一、问题的提出
目前许多高中化学课堂教学和文献在研究压强对化学平衡的影响时,以2NO2N2O4平衡体系为例进行探讨,并设计实验验证相关结论。
例如人教版高中《化学(选择性必修1):化学反应原理》中,在介绍压强对化学平衡的影响时,就是以2NO2N2O4平衡体系为例,并设计了如下实验[1]。
如图1所示,用50 mL注射器吸入20 mL的NO2和N2O4的混合气体(使注射器的活塞位于I处),将细管端用橡胶塞封闭。然后把活塞拉到II处,观察管内混合气体颜色的变化。当反复将活塞从II处推到I处及从I处拉到II处时,观察管内混合气体颜色的变化。
该实验的目的是:利用迅速推入或拉出注射器的活塞改变压强,通过观察混合气体颜色变化来证明平衡移动的方向,进而说明压强对化学平衡有影响。
由于实验过程中混合气体颜色变化不是很明显,目前很多文献推荐通过数字化实验,采用压强传感器测定平衡移动过程中气压的变化来得出平衡移动的方向[2]。
但是,鲁科版高中《化学(选择性必修1):化学反应原理》中在讨论压强对化学平衡的影响时,没有以2NO2N2O4平衡体系举例,也没有通过相关实验得出平衡移动的方向,而是通过比较反应商(Qr)和平衡常数(K)的大小,得出压强变化对化学平衡移动方向影响的结论[3]。
这其中的原因仅仅是因为实验现象不明显吗?本文将对此进行分析。
二、理论分析以2NO2N2O4为例研究压强对化学平衡影响的不合理性
三、通过实验探究以2NO2N2O4为例研究压强对化学平衡影响的不合理性
四、结语
从上述理论和实验事实两方面的分析看,压缩2NO2N2O4平衡体系后,温度的变化对平衡体系产生了影响。因此,建议化学教师在讲课或命题时,最好不要用“压缩或拉伸注射器中的NO2和N2O4混合气体”为情境来讨论压强对化学平衡的影响。
参考文献
[1] 普通高中教科书化学(选择性必修1):化学反应原理[M].北京:人民教育出版社,2020:36-37.
[2] 湛继红.压强影响化学平衡移动的实验改进[J].成功:教育,2008(12):101.
[3] 普通高中教科书化学(选择性必修1):化学反应原理[M].济南:山东科学技术出版社,2020:60-61.
[4] 无机化学(上册)(第4版)[M].北京:高等教育出版社,2005:256.
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