壓強(qiáng)對化學(xué)平衡移動的影響實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新探究

彭松

摘要：化學(xué)是一門重要的學(xué)科，化學(xué)知識的學(xué)習(xí)不僅僅是讓學(xué)生將掌握好的知識應(yīng)用到實(shí)際生活當(dāng)中，更重要的是需要學(xué)生學(xué)會用化學(xué)的角度去認(rèn)識事物，形成基本的化學(xué)觀念。化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，需要學(xué)生在實(shí)踐中去感悟化學(xué)知識，了解知識的形成過程。本文以"壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響"的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)為例，談?wù)勅绾未龠M(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，滲透化學(xué)觀念。

關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn);化學(xué)平衡移動;壓強(qiáng)

化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)是化學(xué)教學(xué)不可缺少的部分。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以幫助學(xué)生更好的消化理論知識，在實(shí)驗(yàn)操作的過程中，了解知識的形成過程，掌握知識的重難點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)操作的過程中，還能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力，讓學(xué)生把知識轉(zhuǎn)化成實(shí)踐能力，在解決實(shí)際問題的同時提高自身的化學(xué)觀。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有些實(shí)驗(yàn)步驟并不利于學(xué)生的觀察和學(xué)習(xí)。隨著新課改的不斷推進(jìn)，為了培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，讓學(xué)生更好地掌握化學(xué)知識和技能，需要從學(xué)生的實(shí)際需求出發(fā)不斷創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)。不止是教學(xué)觀念和教學(xué)方式的創(chuàng)新，還包括實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟的創(chuàng)新，目的是讓實(shí)驗(yàn)的操作更加安全、更加簡便，也為了讓實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加直觀地呈現(xiàn)，便于學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)的真相，掌握更多化學(xué)知識，形成良好的化學(xué)觀。

一、教學(xué)中的難點(diǎn)分析

“壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響”是中學(xué)化學(xué)的重中之重，對于學(xué)生來說也是難點(diǎn)中的難點(diǎn)。

（一）關(guān)系混淆

壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響以及壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)的影響容易混淆。在減壓化學(xué)反應(yīng)速率減少時，平衡會得到正移，但是學(xué)生卻容易產(chǎn)生誤會，覺得有了正反應(yīng)就應(yīng)該增大速率。

（二）區(qū)別混淆

壓強(qiáng)的改變會受濃度的影響。假設(shè)在恒容且恒溫的條件下通入氣體，若從壓強(qiáng)角度來看，壓強(qiáng)增大的同時，平衡會正移。但是從濃度的角度來看，濃度增加則會出現(xiàn)逆向移動。所以，平衡最后應(yīng)該怎么移動，學(xué)生不知道如何區(qū)別。

（三）無法理解影響結(jié)果的不一致

恒容恒溫條件下通入氣體，同時加大氣體的濃度，若a>b+c則氣體的轉(zhuǎn)換率會變大;若a

（四）不理解壓強(qiáng)的變化

當(dāng)升溫平衡正移時，學(xué)生會認(rèn)為隨著溫度的升高壓強(qiáng)也會隨之變大，同時的平衡應(yīng)該是逆向移動。

（五）平衡體內(nèi)充入稀有氣體的結(jié)果

在恒容恒溫的前提下，往平衡體內(nèi)充入稀有氣體，該氣體如何進(jìn)行平衡移動？

二、“壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響”實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計

實(shí)驗(yàn)的目的是幫助學(xué)生更好的理解理論知識，清晰的了解知識的形成步驟。常規(guī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)由于NO2和N2O4兩種氣體會隨著壓強(qiáng)的變化而發(fā)生變化，且實(shí)驗(yàn)的完成是在一瞬間，因此會影響學(xué)生觀察到實(shí)驗(yàn)的真實(shí)結(jié)果。為了解決以上學(xué)生容易遇到的問題，對該知識點(diǎn)透徹掌握，該實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行創(chuàng)新改革，從實(shí)踐裝置的重新設(shè)計開始，幫助學(xué)生更好的觀察整個實(shí)驗(yàn)過程，了解壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響。

（一）實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計

1、實(shí)驗(yàn)裝置

新的實(shí)驗(yàn)裝置需要借助錐形瓶來完成，首先往錐形瓶內(nèi)注入食量的石蠟液體，然后在三孔橡膠塞里插入三根移液管，用于注入三種不同的液體，它們分別是空氣、二氧化氮和四氧化二氮緩和氣體。

2、設(shè)計原理

二氧化氮和四氧化二氮混合氣體兩種氣體都不會溶于石蠟液體，于是可以利用石蠟液體來作為液封，在封閉氣體的同時可以給氣體加壓。移液管內(nèi)裝有二氧化氮?dú)怏w時，則管內(nèi)存在以下平衡：2NO2N2O4，此時若兩移液管的壓強(qiáng)發(fā)生改變，那么裝有空氣的移液管內(nèi)不會發(fā)生任何變化。而裝有混合氣體的液壓管內(nèi)會因?yàn)榧訅憾l(fā)生平衡的左右移動，使氣體總物質(zhì)量變小，導(dǎo)致混合氣體管內(nèi)的液面高于空氣管內(nèi)的液面。通過觀察兩種液面的高度變化，可以幫助學(xué)生判斷化學(xué)平衡的移動方向。

（二）實(shí)驗(yàn)用品

一只錐形瓶、一個三孔橡膠塞、兩只50毫升的移液管、一個長頸漏斗、兩段乳膠管、兩個止水夾、石蠟液體、試管、濃硝酸和銅片。

（三）實(shí)驗(yàn)步驟

1、將實(shí)驗(yàn)所用儀器按要求組裝起來，需要注意的是一定要保證儀器的密封性。

2、將準(zhǔn)備好的適量的石蠟液體注入到錐形瓶內(nèi)。在其中一個移液管內(nèi)注入空氣，另一個移液管內(nèi)注入提前準(zhǔn)備好的三氧化氮和四氧化三單的混合氣體，三氧化氮?dú)庑枰獙庀跛岷豌~片放入試管，待反應(yīng)產(chǎn)生紅棕色的氣體便是。兩個移液管內(nèi)的氣體一定要為同體積。用橡膠塞塞緊錐形瓶的瓶口，保持瓶內(nèi)的密閉性。將兩根移液管的下端浸入到石蠟液體中，保證兩根移液管的浸入深度一樣后，將止水夾關(guān)閉。

3、把石蠟液體沿著長頸漏斗倒入錐形瓶中，讓兩根移液管內(nèi)的壓力同時增大，讓學(xué)生仔細(xì)觀察兩個移液管內(nèi)的液面高度是否發(fā)生變化。當(dāng)漏斗里面的石蠟液體注滿時便停止加入石蠟液體，再一次觀察此時兩根移液管內(nèi)的液面的高度變化。

4、經(jīng)過一段時間，混合氣體管內(nèi)的液面會明顯高于空氣管內(nèi)的液面，從這個變化可以判斷出混合氣體管內(nèi)的壓強(qiáng)小于空氣管內(nèi)，由2NO2N2O4得出混合氣體管內(nèi)存在可逆反應(yīng)。給裝置內(nèi)增加壓力時，因?yàn)榭赡娣磻?yīng)會移向正反應(yīng)，所以受壓強(qiáng)影響，空氣管和混合氣體管內(nèi)的壓強(qiáng)雖然相同，但是由于兩根管內(nèi)的氣體壓力變化不一樣。這個結(jié)果可通過兩根移液管內(nèi)的液面高低變化情況來判斷，從而得出化學(xué)平衡移動方向。

（四）創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

1、兩個移液管內(nèi)的液面會發(fā)生明顯的變化，便于學(xué)生進(jìn)行直觀的觀察。這個變化將影響學(xué)生對化學(xué)平衡移動方向的判斷，既直觀又持久，方便教師在實(shí)驗(yàn)的過程中給與詳細(xì)的講解。

2、此實(shí)驗(yàn)的裝置簡潔美觀，組裝起來也不復(fù)雜，學(xué)生容易上手。實(shí)驗(yàn)步驟不復(fù)雜，成功率高，該設(shè)備還可以重復(fù)使用，節(jié)約教學(xué)成本。

3、該實(shí)驗(yàn)屬于安全實(shí)驗(yàn)，沒有危險的氣體或者液體外漏，不會對學(xué)生的健康造成影響，也不會出現(xiàn)環(huán)境的污染。

參考文獻(xiàn)：

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