用鹽溶解的熱效應(yīng)做化學(xué)平衡移動(dòng)實(shí)驗(yàn)

汪五一

【摘 要】分別用冷熱水和鹽溶解的熱效應(yīng)作冷熱源進(jìn)行對(duì)比，來(lái)做化學(xué)平衡移動(dòng)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響規(guī)律

【關(guān)鍵詞】鹽溶解熱效應(yīng)；化學(xué)平衡移動(dòng)；創(chuàng)新

中圖分類號(hào)： TF803.27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）35-0202-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.35.087

對(duì)于可逆反應(yīng)2NO2（棕色）N2O4（無(wú)色）+熱量，做以下實(shí)驗(yàn)和分析。

兩個(gè)連通的燒瓶里盛有二氧化氮和四氧化二氮在室溫下達(dá)到平衡的混合氣體，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里，觀察混合氣體顏色的變化。可以看到左邊混合氣體受熱顏色逐漸變深，右邊混合氣體遇冷顏色逐漸變淺。

兩個(gè)連通的燒瓶里盛有二氧化氮和四氧化二氮在室溫下達(dá)到平衡的混合氣體，然后用夾子夾住橡皮管，向左邊燒杯里加入致熱鹽BaCl2等，向右邊燒杯里加致冷鹽NH4NO3等，不斷攪拌直到溶液飽和，就會(huì)看到隨著鹽的加入，左邊的混合氣體遇熱顏色逐漸變深，右邊的混合氣體遇冷顏色逐漸變淺。

將兩個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比對(duì)，可發(fā)現(xiàn)上述平衡混合氣體顏色的改變受溫度升降影響的結(jié)果是相同的。

原理如下：

在二氧化氮和四氧化二氮混合氣體體系中，存在著2NO2N2O4+熱量平衡，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。從以上實(shí)驗(yàn)可知道，混合氣體受熱顏色變深，是因?yàn)槎趸獫舛仍龃螅ㄒ蚨趸獮樽厣^四氧化二氮的無(wú)色深），平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；混合氣體遇冷顏色變淺，是因?yàn)槎趸獫舛葴p小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。

結(jié)合上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，可以看出：

在其他條件不變的情況下，溫度升高，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)；溫度降低，化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)。

鹽在晶體狀態(tài)時(shí)陰陽(yáng)離子交錯(cuò)排列，此時(shí)體系的能量比陰陽(yáng)離子單獨(dú)存在時(shí)低，將晶體拆成距離為無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)所需的能量稱晶格能。鹽在溶解狀態(tài)時(shí)陰陽(yáng)離子是分別被水分子包圍的，水分子可看作一個(gè)偶極子，它偏正電荷的一端會(huì)靠近陰離子，反之亦然。這樣體系的能量也比陰陽(yáng)離子單獨(dú)存在時(shí)低，由此降低的能量稱為水和能。當(dāng)物質(zhì)的水和能大于晶格能時(shí)，溶解放熱，反之吸熱。

有些鹽在溶解過(guò)程中熱效應(yīng)可導(dǎo)致其水溶液溫度顯著升高和降低，所以鹽的溶解熱效應(yīng)可作為某些情況下的冷熱源。

教材上的一些實(shí)驗(yàn)，具有很大的改進(jìn)和創(chuàng)新空間，我們只要敏銳觀察，勤奮思考，就可發(fā)現(xiàn)很多有趣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)而進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，既激發(fā)了學(xué)生的求知欲，又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。