外界条件对于化学反应速率和化学平衡影响的实验探究

　　摘要：化学的学习和研究是以化学实验作为学科基础。化学实验是化学教学的重要组成部分，它正以其丰富的内涵在化学教学中发挥着其独特的功能和作用。本文通过对影响v和化学平衡的外界条件进行实验验证，充分发挥了实验的各项功能，有效的促进同学们对于所学知识的理解与掌握。

　　关键词：外界条件；化学反应速率；化学平衡

　　“化学反应速率和化学平衡”部分知识是化学原理部分的重要内容，其内容抽象而枯燥，知识点之间密切相联，且知识具有很强的逻辑性。大多数同学在学习该部分内容的时候，觉得“知识很抽象、难以理解、很难记忆和容易混淆”等。

　　针对“化学反应速率和化学平衡”中难点形成原因，笔者提出了相应的教学策略。教师可以在“化学平衡”的教学过程中，帮助学生将概念、理论和事实等构建成一个知识网络；在“化学平衡”部分内容的教学时，部分内容可以采用探究性教学，例如化学反应速率、化学平衡概念的建立和外界条件对化学平衡移动的影响；问题化教学围绕某一“问题情境”而展开，能够实现师生互动和生生互动，可以让师生之间实现广泛的交流。以上的教学策略在课堂授课中都可以实现，通过两届学生的实践，笔者发现：进行化学实验可以更加有效的促进同学们对于所学知识的理解与掌握。下面笔者将自己在实验教学中探索到的有关化学反应速率和化学平衡的小实验总结一下。

　　一、外界条件对于化学反应速率的影响

　　1.压强对化学平衡移动的影响

　　（1）实验原理

　　压强改变只针对有气体参加并且反应前后气体分子数不同的化学反应的化学平衡有影响，影响方式为：压强增大，化学平衡向气体分子数减小的方向移动；压强减小，化学平衡向气体分子数增大的方向移动。

　　（2）实验用品

　　100毫升注射器、胶塞、集气瓶、打孔器、大理石(或小粒石灰石)、4mol/l的HCl、N02、Br2

　　（3）实验操作

　　方法一：在胶塞上打一个半截小孔，恰好将注射器顶部细管插入。注射器内放入大理石和4mol/lHCl后，将内管推进，并且立即把细管插入胶塞的半截孔中。再向外抽内管，可观察到反应速度很快，有大量CO2气体产生。把内管向内压时，反应速度很慢。

　　方法二：取容积相同的两个集气瓶，一个充满NO2，另一只充满Br2蒸气。将充满N02气体的集气瓶上扣一只与其容积相同的空集气瓶，结果瓶中颜色并不变浅。再将充满Br2蒸气的集气瓶也扣上容积相同的空集气瓶，则颜色变浅。

　　(4)实验成败关键及注意事项

　　①方法一中，胶塞上的半截小孔，其内径要刚好小于注射器顶部细管的半径，以防止压入内管时胶塞脱落。

　　②在方法一中，反应开始时就将注射器顶部细管插入到胶塞半截小孔内，一定不要误认为，当向外抽注射器内管时，有大量CO2气泡产生，是由于压强减小，CO2溶解度降底之故。而在反应结束时，再抽出内管所产生的气泡才是由于压强降低，C02溶解度减小所致。

　　③方法二中，观察颜色变化时，最好作空白实验进行对比。

　　④方法二中，扣上空的集气瓶以后，应多观察一些时间，待颜色稳定以后再结束。

　　2.温度对化学平衡的影响

　　（1）实验原理

　　根据勒夏特列原理，化学平衡是动态平衡，如果改变影响平衡的一个因素，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动，以抗衡该改变。

　　所以，对任何已达成平衡的体系，升高温度有利于吸热反应的进行，反之降低温度则有利于放热反应的进行。

　　2NO2N2O4+Q，在室温时NO2与N2O4的混和物是红棕色，降低温度则颜色变浅，升高温度则颜色变深。

　　（2）实验用品

　　硬质试管(20×200)、酒精灯、200毫升烧杯、直玻璃导管(长64厘米)、铁架台；Pb(NO3)2晶体、砂子、开水、冰

　　（3）实验操作

　　①准备工作：将长64厘米直玻璃导管弯成3V形状。取2克Pb(NO3)2与等体积砂子混和均匀后装在带导气管的硬质试管中。固定在铁架台上，管口略向下倾斜。加热Pb(NO3)2，将分解产物中的NO2和O2的混和气体通入3V形导管中，然后将3V形导管的两端加热封死。3V形管内混和气体中含有的O2不防碍NO2与N204之间的平衡，可以不必除去。

　　在三只烧杯中分别加入冰水混和物、自来水、沸水然后把3V形导管的三个凸形部分依次插入烧杯中，可以观察到凸形部分内气体颜色依次由浅到深。

　　（4）实验成败关键及注意事项

　　①制作3V形管时，火焰温度要高，动作要快，必要时一端堵住另一端向里吹气，防止弯曲部分瘪平。

　　②为防止Pb(NO3)2受热试管炸裂，可用铝箔将其包上。

　　3.浓度对化学平衡移动的影响

　　（1）实验原理

　　FeCl3水解生成Fe(0H)3胶体，方程式如下：

　　△

　　FeCl3+3H20Fe(0H)3+3HCl

　　向反应体系中，加入FeCl3溶液则有利于生成Fe(OH)3，使体系颜色加深；加入少量锌粉会消耗HCl，颜色也变深；加入1～2滴浓HCl其颜色变浅。

　　（2）实验用品

　　试管、200毫升烧杯、量筒、试管架、角勺、试管夹、铁架台、石棉网、酒精灯；0.5mol/lFeCl3溶液、浓HCl、锌粉

　　（3）实验操作

　　取一只烧杯注入100毫升蒸馏水，加热到沸腾，再滴入几滴FeCl3溶液，即可以生成Fe(OH)3胶体溶液。把胶体溶液分成四等份，分别注入到四个试管中，其中一个试管留作对比使用。其他三个试管趁热分别加入几滴0.5mol/l的FeCl3溶液，少量Zn粉、几滴浓盐酸可观察到前两个试管中颜色加深，后一个试管颜色变浅。

　　（4）实验成败关键及注意事项

　　①制备的Fe(OH)3不要太浓，否则加入FeCl3时不易看清楚变化。但也不能太稀，否则加入Zn粉时颜色变化也看不清。

　　②为使现象鲜明，要趁热向试管中加入FeCl3、Zn粉和浓硫酸。为有利于水解进行应首先加入FeCl3。

　　二、影响化学反应速度的因素

　　1.实验原理

　　影响反应速度的外界因素很多，如浓度、温度、压强、催化剂等。就同一个化学反应来说，当外界条件不同时，反应速度不同，当其它条件不变时，增加反应物浓度，化学反应速率加快；压强发生变化时，只要引起物质浓度的变化，反应速率也随之改变；温度升高，反应速度加快。催化剂的加入也使反应速度发生变化，例如用MnO2做催化剂可以加快H202分解的速度。反应过程中若使用颗粒状的Mn02做催化剂，可以观察到反应前后MnO2的量不发生变化和气泡发生的情况。不同的温度和不同的H202浓度产生气泡的速度也不同。

　　2.实验用品

　　铁架台、试管、双孔胶塞、分液漏斗、直角导管、弯导管、乳胶管、水槽、量筒、烧杯；6％H202、颗粒状的MnO2

　　3.实验操作

　　（1）催化剂对反应速度的影响

　　安装两套双氧水的分解装置，其一的试管中加入粒状MnO2；另一套不加。两装置的分液漏斗中分别各注入5毫升6％的H2O2，同时将两个分液漏斗中的H2O2放入试管中，在2分钟内观察两个试管内的反应以及量筒中O2的体积。

　　（2）浓度对反应速度的影响

　　安装三套装置，在三套装置中的试管内分别放入少量粒状MnO2，在三个分液漏斗中分别注入5毫升的6％、4％、2％双氧水。同时将其放入试管中，观察2分钟内各生成多少体积的氧气。

　　（3）温度对反应速度的影响

　　安装两套装置：在二套装置中的试管内分别放入少量粒状的MnO2，在两个分液漏斗中分别注入5毫升6％的双氧水，在一套装置的试管外部放一个300毫升的烧杯，内盛150毫升40摄氏度的自来水进行水浴。同时分别把双氧水放入两个试管中观察2分钟内各生成多少体积的氧气。

　　4.实验成败的关键

　　（1）同时安装的几套装置应完全相同。都必须检查气密性。

　　（2）操作1中安装两套装置的目的是进行对比实验，因此装入的H2O2的数量及浓度必须相同，而且要同时将H2O2放入试管中。这样比较才有说服力。

　　三、总结

　　在上述的试验探究过程中，同学们都表现出了强烈的学习欲望，超出了笔者的想象，取得了很好的教学效果，笔者也获得了一定教学心得：试验的观察分析、动手操作可以促进学生形成从容、耐心的工作习惯，养成事实求是的学风和严谨的学习态度；可以帮助学生体会科学研究中的曲折性、感受在困难中探索并获得成功的喜悦与成就感。

　　科学试验的实践是创新的摇篮。化学实验对学生的创新精神和创新能力的培养，是及其重要的。通过实验设计与操作，亲历实验过程，动手动脑，既可以培养学生动手动脑解决问题的能力，又可以培养学生的发散思维和创新意识。

　　化学实验是一种多功能的载体，教育教学功能的多样性需要我们去挖掘，功能的实现还需要我们结合不同的学习阶段逐步落实。激发学生的创新潜能，提高学生的实践能力，要达到这样的目的就要在教学中充分发挥试验在学科中的重要作用。

　　参考文献：

　　[1].倪有东，浅谈初中化学新教材中实验改革的特点及变化，试验教学与仪器（综合版），2005，<11>，7

　　[2].郑长龙，《化学实验教学新视野》，高等教育出版社，2003

　　[3].王国兴，浅谈化学演示实验的艺术性，承德民族师专学报，2000，（5），85

　　张莉