[其他]化学平衡移动显示仪

说明书

本实用新型涉及化学教学仪器，作为显示《化学平衡移动》实验的专用仪器。

长期以来在显示《化学平衡移动》的教学实验中，压强、浓度和温度三个因素各自对化学平衡的影响，基本沿用的是三套仪器、二个反应和三种操作方法，并都选用平衡混合物组份颜色的变化作为平衡移动的显示标志（参见高等学校教学参考书《无机化学演示实验》P102－108，《全日制高中化学课本》P157－160）。经过不少同志多年实践和理论分析，除对“温度对化学平衡的影响”这一实验得到普遍公认之外，“浓度和压强对化学平衡的影响”两个实验，都不同程度地存在某种意见分歧，特别是对“压强对化学平衡的影响”这一实验甚至达到根本否定的地步。在演示“压强对化学平衡的影响”实验中，使用的仪器为一支注射器，采用2NO₂()/() N₂O₄+Q的化学反应。当改变注射

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器中NO₂混合气体的体积时，一方面使混合气体的压强变化，另一方面又使其密度变化，而压强变化和密度变化各自引起混合气体的颜色变化是相互抵消的，以肉眼难以观察到颜色变化，因而该实验基本不能显示。另外，由于压强、浓度、温度三因素对平衡影响的实验采用三套仪器，二个反应和三种操作方法，带来仪器繁多，显示费时，操作不便等缺点。同时由于实验的分割，对知识的完整性、理解的深刻性和应用的综合性带来较大影响。

本实用新型的目的在于提供一种显示标志明显，显示省时，结构简单，操作方便的《化学平衡移动》显示仪。该仪器应能在同一仪器和同一反应中，以改变操作方法来切实可靠地显示“压强、浓度和温度对化学平衡的影响”三个实验。

本实用新型提供的《化学平衡移动》显示仪，采用2NO₂()/() N₂O₄+Q气体

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化学反应，另选用空气作为参照气体，并以实验气体与参照气体间压强相对变化作为化学平衡移动的显示标志。该仪器包括：两个开关尺寸完全相同的、底部有接口的、内部容积可靠活塞改变的容器，一个作为盛装NO₂混合实验气体的容器，一个作为盛装空气的参照气体容器。一个两端带有橡皮连接管、分别连接两容器底部接口的、用于显示两容器内部气体间压强相对变化的显示元件。一个与两容器活塞相连、同步改变两容器容积的调节元件。一个用于改变实验气体浓度的、带有细小针头的注射器配件。一个用于改变两容器内部气体温度的调温配件。一个用于支承或固定两容器、调节元件、显示元件和两个配件的支架。

本仪器工作原理十分简单，现分别叙述如下：

显示“压强对化学平衡的影响”实验：将两容器分别吸入等体积的NO₂混合实验气体和空气，然后两容器底部接口分别与显示元件两端连接，由于此时两容器的体积相同，温度相同、压强相同，分子数目也必然相同。当通过调节元件使两容器活塞同步内推或外拉，进行两容器气体等体积压缩或膨胀时，因空气不发生平衡移动，而NO₂混合气体将发生平衡移动，以减弱压强变化，使两容器内部气体压强不再相等，形成一个压差，从而在显示元件上显示出来。

显示“浓度对化学平衡的影响”实验：将两容器分别吸入等体积的混有较多NO的NO₂混合气体和空气，然后将两容器底部接口分别与显示元件两端连接，此时两容器气体的体积、温度、压强和分子数目均相同。将盛有纯O₂注射器配件的针头。穿过橡皮连接管向实验气体容器中推入一定量的O₂（O₂对NO不能过量）。由于O₂注入，使NO₂浓度增大，平衡则向生成N₂O₄正反应方向移动，混合气体压强减弱，使两气体间形成一压差，在显示元件上显示出来。推入的O₂越多（不能过量），压差将越大，其间接地反证了减小NO₂浓度使平衡向逆反应方向移动。