利用實驗教學探究勒夏特列原理的內涵

甘肅省民勤縣第四中學(733399) 白俊杰

1 勒夏特列原理的內容

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

2 實驗探究

2.1 探究濃度的變化對平衡移動的內涵

2.1.1 實驗操作

取3支試管分別標記1號、2號、3號,然后按照表1操作進行實驗,發生如下反應,測量氫離子濃度。

表1 實驗操作

2.1.2 實驗分析

利用氫離子濃度計測量出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 實驗結論

增大某一反應物的濃度,平衡向著減弱此反應物濃度增大的方向進行,但只是減弱增大的程度而不能改變增大的趨勢。減小某一反應物的濃度,平衡向著減弱此反應物濃度減小的方向進行,但只是減弱減小的程度而不能改變減小的趨勢。

2.2 探究壓強的變化對平衡移動的內涵

2.2.1 實驗操作

如圖1所示,注射器中注入10mLNO2,發生如下反應,記錄氣壓讀數。然后迅速推動活塞于5mL體積處一段時間后,當顏色不再反生變化,記錄氣壓讀數。實驗數據見表2。

圖1 實驗裝置

表2 實驗數據

2.2.2 實驗分析

體積變為原來的一半,壓強比原來的1倍大2倍小；氣體體積變為原來的2倍,壓強比原來的1倍小1/2倍大。

2.2.3 實驗結論

增大壓強,平衡向著減弱壓強增大的方向進行,但只是減弱增大的程度而不能改變增大的趨勢。減小壓強,平衡向著減弱壓強減小的方向進行,但只是減弱減小的程度而不能改變減小的趨勢。

2.3 探究溫度的變化對平衡移動的內涵

2.3.1 實驗操作

實驗圖1為空白對照實驗：3個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個溫度計的示數。打開止水夾,一段時間后待溫度計示數不再變化讀出其示數。實驗2為3個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驗1相同溫度的熱水里,把右邊的燒瓶放在與實驗1相同溫度的冰水(冷水)里,把中間的燒瓶放在與實驗1相同溫度的室溫水里,讀出溫度計的示數。當混合氣體顏色不再變化時,讀取溫度計的讀數。實驗1和實驗2相關數據記錄見表2。

圖2 實驗1(空白對照)

圖3 實驗2

表2 實驗數據

2.3.2 實驗分析

用實驗1做空白實驗消除熱傳遞的影響,升高溫度,平衡向吸熱的方向移動,反應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,反應體系溫度升高但小于室溫。

2.3.3 實驗結論

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

3 探究總結

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