内容正文:
化学平衡不再难
——勒夏特列原理的生动演绎
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为什么冬天更容易关节炎?——化学平衡的“温度秘密”
为什么冬天更容易得痛风性关节炎呢?
2
为什么冬天更容易关节炎?——化学平衡的“温度秘密”
你来观察
资料卡片
其中化学机理:
HUr(尿酸)+H2O ⇌Ur-+H3O+ ΔH<0
Ur-(aq)+Na+(aq) ⇌NaUr(s) ΔH<0
痛风性关节炎是因为关节滑液中形成了尿酸钠晶体,尤其在寒冷季节易诱发关节疼痛
你来思考
回顾温度对化学平衡方向的影响,解释温度对以上机理的影响
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温故知新:浓度与温度如何“推动”化学平衡?
把NO2和N2O4混合气体通入两只连通的烧瓶,然后用弹簧夹
夹住乳胶管;把一只烧瓶浸泡在热水中,另一只浸泡在
冰水中。观察颜色变化。
将NO2球浸泡在冰水和热水中
冰水中 热水中
现象
解释
升温→颜色变深→平衡向吸热方向移动。
降温→颜色变浅→平衡向放热方向移动;
红棕色变浅
红棕色变深
2NO2(g)
(红棕色)
N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1
(无色)
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温故知新:浓度与温度如何“推动”化学平衡?
吸热
放热
其他条件不变时,升高温度平衡向着 的方向移动,
降低温度平衡向着 的方向移动。
结 论
资料卡片
其中化学机理:
HUr(尿酸)+H2O ⇌Ur-+H3O+ ΔH<0
Ur-(aq)+Na+(aq) ⇌NaUr(s) ΔH<0
所以在冬天易诱发关节疼痛
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温故知新:浓度与温度如何“推动”化学平衡?
红色
Fe+2Fe3+=3Fe2+
c(Fe3+)减小
颜色变浅
c(SCN-)增大
颜色变深
平衡逆向移动
平衡正向移动
将上述溶液平均分装在a、b、c三支试管中, 向b试管中加入少量铁粉, 溶液红色 ; 向c试管中滴加4滴1 mol·L-1KSCN溶液, 溶液红色 。这些现象说明当向平衡混合物中加入铁粉或硫氰化钾溶液后, 平衡混合物的 发生了变化。
变浅
加深
硫氰化铁
Fe3+(浅黄色) + 3SCN-(无色) ⇌ Fe(SCN)3(红色)
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温故知新:浓度与温度如何“推动”化学平衡?
浓度的改变导致 的改变,但K , 使Q K,从而导致平衡移动。
在可逆反应达到平衡时,在其他条件不变的情况下:
(1)c (反应物)增大或c (生成物)减小,平衡向 方向移动。
(2)c (反应物)减小或c (生成物)增大,平衡向 方向移动。
结 论
理论解释
浓度商
不变
≠
正反应
逆反应
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温度影响变成“换季旅游”
以二氧化氮生成四氧化二氮反应为例
2NO2(g)
(红棕色)
N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1
(无色)
把化学反应想成人的身体,人的身体也是一个巨大的可逆反应,当我们感受到炎热的时候身体会排汗降低温度,当我们感受到寒冷的时候身体会颤抖来增加热量。此反应是放热反应,则其正反应方向是放出热量的,逆反应方向是吸收热量的。
环境过热时,身体的生理反应会让我们去往温度低的地方
环境过冷时,身体的生理反应会让我们去往温度高的地方
8
温度影响变成“换季旅游”
与最近很火的“特种兵旅游”一样,在天气热的时候大家会去往哈尔滨避暑;天气冷的时候,大家会去往南方进行避寒。
以二氧化氮生成四氧化二氮反应为例
2NO2(g)
(红棕色)
N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1
(无色)
思考此时身体处于降低温度的趋势还是提高温度的趋势?
T
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温度影响变成“换季旅游”
与最近很火的“特种兵旅游”一样,在天气热的时候大家会去往哈尔滨避暑;天气冷的时候,大家会去往南方进行避寒。
以二氧化氮生成四氧化二氮反应为例
2NO2(g)
(红棕色)
N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1
(无色)
T
思考此时身体处于降低温度的趋势还是提高温度的趋势?
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浓度影响变成“公司经营”
以氮气与氢气生成氨气的反应方程式为例
N2(g) +3H2(g)
2NH3(g)
反应物公司
生成物公司
N2部门
H2部门
两个公司间要
互帮互助!
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浓度影响变成“公司经营”
以氮气与氢气生成氨气的反应方程式为例
N2(g) +3H2(g)
2NH3(g)
反应物公司
生成物公司
N2部门
H2部门
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勒夏特列原理:“中庸之道”的化学智慧
勒夏特列原理(Le Chatelier‘s principle),又名化学平衡移动原理,由法国化学家勒夏特列于1888年发现。是一个定性预测化学平衡点的原理,其具体内容为:如果改变可逆反应的条件(如浓度、压强、温度等),化学平衡就被破坏,并向减弱这种改变的方向移动(注意此时不是抵消,而是减弱)
《中庸》原文之中,对中庸的定义如下:“喜怒哀乐之未发,谓之中;发而皆中节谓之和。中也者,天下之大本也,和也者,天下之达道也。”意思就是人的内心没有发生喜怒哀乐等等情绪时,称之为中。发生喜怒哀乐等等情绪时,始终用中的状态来节制情绪,就是和。中的状态即内心不受任何情绪的影响、保持平静、安宁、祥和的状态,是天下万事万物的本来面目(基础)。中庸之道强调平衡与和谐,倡导在生活中保持适度,追求内外的和谐与稳定。
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勒夏特列原理:“中庸之道”的化学智慧
回顾之前提及到的浓度、温度影响化学平衡,是不是也存在这样的现象呢?
Fe3+(浅黄色) + 3SCN-(无色) ⇌ Fe(SCN)3(红色)
2NO2(g)
(红棕色)
N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1
(无色)
T
T
浓度
温度
当ΔH大于0时则反之
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勒夏特列原理:“中庸之道”的化学智慧
勒夏特列原理和《中庸》告诉我们,平衡不是懦弱的妥协,而是一种强大的、动态的适应能力。这正如我们的人生,面对环境的巨变,最好的生存策略不是顽固不变,也不是随波逐流,而是像这个化学原理一样——秉持内心的‘中庸’,灵活调整,在变化中找到属于自己的、新的最佳位置。”
结束语
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