利用實(shí)驗(yàn)教學(xué)探究勒夏特列原理的內(nèi)涵

甘肅省民勤縣第四中學(xué)(733399) 白俊杰

1 勒夏特列原理的內(nèi)容

如果改變影響平衡的一個(gè)條件(如濃度、壓強(qiáng)、溫度等),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。

2 實(shí)驗(yàn)探究

2.1 探究濃度的變化對(duì)平衡移動(dòng)的內(nèi)涵

2.1.1 實(shí)驗(yàn)操作

取3支試管分別標(biāo)記1號(hào)、2號(hào)、3號(hào),然后按照表1操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn),發(fā)生如下反應(yīng),測(cè)量氫離子濃度。

表1 實(shí)驗(yàn)操作

2.1.2 實(shí)驗(yàn)分析

利用氫離子濃度計(jì)測(cè)量出c(H＋),試管2中氫離子濃度比試管1中氫離子濃度的1倍大2倍小。試管3中氫離子濃度比試管1中氫離子濃度的1倍小1/2倍大。

2.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

增大某一反應(yīng)物的濃度,平衡向著減弱此反應(yīng)物濃度增大的方向進(jìn)行,但只是減弱增大的程度而不能改變?cè)龃蟮内厔?shì)。減小某一反應(yīng)物的濃度,平衡向著減弱此反應(yīng)物濃度減小的方向進(jìn)行,但只是減弱減小的程度而不能改變減小的趨勢(shì)。

2.2 探究壓強(qiáng)的變化對(duì)平衡移動(dòng)的內(nèi)涵

2.2.1 實(shí)驗(yàn)操作

如圖1所示,注射器中注入10mLNO2,發(fā)生如下反應(yīng),記錄氣壓讀數(shù)。然后迅速推動(dòng)活塞于5mL體積處一段時(shí)間后,當(dāng)顏色不再反生變化,記錄氣壓讀數(shù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置

表2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

2.2.2 實(shí)驗(yàn)分析

體積變?yōu)樵瓉?lái)的一半,壓強(qiáng)比原來(lái)的1倍大2倍??；氣體體積變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,壓強(qiáng)比原來(lái)的1倍小1/2倍大。

2.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

增大壓強(qiáng),平衡向著減弱壓強(qiáng)增大的方向進(jìn)行,但只是減弱增大的程度而不能改變?cè)龃蟮内厔?shì)。減小壓強(qiáng),平衡向著減弱壓強(qiáng)減小的方向進(jìn)行,但只是減弱減小的程度而不能改變減小的趨勢(shì)。

2.3 探究溫度的變化對(duì)平衡移動(dòng)的內(nèi)涵

2.3.1 實(shí)驗(yàn)操作

實(shí)驗(yàn)圖1為空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)：3個(gè)連通的燒瓶里盛有空氣,然后用夾子夾住橡皮管,把左邊的燒瓶放在熱水里,把右邊的燒瓶放在冰水(冷水)里,把中間的燒瓶放在室溫水里,如圖2所示,分別讀出3個(gè)溫度計(jì)的示數(shù)。打開(kāi)止水夾,一段時(shí)間后待溫度計(jì)示數(shù)不再變化讀出其示數(shù)。實(shí)驗(yàn)2為3個(gè)連通的燒瓶里盛有二氧化氮和四氧化二氮的混合氣體,然后用夾子夾住橡皮管,把左邊的燒瓶放在與實(shí)驗(yàn)1相同溫度的熱水里,把右邊的燒瓶放在與實(shí)驗(yàn)1相同溫度的冰水(冷水)里,把中間的燒瓶放在與實(shí)驗(yàn)1相同溫度的室溫水里,讀出溫度計(jì)的示數(shù)。當(dāng)混合氣體顏色不再變化時(shí),讀取溫度計(jì)的讀數(shù)。實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2相關(guān)數(shù)據(jù)記錄見(jiàn)表2。

圖2 實(shí)驗(yàn)1(空白對(duì)照)

圖3 實(shí)驗(yàn)2

表2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

2.3.2 實(shí)驗(yàn)分析

用實(shí)驗(yàn)1做空白實(shí)驗(yàn)消除熱傳遞的影響,升高溫度,平衡向吸熱的方向移動(dòng),反應(yīng)休系溫度降低但大于室溫。降低溫度,平衡向放熱的方向移動(dòng),反應(yīng)體系溫度升高但小于室溫。

2.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

升高溫度,平衡向著減弱溫度升高的方向進(jìn)行,但只是減弱升高的程度而不能改變升高的趨勢(shì)。降低溫度,平衡向著減弱溫度降低的方向進(jìn)行,但只是減弱降低的程度而不能改變降低的趨勢(shì)。

3 探究總結(jié)

通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)可以得出勒夏特列原理的內(nèi)涵為：如果改變影響平衡的一個(gè)條件(如濃度、壓強(qiáng)、溫度等),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動(dòng),但減弱的只是變化的程度而不能改變變化的趨勢(shì)或者方向。