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高中化学中影响化学平衡的条件

2017-03-03苏欣然湖南师范大学附属中学湖南长沙410000

化工管理 2017年20期
关键词:化学平衡气体体积

苏欣然(湖南师范大学附属中学,湖南长沙410000)

高中化学中影响化学平衡的条件

苏欣然(湖南师范大学附属中学,湖南长沙410000)

学习高中化学,不仅能扩大我们学生的知识面,提高化学能力,还会收获更多与化学有关的知识。就化学平衡而言,由于它是化学体系中不可或缺的一部分,而且有助于提高的观察、分析、判断能力,有利于增强我们学生的科学素养、研究精神等,所以在教师严格要求下,我们学习了化学平衡的基本理论知识,知晓了化学平衡移动原理,还对化学平衡的影响条件及其具体影响产生了较大的研究兴趣。也正因如此,才需要同学们探究并归纳影响化学平衡的三个因素,即温度、浓度、压强,以及勒夏特列原理。

高中化学;化学平衡;条件;影响

化学平衡作为高中化学的重要教学内容,在帮助我们学生培养抽象思维、增强化学素养、提高实践操作能力等方面具有重要作用。然而,同学们在学习化学平衡时会面临一些的困难,如化学平衡不仅涉及宏观思维和微观思维,还需要我们能在实验表象中探知其原理和深层意义。就化学平衡的影响条件而言,因其有一定的学习难度,研究它还需建立在熟知理论知识、有较强实验操作能力的基础上,所以我们具体分析化学平衡的影响条件,能在极大程度上达到锻炼自我、提升自我的目的。

1 温度

为了探究温度对化学平衡的影响,就高温条件下,2体积的HBr无色气体分解为1体积的H2与一体积的红棕色Br2为例。具体而言,当化学反应处于平衡时,保持其他条件不变,只升高温度,那么此时会观察到混合气体颜色加深,这是因为正反应为吸热反应,而升高温度会使平衡向吸热反应方向移动,所以就生成了更多的Br2。同样地,如果降低反应温度,那么会使混合气体颜色变浅,这是因为,温度降低,平衡向放热方向即逆反应方向移动,就会消耗更多的Br2,而且会生成更多的HBr无色气体。值得注意的是,很多同学都会将催化剂视为影响化学平衡的条件之一,其实,催化剂不能改变平衡状态,只能改变正逆反应速率。所以在有催化剂参加的化学反应中,改变温度,虽然会影响催化剂作用,但实际上平衡移动只与温度有关。

2 浓度

化学平衡是指可逆化学反应在一定条件下处于正逆反应速率相等,反应物浓度保持不变的状态。所以当其它条件既定时,改变反应物或者生成物浓度,就会打破平衡状态,影响反应速率。因为黄色的FeCl3溶液和无色的KSCN溶液反应会生成血红色的Fe(SCN)3溶液和无色的KCl溶液,而且反应条件简单,所需器材较少,所以将其作为浓度对化学平衡影响的实验对象十分正确。具体来说,当FeCl3和KSCN的反应达到平衡,即混合溶液颜色在某段时间内固定不变时,加入适量较高浓度的FeCl3溶液或者KSCN溶液,会观察到反应停止后,混合溶液的血红色更深。这就表明当其他条件一定时,增大化学反应的反应物浓度会使化学平衡向正反应方向移动。实践证明,减小生成物浓度能达到相同效果。而如果一定条件下,当化学反应处于化学平衡时,增大生成物Fe(SCN)3溶液或KCl溶液的浓度,那么反应将会向左移动。同样地,既定条件下,减小反应物FeCl3和KSCN的浓度,平衡将向逆反应方向移动。值得注意的是,如果化学反应是固体物质和纯液体,其中不涉及溶液,那么改变生成物或者反应物的量,不会对化学平衡造成影响。

3 压强

其实,压强也是影响化学平衡的重要条件,而这只针对于气体类化学反应而言。比如,NO2生成N2O4的反应。具体来说,一定条件下,两体积的红棕色NO2气体会反应为1体积的无色N2O4气体,而如果所有条件不变,增大压强使体积缩小,那么混合气体的颜色会先变深,再变浅。变深是因为压强的变化导致NO2浓度增大,后面变浅是因为消耗了更多的NO2和生成了更多的N2O4。这也就意味着,条件不变的情况下,增大压强,会使平衡向气体体积缩小的方向移动。之所以说反应是向气体体积变小的方向移动,而不是向正反应方向移动,是因为相同条件下,相同的实验步骤和方法用于N2O4生成NO2的反应,平衡会向从逆反应方向,即气体体积变小的方向移动。以此类推,不难得出,在既定条件下,只减小处于平衡状态的化学反应压强,那么混合气体颜色会先变浅,因为NO2浓度变小,随后又变深,因为平衡将会向气体体积增大的方向移动。值得注意的是,如果化学反应前后不存在气体分子数变化,例如N2和O2生成NO气体的反应,那么无论怎样改变压强,都不会影响化学平衡。

4 勒夏特列原理

实际上,对可逆化学反应而言,如果只改变影响平衡的一个条件,比如温度、压强、浓度,那么在这个封闭体系中,化学平衡将会向着减弱这种改变的方向移动,而这就是著名的勒夏特列原理。

5 结语

研究高中化学中化学平衡的影响条件具有重大意义。一方面,探究的过程就是我们学习和巩固的过程。在教师教学完成后,再进行实验,再归纳总结相关知识,不仅有利于温故知新,增强学习效果,还有助于同学们锻炼能力,增强素养;另一方面,这有助于教学评价,有利于教师教学。其实,研究结果能反应出同学们的学习成效、探究能力以及学习态度,而了解这些,能在极大程度上帮助教师认识到我们的优点以及不足,有助于因材施教。

[1]王一帆.高中化学中对化学平衡原理的巧用研究[J].化工管理,2016(9):29-29.

[2]张军贵.压强、温度对化学平衡移动影响的实验改进[J].中学化学教学参考,2016(12):20-20.

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