压强对化学平衡移动的影响实验创新探究

彭松

摘要：化学是一门重要的学科，化学知识的学习不仅仅是让学生将掌握好的知识应用到实际生活当中，更重要的是需要学生学会用化学的角度去认识事物，形成基本的化学观念。化学是一门实验性很强的学科，需要学生在实践中去感悟化学知识，了解知识的形成过程。本文以"压强对化学平衡的影响"的创新实验为例，谈谈如何促进学生的学习，渗透化学观念。

关键词：化学实验;化学平衡移动;压强

化学是一门实验性很强的学科，因此实验教学是化学教学不可缺少的部分。通过实验教学可以帮助学生更好的消化理论知识，在实验操作的过程中，了解知识的形成过程，掌握知识的重难点。在实验操作的过程中，还能培养学生的实践操作能力，让学生把知识转化成实践能力，在解决实际问题的同时提高自身的化学观。在传统的实验教学中，有些实验步骤并不利于学生的观察和学习。随着新课改的不断推进，为了培养学生的学科核心素养，让学生更好地掌握化学知识和技能，需要从学生的实际需求出发不断创新实验教学。不止是教学观念和教学方式的创新，还包括实验仪器、实验步骤的创新，目的是让实验的操作更加安全、更加简便，也为了让实验结果更加直观地呈现，便于学生了解实验的真相，掌握更多化学知识，形成良好的化学观。

一、教学中的难点分析

“压强对化学平衡的影响”是中学化学的重中之重，对于学生来说也是难点中的难点。

（一）关系混淆

压强对化学平衡的影响以及压强对化学反应的影响容易混淆。在减压化学反应速率减少时，平衡会得到正移，但是学生却容易产生误会，觉得有了正反应就应该增大速率。

（二）区别混淆

压强的改变会受浓度的影响。假设在恒容且恒温的条件下通入气体，若从压强角度来看，压强增大的同时，平衡会正移。但是从浓度的角度来看，浓度增加则会出现逆向移动。所以，平衡最后应该怎么移动，学生不知道如何区别。

（三）无法理解影响结果的不一致

恒容恒温条件下通入气体，同时加大气体的浓度，若a>b+c则气体的转换率会变大;若a

（四）不理解压强的变化

当升温平衡正移时，学生会认为随着温度的升高压强也会随之变大，同时的平衡应该是逆向移动。

（五）平衡体内充入稀有气体的结果

在恒容恒温的前提下，往平衡体内充入稀有气体，该气体如何进行平衡移动？

二、“压强对化学平衡的影响”实验的创新设计

实验的目的是帮助学生更好的理解理论知识，清晰的了解知识的形成步骤。常规的实验教学由于NO2和N2O4两种气体会随着压强的变化而发生变化，且实验的完成是在一瞬间，因此会影响学生观察到实验的真实结果。为了解决以上学生容易遇到的问题，对该知识点透彻掌握，该实验需要进行创新改革，从实践装置的重新设计开始，帮助学生更好的观察整个实验过程，了解压强对化学平衡的影响。

（一）实验装置的设计

1、实验装置

新的实验装置需要借助锥形瓶来完成，首先往锥形瓶内注入食量的石蜡液体，然后在三孔橡胶塞里插入三根移液管，用于注入三种不同的液体，它们分别是空气、二氧化氮和四氧化二氮缓和气体。

2、设计原理

二氧化氮和四氧化二氮混合气体两种气体都不会溶于石蜡液体，于是可以利用石蜡液体來作为液封，在封闭气体的同时可以给气体加压。移液管内装有二氧化氮气体时，则管内存在以下平衡：2NO2N2O4，此时若两移液管的压强发生改变，那么装有空气的移液管内不会发生任何变化。而装有混合气体的液压管内会因为加压而发生平衡的左右移动，使气体总物质量变小，导致混合气体管内的液面高于空气管内的液面。通过观察两种液面的高度变化，可以帮助学生判断化学平衡的移动方向。

（二）实验用品

一只锥形瓶、一个三孔橡胶塞、两只50毫升的移液管、一个长颈漏斗、两段乳胶管、两个止水夹、石蜡液体、试管、浓硝酸和铜片。

（三）实验步骤

1、将实验所用仪器按要求组装起来，需要注意的是一定要保证仪器的密封性。

2、将准备好的适量的石蜡液体注入到锥形瓶内。在其中一个移液管内注入空气，另一个移液管内注入提前准备好的三氧化氮和四氧化三单的混合气体，三氧化氮气需要将浓硝酸和铜片放入试管，待反应产生红棕色的气体便是。两个移液管内的气体一定要为同体积。用橡胶塞塞紧锥形瓶的瓶口，保持瓶内的密闭性。将两根移液管的下端浸入到石蜡液体中，保证两根移液管的浸入深度一样后，将止水夹关闭。

3、把石蜡液体沿着长颈漏斗倒入锥形瓶中，让两根移液管内的压力同时增大，让学生仔细观察两个移液管内的液面高度是否发生变化。当漏斗里面的石蜡液体注满时便停止加入石蜡液体，再一次观察此时两根移液管内的液面的高度变化。

4、经过一段时间，混合气体管内的液面会明显高于空气管内的液面，从这个变化可以判断出混合气体管内的压强小于空气管内，由2NO2N2O4得出混合气体管内存在可逆反应。给装置内增加压力时，因为可逆反应会移向正反应，所以受压强影响，空气管和混合气体管内的压强虽然相同，但是由于两根管内的气体压力变化不一样。这个结果可通过两根移液管内的液面高低变化情况来判断，从而得出化学平衡移动方向。

（四）创新实验的优点

1、两个移液管内的液面会发生明显的变化，便于学生进行直观的观察。这个变化将影响学生对化学平衡移动方向的判断，既直观又持久，方便教师在实验的过程中给与详细的讲解。

2、此实验的装置简洁美观，组装起来也不复杂，学生容易上手。实验步骤不复杂，成功率高，该设备还可以重复使用，节约教学成本。

3、该实验属于安全实验，没有危险的气体或者液体外漏，不会对学生的健康造成影响，也不会出现环境的污染。

参考文献：

[1]张海.压强对化学平衡移动的实验探究[J].化学教与学，2019（5）：65～67.

[2]高文强.探究压强变化对化学平衡移动的影响——核心素养背景下化学实验教学的开展[J].教育与装备研究，2018（4）：55～57.

[3]郭道年.“压强对化学平衡移动的影响”自制仪器的改进[J].实验教学与仪器，2020（10）：36～37.