高中 化学 探究实验 挑战难度 化学反应速率与化学平衡

探究影响化学平衡移动的因素

勒夏特列原理的实验证据

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通过重铬酸钾溶液、硫氰化铁溶液等体系,探究浓度和温度对化学平衡移动的影响。

配套虚拟仿真:探究影响化学平衡移动的因素(虚拟探究)

通过重铬酸钾溶液、硫氰化铁溶液等体系,探究浓度和温度对化学平衡移动的影响。

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实验目的

  • 认识浓度、温度对化学平衡的影响。
  • 会用颜色变化判断平衡移动的方向。
  • 理解勒夏特列原理。

实验原理

勒夏特列原理:如果改变影响平衡的一个条件,平衡将向能够减弱这种改变的方向移动。

以可逆反应 2NO₂(红棕色)⇌ N₂O₄(无色) 为例:该正反应为放热反应。升高温度,平衡向逆反应方向移动,颜色变深;降低温度,平衡正向移动,颜色变浅。

对于 Cr₂O₇²⁻(橙色)+ H₂O ⇌ 2CrO₄²⁻(黄色)+ 2H⁺:加酸平衡逆移,橙色加深;加碱平衡正移,黄色加深。

关键公式 / 方程式 Cr₂O₇²⁻ + H₂O ⇌ 2CrO₄²⁻ + 2H⁺

实验器材

重铬酸钾(或铬酸钾)溶液
氢氧化钠溶液、稀硫酸
硫氰化钾溶液、氯化铁溶液
试管、试管架
热水、冰水、水浴

实验步骤

1

浓度影响(铬酸盐)

在重铬酸钾溶液中分别滴加稀硫酸和氢氧化钠溶液,观察颜色变化。

2

浓度影响(铁离子)

把氯化铁溶液与硫氰化钾溶液混合得到红色溶液,再分别加入氯化铁和硫氰化钾,观察颜色加深情况。

3

温度影响

把二氧化氮平衡混合气体(或碘的淀粉溶液体系)分别放入热水和冷水中,观察颜色变化。

4

分析归纳

把实验现象与平衡移动方向对应起来,用勒夏特列原理加以解释。

实验现象

加稀硫酸后溶液橙色加深,加氢氧化钠溶液后黄色加深。

加入氯化铁或硫氰化钾后红色加深。

温度升高时红棕色变深,温度降低时颜色变浅。

实验结论

结论

增大反应物浓度使平衡向正反应方向移动;减小生成物浓度同理。对放热反应而言,升高温度平衡向逆反应方向移动。这些现象都符合勒夏特列原理。

安全提示

请务必遵守以下安全要求

重铬酸钾(六价铬化合物)有毒且有强氧化性,操作时戴手套,避免皮肤接触,废液要回收处理,不能随意倒入下水道。

硫氰化钾溶液不要接触皮肤和眼睛。

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