些原则选用等压计中的密封液？
答：应选用蒸气压很小且不与系统中物质发生化学作用的液体。
7、当使空气通入系统时，若通得过多有何现象出现？如何克服？
答：反应体系将漏入空气。因此通气速率一定要慢，如将气泡引入，重新抽完全重新做。
『伍』 某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵（NH2COONH4）分解反应平衡常数和水解反应速率的测定．将一定量纯净的
（1）A．2v（NH3）═v（CO2），不能说明正逆反应速率相等，不一定是平衡状态，故A错误；
B．反应是一个前后系数和变化的反应，密闭容器中总压强不变，证明达到了平衡状态，故B正确；
C．密闭容器中混合气体的密度ρ=
| m |
| V |
D．密闭容器中氨气的体积分数不变，不能证明达到平恒状态，故D错误．
故选BC；
（2）反应NH2COONH4（s）?2NH3（g）+CO2（g）的K=c2（NH3）?c（CO2），设二氧化碳浓度的变化量x，
NH2COONH4（s）?2NH3（g）+CO2（g）
初始浓度：0 0
变化浓度：2x x
平衡浓度：2x x
则3x=4.8×10-3mol/L，即x=1.6×10-3mol/L，K=1.6×10-3mol/L×（3.2×10-3）2≈1.6×10-8（mol?L-1）3，故答案为：c2（NH3）?c（CO2），；1.6×10-8（mol?L-1）3；
（3）若在恒温下压缩容器体积，则会将压强增大，平衡向左移动，固体质量增大，故答案为：增加；
（4）根据表中的数据分析：温度越高，则平衡气体的总浓度越大，所以升高温度，平衡正向移动，反应是吸热的，反应物是固体，产物是气体，该反应是熵增加的过程，即△H＞0，△S＞0，故答案为：＞；＞．
『陆』 氨基甲酸铵（NH 2 COONH 4 ）是一种白色固体，易分解、易水解，可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴
| （1） 浓氨水与生石灰（氢氧化钠固体等） （2分，合理即给分） （2）降低温度，提高反应物转化率（或降低温度，防止因反应放热造成产物分解）（2分） （3） 通过观察气泡，调节NH 3 与CO 2 通入比例 （1分） （4）过滤 c（各1分，共2分） （5）防止倒吸；吸收多余氨气、防止空气中水蒸气进入反应器使氨基甲酸铵水解（各1分，共3分） （6）0.80或80%（有效数字没有考虑扣1分）（2分） 『柒』 氨基甲酸铵（NH 2 COONH 4 ）是一种白色固体，易分解、易水解，可用作肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴
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