内容正文:
实验活动1 探究影响化学平衡移动的因素
[实验探究]
一、实验目的
1.认识浓度、温度等因素对化学平衡的影响。
2.进一步学习控制变量、对比等科学方法。
二、实验用品
(1)仪器
小烧杯、大烧杯、量筒、试管、试管架、玻璃棒、胶头滴管、酒精灯、火柴、两个封装有NO2和N2O4混合气体的圆底烧瓶。
(2)试剂
铁粉、0.05 mol/L FeCl3溶液、0.15 mol/L KSCN溶液、0.1 mol/L K2Cr2O7溶液、6 mol/L NaOH溶液、6 mol/L H2SO4溶液、0.5 mol/L CuCl2溶液、热水、冰块、蒸馏水。
三、实验方案设计
(1)其他条件相同时浓度变化对化学平衡移动的影响。
(2)其他条件相同时温度变化对化学平衡移动的影响。
四、实验方案实施
(一)浓度对化学平衡的影响
1.FeCl3溶液与KSCN溶液的反应
[实验操作、现象、结论]
(1)在小烧杯中加入10 mL蒸馏水,再滴入5滴0.05 mol/L FeCl3溶液、5滴0.15 mol/L KSCN溶液,用玻璃棒搅拌,使其充分混合,将混合均匀的溶液平均注入a、b、c三支试管中。
(2)向试管a中滴入5滴0.05 mol/L FeCl3溶液,向试管b中滴入5滴0.15 mol/L KSCN溶液,观察并记录实验现象,与试管c进行对比。完成下表。
实验内容
向试管a
中滴入5滴
0.05 mol/L
FeCl3溶液
向试管b中
滴入5滴
0.15 mol/L
KSCN溶液
实验现象
红色加深
红色加深
结论
在其他条件不变时,增大反应物的浓度,平衡正向移动
(3)继续向上述两支试管中分别加入少量铁粉,观察并记录实验现象。完成下表。
实验内容
向试管a中加入少量铁粉
向试管b中加入少量铁粉
实验现象
红色变浅
红色变浅
结论
在其他条件不变时,减小反应物的浓度,平衡逆向移动[因为2Fe3++Fe3Fe2+,c(Fe3+)减小]
2.在K2Cr2O7溶液中存在如下平衡:
+H2O+2H+
[实验操作、现象、结论]
取一支试管,加入2 mL 0.1 mol/L K2Cr2O7溶液,然后按下表中的步骤进行实验,观察溶液颜色的变化,判断平衡是否发生移动及移动的方向。完成下表。
实验步骤
实验现象
结论
(1)向试管中滴加5~10滴6 mol/L NaOH溶液
黄色加深
在其他条件不变时,减小生成物的浓度,平衡正向移动
(2)向试管中继续滴加5~10滴6 mol/L H2SO4溶液
橙色加深
在其他条件不变时,增大生成物的浓度,平衡逆向移动
(二)温度对化学平衡的影响
1.在CuCl2溶液中存在如下平衡:
+4Cl-+4H2O ΔH>0
[实验操作、现象、结论]
取两支试管,分别加入2 mL 0.5 mol/L CuCl2溶液,将其中的一支试管先加热,然后置于冷水中,观察并记录实验现象,与另一支试管进行对比。完成下表。
实验步骤
实验现象
结论
(1)加热试管
溶液由蓝色
变为绿色
在其他条件不变时,升高温度,平衡正向移动
(2)将上述试管置于冷水中
溶液恢复蓝色
在其他条件不变时,降低温度,平衡逆向移动
2.取两个封装有NO2和N2O4混合气体的圆底烧瓶(编号分别为1和2),将它们分别浸泡在有热水、冷水中,比较两个烧瓶里气体的颜色。将两个烧瓶互换位置,稍等片刻,再比较两个烧瓶里气体的颜色。完成下表(2NO2N2O4 ΔH<0):
烧瓶编号
1
2
实验步骤
(1)置于热水
(1)置于冷水
实验现象
红棕色加深
红棕色变浅
实验步骤
(2)置于冷水
(2)置于热水
实验现象
红棕色变浅
红棕色加深
结论
在其他条件不变时,降低温度,平衡正向移动
在其他条件不变时,升高温度,平衡逆向移动
五、问题和讨论
1.在进行浓度、温度对化学平衡影响的实验时,应注意哪些问题?
提示:一要控制好变量,二要进行对比实验。
2.结合实验内容,尝试归纳影响化学平衡移动的因素。
提示:其他条件一定,浓度改变:增加反应物的浓度,减少生成物的浓度,平衡向正反应方向移动;减少反应物的浓度,增加生成物的浓度,平衡向逆反应方向移动。
温度改变:升高温度,平衡向吸热反应方向移动;降低温度,平衡向放热反应方向移动。
3.在对CuCl2溶液加热时,你是否观察到了[CuCl4]2-的黄色?你能说出原因吗?
提示:因为+4Cl-+4H2O ΔH>0,加热时平衡正向移动,[Cu(H2O)4]2+有部分转化为[CuCl4]2-,[Cu(H2O)4]2+显蓝色,[CuCl4]2-显黄色,而两者的混合色为绿色,所以看不到黄色。
[实验专练]
(以下选择题有1~2个选项符合题意)
1.下列实验、现