自制微型二氧化氮和四氧化二氮平衡转化器

甘肃省民勤县第四中学(733399) 白俊杰

在“用量少、成本低、污染小、实用性强、充分利用生活中的常见用品和废弃物”原则的指导下，笔者设计了微型二氧化氮和四氧化二氮平衡转化器。

1 使用材料和试剂

粉状青霉素试剂瓶3个、20 mL医用注射器3个、同规格一次性注射器针头7个、一次性静脉注射细导管5段、铜丝、浓硝酸。

2 装置设计及实物图

自制微型二氧化氮和四氧化二氮平衡转化器的设计图见图1。

图1 自制微型二氧化氮和四氧化二氮平衡转化器设计图

3 转化器的用途及使用

利用自制微型二氧化氮和四氧化二氮平衡转化器探究温度变化对化学平衡移动的影响、探究压强变化对化学平衡移动的影响。

3.1 气体的制取

(1)检查装置的气密性：先打开K1、K2、K3、K4，再用注射器向2号瓶中注入空气。若1、3号瓶上连接的注射器活塞向外移动，则证明气密性良好。

(2)向2号瓶中加入铜丝，用注射器抽去装置中的空气。

(3)用注射器向2号瓶中注入适量浓硝酸，反应一段时间，使1、2、3号瓶内充满红棕色气体。

(4)调整1、3号瓶上连接的注射器活塞在10 mL刻度处，夹住K1、K2、K3、K4。

3.2 探究温度变化对平衡移动的影响

操作：把1号瓶放在热水里，把3号瓶放在冰水(冷水)里，把2号瓶置于室温下(做空白对照实验)，一段时间后观察对比1、2、3号瓶中气体颜色的变化。

现象：1号瓶中红棕色气体颜色较2号瓶中红棕色气体颜色深，3号瓶中红棕色气体颜色较2号瓶中红棕色气体颜色浅。

3.3 探究压强变化对平衡移动的影响

操作：先把1号瓶上连接的注射器活塞迅速移动到5 mL刻度处，观察红棕色气体颜色的变化并与2号瓶(空白对照)中红棕色气体颜色进行对比分析，再把3号瓶上连接的注射器活塞迅速移动到20 mL刻度处，观察红棕色气体颜色的变化并与2号瓶(空白对照)中红棕色气体颜色进行对比分析。

现象：1号瓶上连接的注射器内红棕色气体先突然加深随后又逐渐变浅，但最终比2号瓶(空白对照)中红棕色气体颜色深。3号瓶上连接的注射器内红棕色气体先突然变浅随后又逐渐变深，但最终比2号瓶(空白对照)中红棕色气体颜色浅。

结论：增大压强,平衡向气体体积减弱的方向移动；减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动。

4 转化器的优点

制作该微型二氧化氮和四氧化二氮平衡转化器的主要原料是已消毒处理的废旧青霉素试剂瓶、医用注射器和一次性静脉注射细导管，实现了废物再利用，节约了成本。该微型二氧化氮和四氧化二氮平衡转化器在课堂教学中使用方便，操作简单，试剂用量少，现象明显。把抽象问题简单化，通过实验现象帮助学生理解了温度和压强对化学平衡移动的影响，大大提高了课堂的教学效率和教学质量。