浓度、温度对化学平衡的影响教案

浓度、温度对化学平衡的影响教案（通用13篇）

篇1：浓度、温度对化学平衡的影响教案

教学目标

知识技能:掌握化学平衡移动的概念及浓度,温度对化学平衡的影响。

能力培养:依据对实验的观察和所学的知识进行分析、判断、综合等,培养学生的逻辑思维能力。

科学思想:化学平衡是有条件的,相对的,对学生进行辩证唯物主义观点的教育。培养严谨、求实的科学思想。

科学品质:激发学生的求知欲,去探索自然科学的奥秘。

重点、难点 浓度、温度对化学平衡的影响。

教学过程设计

教师活动学生活动设计意图

【复习提问】上节课我们已经学习了化学平衡,什么是化学平衡状态? 它有什么特点?回忆,思考并回答。加深对平衡概念的理解并为本节课所学内容作知识上的铺垫。

教师活动学生活动设计意图

【实验引入】取6ml0.01mol/l fecl3溶液,加入2滴0.01mol/l kscn溶液。将所得溶液分为两等

份,在其中一份中加入2滴1mol/ lkscn溶液。

【提问】(1)上述混合体系是否达到了化学平衡状态?为什么?(2)这两次平衡是否是同一平衡状态? 【分析】引导学生分析平衡态一变为平衡态二的过程中速率的变化,同时画出v-t图(速率-时间图),引出化学平衡移动的概念。(见附1)分析: 达到了化学平衡状态,因为颜色不再变化说明混合体系中各组分的浓度一定,但这两次平衡不能叫同一平衡状态,因为外加条件发生了变化,各组分的浓度也发生了变化,表现在第二次达平衡的平衡体系中血红色加深

了。通过具体的实验引出平衡移动的概念,吸引学生的注意力,激发学习

兴趣。

【板书】

二、影响化学平衡的条件(一)化学平衡的移动

引导学生看书第10页并强调: 移动原因:正逆反应速率由相

等到不等最后又相等。

移动结果:混合体系中各物质

的质量分数发生了变化。看书并画出重点: 如果一个可逆反应达到平衡状态以后,反应条件(如浓度,压强,温度等)改变了,平衡混合物里各组成物质的含量也就随着改变而达到新的平衡状态,这叫做化学平衡的移动。准确掌握化学

平衡移动概念。

【过渡】哪些条件可以使化学平衡发生移动?速率发生了变化,化学平衡一定移动吗?(二)影响化学平衡(移动)的条件 1.浓度

结合上面所做的实验与学生一

起分析归纳。讨论归纳。培养学生语言表达能力,逻辑思维能力及科学思维方法。条件改变平衡移动方向 原因 结果

增大反应物浓度 正反应方向 v正&v逆消 耗反应物

减小反应物浓度逆 反应方向 v正

增大生成物浓度逆 反应方向 v正

减小生成物浓度正 反应方向 v正&v逆 补充生成物

【小结】(1)平衡移动方向与外加条件、正逆反应速率相对大小、平衡移动结果三者的关系,谁增耗谁,谁减补谁,但不能将外加条件削减为0。

(2)对于固体或纯液体来说,它们的浓度是常数,改变它们的量,平衡不移动。

教师活动学生活动设计意图 2.温度对化学平衡的影响

【实验】

观察实验并思考:(1)在升温和降温时,容器内气体颜色发生了怎样的变化?平衡如何移动?(2)在升温或降温过程中正逆反应速率如何变化?(3)如何用速率的变化解释平衡移动方向?培养学生结合实验和所学知识分析、归纳、综合思考,最后得出正确结论的能力。并弄清温度对化学反应速率的影响与化学平衡之间的关系。

【提问】上述思考题

【引导】引导学生分析温度对反应速率,平衡移动方向之间的关系。小结:(1)升温

速率:v吸增大&v放增大,平衡向吸热反应方向移动。(2)降温

速率:v吸减小

【提问】催化剂能改变化学反应速率,能否使化学平衡发生移动?请大家阅读课本第14页,并画出v-t(速率-时间)曲线图。看书画出v-t(速率-时间)曲线图并得出以下结论:化学平衡发生移动,速率一定发生变化;但速率发生变化,平衡不一定发生移动。

进一步加深对化学平衡移动概念的理解。

【随堂检测】

1.在下列反应中,升高温度能使混合气平均分子量减小同时能使反应物转化率增大的是()。(a)co+h2o(气)co2+h2+q(b)2so3(气)2so2+o2-q(c)2hcl h2+cl2-q(d)cao+co2 caco3+q 2.某一可逆反应a+b→c在一定条件下达平衡,c的质量分数与时间、温度的关系如下图所示,则正反应为()反应。巩固课堂所学内容。

教师活动学生活动设计意图

3.对于平衡体系co(气)+h2o(气)co2(气)+h2(气)+q,当其他条件不变时,增大某一反应物的浓度,平衡向正反应方向移动,则下列说法一定正确的是()。(a)生成物浓度一定增大(b)反应物的浓度一定减小

(c)任一生成物的体积分数一定增大(d)反应物转化率一定增大

【小结】今天我们重点学习了化学平衡移动的概念及浓度,温度对化学平衡的影响,下节课我们将着重讨论压强对化学平衡的影响。【作业】课本第14页1,2题

篇2：浓度、温度对化学平衡的影响教案

对钼酸铵分光光度法测定水质中总磷时温度、浓度、时间与显色反应的规律进行了研究,给出了吸光度对温度、浓度和显色时间的变化曲线,和不同温度下的标准曲线的线性相关性,指出了不同温度时,吸光度随时间的`变化.从而得到了达到最大显色所需要的时间,以指导标准曲线的绘制,提高样品测定精度.

作 者：张丰如 汤兵 苑星海 ZHANG Feng-ru TANG Bing YUAN Xing-hai  作者单位：张丰如,ZHANG Feng-ru(广东工业大学,环境科学与工程学院,广州,510090;广东嘉应学院化学系,梅州,514015)

汤兵,TANG Bing(广东工业大学,环境科学与工程学院,广州,510090)

篇3：浓度、温度对化学平衡的影响教案

1 实验仪器及药品 (包括浓度)

20%H2O2、10%H2O2、MnO2。

铁架台、具支试管、胶头滴管、橡皮塞、玻璃管、胶皮管、玻璃弯管。

2 实验步骤

(1) 用胶头滴管吸取20%H2O2, 加入具支试管中, 塞上橡皮塞, 观察常温反应情况。

(2) 取下橡皮塞, 迅速加入少量MnO2粉末, 迅速塞紧塞子, 可观察到大量气泡迅速逸出, 右端的量气装置两玻璃管中液面迅速升降。

(3) 待上述反应停止后, 取下橡皮塞, 用胶头滴管吸取10% H2O2, 塞好塞子, 将H2O2迅速挤入具支试管中, 可观察到气体逸出速度明显变慢, 右端的量气装置两玻璃管中液面升降变缓。

(4) 加热具支试管, 可观察到气体逸出的速度加快, 右端的量气装置两玻璃管中液面升降变快。

3 实验注意事项

(1) 实验前须检验装置的气密性, 以保证实验成功。

(2) H2O2溶液、MnO2粉末应迅速加入, 迅速塞紧橡皮塞, 以保证实验效果。量气装置的玻璃管中加入一定量的水, 为了便于观察两玻璃管中液面升降的变化的快慢, 可在水中滴入两滴红墨水。

本实验所用的药品种类和用量都较少, 操作简便, 实验现象明显。用同一个实验装置演示说明了浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响等多个实验问题。选用了玻璃管中装有红色液注的量气装置来定量地说明浓度、催化剂、温度对化学反应速率的影响, 使实验现象更直观, 更具有说服力。

具体说明的问题如下:

①对比加入MnO2粉末前后的反应情况, 说明MnO2是该反应的催化剂, 催化剂可改变化学反应速率。

②对比20%H2O2和10%H2O2在MnO2催化下的反应可知:增大反应物的浓度可增大化学反应速率, 减小反应物的浓度可降低化学反应速率。

③升高温度可增大化学反应速率, 降低温度可减小化学反应速率。

化学反应发生的必要条件是反应物的粒子间要发生碰撞。如果反应物的分子间互不发生碰撞, 就谈不上发生化学反应, 但不是分子间的每一次碰撞都能发生化学反应。以气体间的反应来说, 气体分子是以极大的速率向各个方向作不规则运动, 气体分子在单位时间内的碰撞次数是一个大得惊人的数字, 若每一次碰撞都能发生反应, 那么一切反应都能瞬间完成。例如[HI]=10-3mol/L, 在500℃时, 1L容器内碰撞次数可高达3.5×1028次/秒, 但实验证明, 此反应速率仅为1.2×10-8mol/L·s。这说明在反应物分子发生亿万次碰撞中, 只有极少数次发生反应。这种能发生反应的碰撞称为有效碰撞, 而把发生有效碰撞的分子称为活化分子。单位体积内活化分子数占分子总数的百分比称为活化分子百分数。

4 结论

4.1 浓度对化学反应速率的影响及质量作用定律

影响化学反应速率的内在因素是反应物本身的性质, 而外因则相对较多, 其中浓度是常见的影响因素之一。由大量的实验事实证明, 在其他条件不变的情况下, 增大反应物浓度, 可以增大该反应的速率。

本实验表明, 在一定温度下, 增加反应物的浓度可以加快反应速率。这个结论可以用活化分子概念加以解释。在一定的温度下, 对某一化学反应来说, 反应物的活化分子百分数是一定的。而且单位体积内反应物的活化分子数和反应物分子总数也就是反应浓度又成正比。所以当增加反应物的浓度时单位体积内的活化分子数也必然相应地增多, 从而增加了单位时间内反应物分子间的有效碰撞次数, 导致反应速度加快。

4.2 温度对化学反应速率的影响

温度是影响化学反应速率的重要因素之一, 温度升高往往会加速反应。根据实验结果可以发现温度升高10℃, 化学反应的速度一般可增加到2-4倍。这是一条近似的规律。温度升高使化学反应加快的原因可以从两个方面理解。一方面, 温度升高时, 分子热运动加快, 单位时间内分子间的有效碰撞次数增加, 使反应速率加快。但是, 这不是主要原因, 因为根据气体分子运动论的计算, 温度每升高10℃, 碰撞次数仅增加2%左右, 实际上反应速率要增加2-4倍, 比2%大得多。所以更主要的原因是因为温度的升高使一些能量较低的分子获得了能量从而成为活化分子, 增加了反应物中活化分子数, 大大地加快了反应的速度。

4.3 催化剂对化学反应速度的影响

目前, 对催化剂的作用还没有完全弄清楚。在大多数情况下, 催化剂本身和反应物一起参加了化学反应, 降低了反应所需要的活化能。有些催化反应是由于形成了很容易分解的中间产物, 分解时催化剂恢复了原来的化学组成, 原反应物就变成了生成物。有些催化反应是由于吸附作用, 吸附作用仅能在催化剂表面最活泼的区域进行。活性中心的区域越大或越多, 催化剂的活性就越强。

在化学反应中, 能显著改变化学反应速率而本身在反应前后其组成、数量和化学性质保持不变的物质叫催化剂。凡能加快反应速率的叫正催化剂;能减慢反应速率的叫负催化剂。通常所说的催化剂一般是指正催化剂, 常常把负催化剂叫抑制剂。催化剂改变化学反应速率的作用叫催化作用。催化剂能显著地加快反应速率, 是由于它参与了变化过程, 与反应物之间形成了一种势能较低且不稳定的中间产物, 改变了反应的历程, 使反应的活化能显著降低, 增加了活化分子百分数, 从而使活化分子数迅速提增加, 反应速率也极大地增大了。催化剂只能改变反应的历程, 增大反应速率, 不能使不发生反应的物质间起反应, 不能改变反应体系的始态和终态, 它只是同等程度地降低了正、逆反应的活化能, 即同等程度地改变了正、逆反应的反应速率, 因此它不能改变平衡状态。催化剂具有特殊的选择性, 不同反应要求不同的催化剂, 如氢氧化合生成水的反应可用钯粉作催化剂, 而由SO2制取SO3的过程需要V2O5作催化剂。

由此, 我们得出:增大反应物的浓度可以增大反应速率, 反之减小反应速率。升温可以增大反应速率, 不论反应是放热的还是吸热, 都增大速率。温度每升高10℃, 反应速率增为原来的2-4倍。催化剂能降低反应所需能量, 使更多的分子成为活化分子, 即大大增加了反应物中活化分子的百分数, 从而大大增加有效碰撞的次数, 反应速率增大。此外, 还有压强、激光、紫外线等也会影响速率。

摘要：化学反应发生的必要条件是反应物的粒子间要发生碰撞, 浓度、温度、催化剂对化学反应速率影响是不同的, 通过实验, 我们会知道, 浓度、温度、催化剂都会改变化学反应速度。

关键词：浓度,温度,催化剂,化学反应速度

参考文献

[1]张雪芹.浓度、温度、催化剂对化学反应速率影响的实验改进[R].北京教科院基教研中心, 2006, (12) .

篇4：浓度、温度对化学平衡的影响教案

关键词：萼花臂尾轮虫；种群；非混交卵；食物浓度；温度

中图分类号：S955.3⁺2 文献标志码：A 文章编号：1002—1302（2016）01—0251—03

食物浓度和温度是影响轮虫种群动态的2个重要生态因子。有关食物浓度和温度对轮虫种群动态的影响研究已有较多报道，内容涉及温度和食物浓度对轮虫种群增长率、最大种群密度、怀卵率、休眠卵产量及形成效率等方面的影响。研究表明温度和食物浓度对轮虫的种群增长及休眠卵形成均有明显的影响，但不同种类、同种种类的不同品系得出的种群增长最适温度和最适食物浓度各不相同。迄今为止，关于食物浓度和温度对轮虫非混交卵影响方面的研究未见报道。非混交雌体所产的卵为非混交卵，与轮虫种群数量密切相关。

萼花臂尾轮虫（Brachionus calyciflorus）是淡水中常见的轮虫种类，也是淡水轮虫工厂化培养的首选种类。本研究以萼花臂尾轮虫为对象，研究了适宜温度范围内不同食物浓度对轮虫种群及非混交卵的影响，以丰富此方面的内容，同时为该轮虫的规模化培养提供理论参考。

1材料与方法

1.1轮虫来源及饵料

萼花臂尾轮虫于2012年6月采自湖北省武汉市水产科学研究所旁的水库，所采水样首先用多层纱布滤去其中的枝角类和桡足类等大型浮游动物及杂质，然后置于解剖镜下观察，用微吸管吸出其中的萼花臂尾轮虫并接种到事先准备好的轮虫培养液中进行培养。试验时先用纱布过滤，去除在培养轮虫的过程中产生的废弃物和剩余饵料的絮凝，再用300目的筛绢滤取轮虫，并用蒸馏水冲洗轮虫数次。

选用蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidsa）作为培养轮虫的饵料。藻种购自中国科学院水生生物研究所。小球藻采用sE培养液在光暗周期12 h-12 h实验室条件下培养，光照度2 000～3 000 k，培养温度25℃，充气培养。每7～10 d转接1次。投喂轮虫的藻液经300目筛绢过滤，以去除藻液中的絮凝。

1.3计算方法

轮虫及其非混交卵的计数方法、有关参数的定义和计算方法均与文献[7]相同。

1.4统计分析

不同培养条件下的轮虫种群数量及非混交卵日产生量的动态变化采用重复测量的方差分析（repeated measure ANO-VA）。对不同食物浓度、不同温度条件下的轮虫种群最大密度、种群增长率的差异显著性采用两因素方差分析进行分析。对非混交卵的产量、形成效率及最大形成效率的差异显著性也采用两因素方差分析（two-way ANOVA）进行分析（SPSS19.0.P<0.05）。

2结果与分析

2.1食物浓度和温度对轮虫种群增长的影响

2.1.1食物浓度和温度对轮虫种群数量的影响 在各食物浓度及温度条件下，轮虫种群的动态变化如图1所示。重复测量的方差分析结果表明食物浓度和温度对轮虫种群动态有显著作用（P<0.05）。隨着培养溫度的升高，轮虫繁殖高峰值出现的时间也总体上呈现逐渐前移的趋势。温度为28、30℃，食物浓度为20×106 cells/mL，培养4～6 d轮虫种群的密度培养增长极显著（P<0.01），然后又迅速下降。25℃时，20×106 cells/mL食物浓度下，轮虫种群密度从培养5 d开始显著增长（P<0.05）。

2.1.2食物浓度和温度对轮虫最大种群密度和种群增长率的影响各条件组合下，轮虫的最大密度和种群增长率见表1。两因素方差分析结果表明，温度、食物浓度以及两者之间的交互作用均对最大种群密度具有极显著影响（P<0.01）。种群增长率的两因素方差分析结果显示，温度30℃与其他2个温度之间的种群增长率差异极显著（P<0.01），而25℃和28℃条件下种群增长率无明显差异（P>0.05）；食物浓度为20×10⁶ cells/mL时轮虫的种群增长率远高于其他3种食物浓度（P<0.01）；温度和食物浓度的交互作用对轮虫的种群增长率具有极显著影响（P<0.01）。

2.2食物浓度和温度对轮虫非混交卵的影响

2.2.1食物浓度和温度对轮虫非混交卵日产生量的影响 各食物浓度及温度条件下，轮虫非混交卵日产生量的动态变化如图2所示。重复测量的方差分析结果表明，食物浓度为20×10⁶ cells/mL的非混交卵形成动态与其他各组差异极显著（P<0.01），30℃条件下除外。25℃食物浓度为2.5×10⁶ cells/mL轮虫非混交卵增长不明显，其他3个食物浓度培养4 d非混交卵日产生量开始增加，20×10⁶cells/mL食物浓度的非混交卵日产生量在培养6 d时达到峰值105 ind/mL。28℃条件下各食物浓度均在培养3 d非混交卵日产生量开始增加，20×10⁶ cells/mL食物浓度的非混交卵日产生量在培养4 d达到峰值131 ind/mL。30℃条件下，20×10⁶ cells/mL食物浓度的非混交卵日产生量在培养4 d显著增长，培养5 d达到峰值90 ind/mL，其他3个食物浓度非混交卵日产生量增长不明显。

nlc202309031608

2.2.2食物濃度和温度对轮虫非混交卵产量和形成效率的影响 在轮虫非混交卵的第1个形成周期内，各条件组合下非混交卵的产量、形成效率和最大形成效率见表2。两因素方差分析结果显示，在培养全过程中，温度、食物浓度以及两者之间的交互作用均对非混交卵产量具有极显著影响（P<0.01）。对非混交卵形成效率进行的两因素方差分析结果表明，温度对非混交卵的形成效率具有极显著影响（P<0.01）；食物浓度对非混交卵形成效率没有明显作用（P>0.05）；温度与食物浓度的交互作用对非混交卵的形成效率具有极显著影响（P<0.01）。对最大形成效率进行的两因素方差分析结果显示，温度对非混交卵的最大形成效率具有极显著影响（P<0.01）；食物浓度为2.5×10⁶cells/mL的最大形成效率与其他各组差异极显著（P<0.01）；温度与食物浓度的交互作用对非混交卵的最大形成效率具有极显著影响（P<0.01）。

3讨论

3.1食物浓度和温度对轮虫种群增长的影响

已有研究结果表明，同一温度下萼花臂尾轮虫种群密度随食物浓度的升高而增加。本研究结果与已有的研究结果一致，25、28、30℃条件下萼花臂尾轮虫的种群动态与食浓度密切相关。在同一食物浓度下，种群密度随温度的升高而增大。本研究中25℃和28℃条件下各食物浓度条件下的种群密度有相同的变化趋势，但30℃条件下各食物浓度没有表现出这种变化趋势，可能与较高温度条件对低起始物密度的轮虫种群增长有抑制作用有关。

黄祥飞研究发现，萼花臂尾轮虫种群的最大密度随温度的升高而有所增加，而种群达到高峰所需的时间则随着温度的升高而缩短。本研究结果也表明，轮虫种群在28℃和30℃条件下较25℃提前1 d达到最大密度，但25℃与28℃条件下的轮虫种群增长率差异不显著，且明显高于30℃。

3.2食物濃度和温度对轮虫非混交卵的影响

已有关于轮虫繁殖方面的研究主要是通过考察轮虫的怀卵量这一指标，怀卵轮虫既有产非混交卵的非混交雌体又有产休眠卵的混交雌体。非混交雌体与轮虫种群增长密切相关，考察非混交雌体所产非混交卵的动态变化将能更准确地预测出轮虫种群密度的变化。本研究中同一温度下萼花臂尾轮虫种群密度随食物浓度的升高而增加，非混交卵的日产生量也表现出相似的变化趋势。同一食物浓度下，非混交卵动态与种群数量动态也表现出极大的相似性，即25℃和28℃条件下各食物浓度条件下的非混交卵日产生量与种群密度有相同的变化趋势，30℃条件下非混交卵日产生量没有表现出这种变化趋势。

温度为25℃时轮虫的非混交卵产量、形成效率和最大形成效率均明显高于28℃和30℃条件下，这可能与25℃条件下轮虫非混交卵的日产生量增长时间较长有关。研究还发现当轮虫的种群密度还处于增长阶段，非混交卵日生产量已达峰值。因此可用非混交卵的动态变化提前预测出轮虫种群的动态变化。

篇5：浓度对化学平衡的影响的练习题

1. 在下列平衡2CrO42(黄色)+2H+-Cr2O72- (橙红色)+H2O中，某溶液颜色介于黄色和橙红色之间，今欲使该溶液的橙红色加深，则要在溶液中加入 ( )

A.HClB.OH C.HCO3 D.H2O

2. 右图是恒温下某反应的化学反应速率随反应时间变化的示意图。下列叙述与示意图不相符合的是

A. 反应达平衡时，正反应速率和逆反应速率相等

B. 该反应达到平衡状态Ⅰ后，增大反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡状态Ⅱ

C. 同一种反应物在平衡状态Ⅰ和平衡状态Ⅱ时浓度不相等

D. 该反应达到平衡状态Ⅰ后，减小反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡状态Ⅱ

3. 对于在恒定容器中已达到平衡的反应

:2X(g)+Y(g)

下列说法正确的是

A.反应速率不变，Z的产量减小 B.反应速率增大，Z的.浓度减小

C.反应速率增大，Y的转化率增大 D.反应速率增大，X的转化率增大

4.某酸碱指示剂在溶液中存在下列平衡：HIn(溶液)

H(溶液)+Inˉ(溶液) +-- 2Z(g)，若增大X的浓度， (红色) (黄色)

在下列哪种溶液中,指示剂显红色( )

A.NaCl B.Ca(OH) 2C.SO2 D.NaOH

5.氯化铜在水溶液中存在有如下平衡：

Cu(H2O)4(蓝色)+4Clˉ

2+ CuCl4ˉ(绿色)+4H2O 下列操作可以使溶液变蓝色的是 2

A.向溶液中加入少量NaCl晶体B.向溶液中滴加少量浓盐酸

C.向溶液中滴加少量AgNO3溶液 B.向溶液中滴加少量HNO3溶液

6.向存在着FeCl3 (黄色)+ 3KSCN (血红色)

入下列物质，能使溶液血红色消失的是

A.AgNO3 B.KClC.FeCl2D.Cu

7.甲、乙两个容器内都进行A→B的反应，甲容器内每分钟减少了4molA，乙容器内每分钟减少2molA，则甲容器内的反应速率比乙容器内的反应速率

篇6：浓度、温度对化学平衡的影响教案

将化学生物絮凝工艺与曝气生物滤池结合用于污水处理,化学生物絮凝工艺是一种化学和生物协同作用深度集成的污水强化一级处理工艺,试验研究了不同温度对化学生物絮凝强化一级处理与曝气生物滤池组合工艺处理城市污水的影响.结果显示:温度的.升高有利于污染物的去除,特别是对NH3-N和PO2-4-P的去除,温度从10℃高到26℃,去除率分别提高了15%和13%.但CODCr、SS的去除率变化不大,只有6%的升高.

作 者：岳玮 刘广鑫 程丽华 作者单位：岳玮,程丽华(青岛理工大学)

刘广鑫(青岛市益水工程股份有限公司)

篇7：条件对平衡的影响教案——赵双燕

淮北实验高级中学 赵双燕

【教学目标】 一．知识与技能目标

使学生了解温度、浓度对化学平衡的影响，并能判断平衡移动的方向。二．过程与方法目标

通过温度、浓度对化学平衡的影响的实验探究，培养学生设计实验方案的能力，以及分析实验现象并获取有价值信息的能力。三．情感、态度与价值观目标

体验化学实验对化学理论发展的贡献。【教学重难点】

温度、浓度对化学平衡的影响，并从平衡常数和浓度商分析其原因。【教学方法】

交流研讨，归纳整合，实验探究 【教学流程】

【引入】随着人们物质生活水平的提高，食物的种类越来越丰富。投影：四道菜，色香味俱全，想吃吗？大家有没有想到吃也有可能吃出问题来，痛风就是一种典型的吃出来的病。

在人体内存在这样一个可逆反应，钠离子与尿酸根离子生成尿酸钠，刚才列举的这些食物在人体内经过复杂的代谢过程会产生尿酸，导致体液中尿酸钠浓度增高，当尿酸钠浓度增高至一定程度时，就会引起痛风。

保泰松片是一种治疗痛风的药物，其使用注意事项有这样两条：注意保暖、用药时忌盐。从这两点可以看出，哪些因素会对这个可逆反应会造成影响？那他们是如何影响可逆反应的？这节课我们就来一起来学习反应条件对化学平衡的影响。

【板书】反应条件对化学平衡的影响

一、温度对化学平衡的影响

【提问】研究温度对化学平衡的影响，首先要选择一个合适的可逆反应作为研究对象。从常见的可逆反应中我选择出四个，你认为哪个最适合并阐述你的理由。【提问】介绍平衡球，里面什么物质？只有二氧化氮吗？ 【追问】二氧化氮与一氧化氮有没有达到平衡？

【追问】我们如何判断这个平衡是正向移动还是逆向移动了呢？

【讨论】利用这套装置，你准备怎样探究温度对平衡的影响规律呢？请设计实验方案。

【讲述】评价并确定实验方案。下面同学们按照刚才的设计进行实验，记录实验现象，根据这些现象能得出什么结论。【学生】汇报实验现象、结论。

【思考】温度的变化为什么会引起化学平衡的移动呢？

【分析注意学生互动】化学平衡的标志是K＝Q，现在平衡发生移动说明K≠Q，温度导致了K还是Q改变？那Q呢？升高温度导致K减小，Q>K，Q要趋向于K，最终要再次达到平衡，也就是Q＝K，怎么办？Q要么分子减小、要么分母增大，这就要求平衡向哪个方向移动，逆向移动。【板书】T改变→K改变→ Q>K 反应逆向移动

Q

【提问】对于放热反应来说，温度升高平衡逆向移动，温度降低平衡正向移动。如果是吸热反应呢？

【追问】由以上结论你能得出，温度改变，平衡移动的方向与化学反应的热效应之间有什么关系？

【板书】升温平衡向吸热反应方向移动

降温平衡向放热反应方向移动

【归纳】从温度对化学平衡的影响探究过程，你概括出研究条件对化学平衡的影响的一般思路或方法吗？

【过渡】我们通过以上探究过程发现了温度对化学平衡是有影响的，浓度对又是如何影响化学平衡的呢？下面我们就来探讨影响化学平衡的第二个因素，浓度。【板书】

二、浓度对化学平衡的影响

【讲述】我给大家提供了一个这样的可逆反应Fe3＋＋3SCN-＝Fe（SCN）3作为研究对象，介绍0.005mol/L FeCl3与0.01mol/LKSCN混合液，达到平衡的吗？我们就以这样一个平衡体作为研究对象，你打算通过怎样的操作来探究浓度对化学平衡的影响。

【学生】设计实验方案。

【药品】0.005mol/L FeCl3与0.005mol/LKSCN混合液、1.0mol/L FeCl3、1.0mol/LKSCN、Fe粉，氢氧化钠溶液

【整合实验方案】（1）向混合液中加入1.0mol/L FeCl3（2）向混合液中加入1.0mol/LKSCN（3）向混合液中加入Fe粉（4）向混合液中加入氢氧化钠溶液

【学生】实施实验，分析实验现象、得出结论

【投影】（1）向混合液中加入1.0mol/L FeCl3

颜色加深，平衡正向移动

（2）向混合液中加入

1.0mol/LKSCN 颜色加深，平衡正向移动

（3）向混合液中加入Fe粉

颜色变浅，平衡逆向移动（4）向混合液中加入氢氧化钠溶液

颜色变浅，平衡逆向移动

【板书】增大反应物浓度、减小生成物浓度

平衡正向移动

减小反应物浓度、增大生成物浓度

平衡逆向移动

【思考】浓度的改变为什么会引起化学平衡的移动呢？ 【板书】C改变→Q改变→ Q>K 反应逆向移动

Q

【解决问题】治疗痛风的保泰松片使用要忌盐、注意保暖的原因？

【概括整合】今天我们学习了温度和浓度对化学平衡影响的规律，温度是通过改

变平衡常数，浓度是通过改变浓度商，从而使化学平衡常数不等于浓度商，引起平衡移动。当浓度商大于平衡常数时，平衡逆向移动，反之正向移动。也就是说，我们可以通过改变反应条件来调控化学平衡在其反应限度允许的前提下尽可能地向人们需要的方向移动，从而更科学、更有效的利用化学反应。【板书设计】

反应条件对化学平衡的影响

一、温度对化学平衡的影响

T改变→K改变→ Q>K 反应逆向移动

Q

升温平衡向吸热反应方向移动 降温平衡向放热反应方向移动

二、浓度对化学平衡的影响

增大反应物浓度、减小生成物浓度

平衡正向移动 减小反应物浓度、增大生成物浓度

平衡逆向移动 C改变→Q改变→ Q>K 反应逆向移动

篇8：浓度、温度对化学平衡的影响教案

本实验采用Eseherichia coli为生物催化剂,亚甲基蓝(MB)为外源中介体,葡萄糖和乙酸钠为有机燃料,铁氰化钾为电子受体,K２HPO４和KH２PO４为缓冲物质,组成双室微生物燃料电池,考察不同葡萄糖摩尔浓度下MFC产电特性。

1实验部分

1.1 MFC装置和材料

采用双室MFC,装置见图1。面积4.0cm２、体积0.112cm３碳纸为阳极电极,1.0cm２铂网(50目)为阴极,两室电极由铜线连接,碳纸与铜线连接处用导电胶带把铜线包住,防止金属铜参与反应而产生铜离子对大肠杆菌(E.coli)有毒害作用,而后在导电胶带外涂环氧树脂绝缘。Nafion 112质子交换膜起隔膜作用将阳极液和阴极液隔开。阳极室、阴极室尺寸均为3.5cm×4.5cm×5.5cm,体积为86.625mL,实验中阴、阳极电解液体积均为45mL,Nafion 112质子交换膜作用面积1.0cm２。阳极接种细菌前通N２,以除尽培养基中的O２,保证阳极室厌氧环境。

Nafion 112质子交换膜购于美国杜邦公司,使用前放于质量分数3%的H２O２中煮沸1h,接着在80℃蒸馏水、0.5mol/L H２SO４中各处理1h,最后用80℃ 蒸馏水处理1次,保存于蒸馏水中备用。

碳纸厚度为0.28mm,购于日本东丽公司,使用前用1mol/L盐酸浸泡1d以除去杂质离子,用完后用1mol/L氢氧化钠浸泡1d以除去其表面吸附的大肠细菌及其代谢产物。

Pt网电极,购于天津艾达,纯度99.99%,网径0.335mm, 面积1cm×1cm。

1.2微生物的培养

大肠杆菌E.coli 1.0487由山西医科大学实验室提供。

采用LB培养基,其组成为营养肉汤18g/L、1片维生素C,pH=7,并将其在0.1MPa下灭菌20min备用。取E.coli菌种,按体积比100∶1加入液体培养基中,在30℃ 恒温摇床(200r/min)中培养24h,取出后置于4℃冰箱中保存。

1.3阴、阳极液组成

阴极液组成:浓度为0.10mol/L磷酸钾盐缓冲液与0.10mol/L铁氰化钾溶液,最后调pH为7。

阳极液组成:氯化铵5.80×10－３mol/L、氯化钾1.70× 10－３mol/L、硫酸铵4.20×10－３mol/L、硫酸镁8.00× 10－４mol/L、氯化钙1.40 × 10－４mol/L、氯化铁3.70 × 10－６mol/L、硫酸锰1.20×10－４mol/L、碳酸氢钠3.70× 10－２mol/L、十二水合磷酸氢二钠3.80×10－２mol/L、二水合磷酸二氢钠6.17×10－２mol/L的溶液,最后调pH为7。

1.4电池内的反应

运行过程中半电池及全电池电极反应式如下。

阳极室反应见式(1)。

阴极室反应见式(2)、式(3)。

电池总反应式见式(4)。

1.5 MFC的测试分析

电流密度与电阻关系测试,在电池外电路中连接10000~ 10Ω 电阻箱,由大至小不断改变阴、阳极之间外阻,记录随电阻值变化时对应电压值、电流值。功率P=IE,电流密度和功率密度以碳纸电极面积计算。由式(5)知,当电池内、外阻值相等时,求得最大功率密度［５－８］。

式中,P为功率,mW;r为内阻,Ω;R为外阻,Ω;AＡｎ为碳纸面积,m２。

电化学测试采用普林斯顿大学研发的多通道电化学工作站(EC-lab VMP3),采用三电极体系:工作电极-阳极碳纸电极,对电极-阴极铂电极,参比电极-饱和甘汞电极(Hg/ Hg２Cl２)。

循环伏安测试,扫描速率5mV/s,扫描电压范围-0.4~ -0.1V(vs.Hg/Hg２Cl２)。

电化学交流阻抗测试,正弦激励信号频率范围100kHz~ 5.000mHz,扰动幅度10mV。用电化学交流阻抗软件Zsimp Win 3.10(Echem,US)在确定等效电路的基础上拟合Nyguist图并进一步确定数学模型中待定参数值,即电池阳极室的阻抗值。

等效电路图{Ru[Q(RctW)]}见图2。Ru,溶液欧姆电阻, 由阳极液中带点离子在溶液中移动所受阻力决定;CPE (constant phase element)即Q,常相位元件,用于拟合非理想电容［９］;Rｃｔ,电荷传递阻抗;W,Warburg扩散阻抗,由界面电荷不均匀分布状态引起,属于平面无限扩散过程,低频端出现。

2结果与讨论

2.1不同葡萄糖浓度下电压与电流密度关系

如图3所示,以E.coli为生物催化剂的双室微生物燃料电池中,偏离纵坐标电压由近而远葡萄糖浓度依次为0.056mol/L、0.034mol/L、0.001mol/L、0.006mol/L以及0.011mol/L。极化曲线分为3个部分:(1)电压快速下降,出现在低电流密度区;(2)电压线性下降区;(3)电压快速下降, 出现在高电流密度区。葡萄糖摩尔浓度0.011mol/L时偏离纵坐标最远,电压线性下降区范围最广,而0.056mol/L时,离纵坐标最近,电压线性下降区最短。说明了葡萄糖浓度逐渐减少时,大肠杆菌代谢葡萄糖引起的电压损失由大→小→大。

2.2不同浓度下功率密度与电流密度关系曲线

如图4所示,MFC在不同葡萄糖浓度下电流密度与功率密度的关系。从图4可知,当浓度为0.011mol/L功率密度最高,此时最大功率密度为339.69mW/m２,是最高浓度0.056mol/L时258.32mW/m２的1.31倍,是最低浓度0.001mol/L时189.51mW/m２的1.79倍。 由此可见,MFC在不同的外电阻下,功率密度输出与有机燃料的初始浓度有很大的关系。功率密度输出随着初始有机燃料浓度的增加而升高,升高速率不同。在内阻高区域,功率升高速率小,在200 ~300Ω 范围内,功率升高速率较大［９－１１］。

2.3不同浓度下外电阻与电流密度关系曲线

如表1所示,把5种不同浓度下葡萄糖的电流密度、功率密度、开路电压以及电池内阻罗列出来。可以清晰的看到,5种浓度的开路电压仅有微小变化,均徘徊在0.58V左右,电流密度符合图5中的规律,既随着葡萄糖浓度的增大,电流密度先增大而后减少,同样功率密度也符合这个规律。对比电池内阻,发现当浓度在0.034~0.006mol/L范围,内阻值为200Ω,在大于0.034mol/L与小于0.006mol/L范围时,其内阻大于200Ω,这说明葡萄糖的浓度对电池内阻有影响,表明增加有机燃料葡萄糖浓度能够提高功率密度、减少电池内阻, 但无限制增大底物浓度并不能无限增大功率密度,底物浓度对功率密度的影响出现了“饱和效应”。

2.4不同葡萄糖浓度下阻抗分析

采用交流阻抗法(EIS)利用工作电极上微小电流正弦信号的叠加实现测定MFC开路状态时,在不同葡萄糖浓度下阳极室内部阻抗的组成及其阻值大小［１２－１３］。图6为不同葡萄糖浓度下Nyguist曲线,在曲线高频区是电荷过程控制,Rｃｔ是半圆的直径,Rｃｔ值越小说明系统电荷传质越快,低频区是扩散控制的特征直线。如表2所示,葡萄糖不同摩尔浓度下的溶液内阻Rｕ随着浓度的减少变得越来越大。电荷传递内阻(Rｃｔ) 在摩尔浓度为0.034mol/L、0.011mol/L时分别为158.6Ω、163Ω,较接近。这说明了在葡萄糖摩尔浓度为0.034mol/L、 0.011mol/L时,葡萄糖分子扩散到电极界面生物膜上的速率与生物膜分解葡萄糖以及电荷传质的速率与其他3种情况相比最接近。葡萄糖不同摩尔浓度下电荷传递电阻Rｃｔ与其他阳极阻抗相比占绝对份额,表明此电化学反应体系阳极的电催化反应为传荷控制,而Warburg扩散阻抗很小,表明系统界面电荷分布状体改变很小。

由传荷阻抗根据公式(6)计算得到交换电流密度I０［１４］。

式中,n为单位摩尔葡萄糖氧化转移的电子数;Rｇ为普适气体常数;T为温度;Rｃｔ为极化阻抗;F为法拉第常数。

不同时间点的交换电流密度(I０)见表3。

2.5不同葡萄糖浓度下循环伏安曲线

采用循环伏安法测定阳极液中不同葡萄糖浓度下的电化学行为。如图7所示,以E.coli为催化剂的双室MFC中,CV采用扫速为5mV/s,扫描范围-0.4~-0.1V,不同摩尔浓度葡萄糖CV曲线存在很大差别。其中,摩尔浓度为0.011mol/L的一对氧化还原峰最高,说明在该浓度下葡萄糖在碳纸电极生物膜上的反应趋于平衡稳定状态。当摩尔浓度高于或者低于0.011mol/L时,氧化还原峰电流都开始下降,可以说明当浓度过高时,阳极生物膜上的反应由于浓度扩散影响,导致溶液的内阻增加。当浓度低于0.011mol/L时,由于阳极生物膜反应产生的电子少,影响传质速率,结果导致溶液传质内阻增加。不同摩尔浓度下葡萄糖的积分电量数据见表4。

3结论

葡萄糖摩尔浓度0.011mol/L时最大功率密度为339.69mW/m２,是最高浓度0.056mol/L时258.32.mW/m２的1.31倍,是最低浓度0.001mol/L时189.51mW/m２的1.79倍。这些结果清楚的表明,增加有机燃料葡萄糖浓度能够提高功率密度、减少电池内阻,但是无限制增大底物浓度并不能无限增大功率密度,底物浓度对功率密度的影响出现了 “饱和效应”。

篇9：浓度、温度对化学平衡的影响教案

一、问题提出

在教学过程中，常发现学生关于浓度对弱电解质的电离平衡移动方向与电离度的影响，存在困惑。以醋酸溶液为例，存在醋酸的电离平衡：CH3COOHCH3COO-+H+。加醋酸，醋酸浓度增大，平衡向电离方向移动，电离度减小；加水稀释，醋酸浓度减小，平衡电离方向移动，电离度增大。学生就困惑了：醋酸溶液中醋酸浓度不论是增大还是减小，为什么平衡均向电离的方向移动？是否与勒夏特列原理矛盾？

二、问题解决

1.电离度

醋酸的电离度的改变可以通过定量分析得出结论。假设原醋酸溶液中，各组分的浓度分别为c（CH3COOH）、c（CH3COO-）、c（H+），此温度下，平衡常数为K=。加入纯醋酸或加水稀释后，假设醋酸的电离度不变，即各组分的浓度分别为nc（CH3COOH）、nc（CH3COO-）、nc（H+），此时浓度商为Q==nK。当原醋酸溶液中浓度增大，n>1，即Q>K，假设不成立，平衡左移，醋酸的电离度减小；醋酸浓度减小，n<1，即Q

2.电离平衡移动的方向

我们通过速率—时间图像来表示，就可以快速直观理解，在原醋酸溶液中加入醋酸还是加水稀释，平衡均向电离的方向移动。

通过速率—时间图像可知：原醋酸溶液中加入醋酸，c（CH3COOH）瞬间增大，c（CH3COO-）、c（H+）瞬间不变，即v正瞬间增大，v逆瞬间不变，v正>v逆，平衡向正反应方向（电离方向）移动，如图1所示。在溶液中加入醋酸，相对应的是移走溶液中醋酸，瞬间c（CH3COOH）瞬间减小，c（CH3COO-）、c（H+）瞬间不变，平衡向逆反应方向（结合方向）移动，如图2所示。增大或减小醋酸的浓度，平衡将向能够减弱这种改变的方向移动，符合勒夏特列原理。

原醋酸溶液中加水稀釋，c（CH3COOH）、c（CH3COO-）、c（H+）瞬间均减小，v正瞬间减小，v逆瞬间减小，且v逆减小的幅度更大。v正>v逆，平衡向正反应方向（电离方向）移动，如图3所示。从微粒数目的角度看，醋酸的电离是向微粒数目增大的方向进行。注意：对于有溶剂H2O参与的反应，微粒数目变化时溶剂H2O不作考虑。因此加水稀释，反应物与生成物浓度均减小，平衡向微粒数目增大的方向（电离方向）移动，符合勒夏特列原理。

综上所述，弱电解质的电离平衡体系中，再加弱电解质增大了反应物的浓度，平衡向正反应方向（电离）方向移动，但电离度减小；加水稀释即相当于气相可逆反应中的减压，瞬间各组分浓度均减小，平衡向微粒数目增大的方向（电离方向）移动，电离度增大，符合勒夏特列原理。

编辑 谢尾合

篇10：浓度、温度对化学平衡的影响教案

（建议2课时）

[考试目标] 1．了解物质的量浓度的含义。

2．了解溶液体积、物质的量的浓度和溶质的物质的量之间的关系。3．了解配制一定溶质质量分数、物质的量浓度溶液的方法。

[要点精析]

一、物质的量浓度（CB）

以单位体积溶液中所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量，叫做溶质B的物质的量浓度。

nBc表达式：

B=V

单位：mol·L-1或mol·m-3 注意：

1．溶质可以是单质、化合物，如C(Cl2)=0.1mol·L-1，C(NaCl)=3.1mol·L-1；也可以是离子或其他特定组合，如C(Al3+)=2.6mol·L-1，C(SO42-)=0.3mol·L-1。

2．带有结晶水的物质作为“溶质”时，溶质是不含结晶水的化合物；NH3、Cl2等溶于水后成分复杂，求算浓度时仍以溶解前的NH3、Cl2为溶质。3．V是溶液体积，不是溶剂体积。

4．在一定浓度的溶液里取出任意体积的溶液，其浓度大小不变，所含溶质的质量改变。二、一定物质的量浓度溶液的配制 1． 所需实验仪器

托盘天平、钥匙、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管，若溶质为液体或浓溶液，上述仪器中的托盘天平、钥匙改为量筒。2．配制步骤

（1）计算：根据配制要求计算出所需固体溶质的质量或所需浓溶液的体积（2）称量：用托盘天平称量固体溶质的质量或用量筒量取溶质的体积

（3）溶解：将称量或量取的溶质放入烧杯中再加入适量的蒸馏水，用玻璃棒搅拌使之溶解。（4）转移：将溶解的溶液冷却至室温，沿玻璃棒注入准备好的容量瓶里，并用适量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2-3次，并将洗涤液转移至容量瓶中。

（5）定容：往容量瓶中继续缓慢地加入蒸馏水至距刻度1-2cm处，改用胶头滴管逐滴加入蒸馏水直到凹液面最低点与刻度线水平相切，盖好容量瓶塞，颠倒摇匀，然后将配好的溶液装入干净试剂瓶中，贴上标签，注明名称、浓度、配制日期。注意事项：（1）容量瓶在使用前必须检查是否漏水，其程序为加水→倒立、观察→正立，瓶塞旋转180°→倒立观察。（2）不能用容量瓶溶解、稀释，也不能作反应容器，更不能用作试剂瓶（即不能久贮溶液）。（3）定容时，视线、液面凹面、刻度线三点处于同一水平。3．误差分析

原理：cB = nB/V=m/MV（M-溶质的摩尔质量，配制某种溶液时是定值）(1)称量或量取时所引起的误差

使所配溶液的物质的量浓度偏高的主要原因：

3．溶液各种浓度的计算

（1）物质的量浓度与质量分数的换算公式：

ρC=1000w % M

（2）物质的量浓度与溶解度的换算公式：

ρC=1000S(100+S)M

（3）不同物质的量浓度溶液的混合计算 ① 稀释定律：C1V1=C2V2或m1W1=m2W2 ②混合后溶液体积不变 C1V1+C2V2=C混(V1+V2)③混合后溶液体积改变 C1V1+C2V2=C混V混

V混=m混/ρ混

（4）标准状况下求气体溶解于水中所得溶液的物质的量浓度的计算 C= ρV1000MV+22400VH2O

例6： 在标准状况下，1体积的水溶解700体积的氨气，所得溶液的密度为0.9 g/cm3，则该溶液的物质的量浓度为（水密度为1 g/cm3）

（）

A．18.4 mol·L-1

B．20.4 mol·L-1

C．31.25 mol·L-1

D．33.1 mol·L-1

解析：正确答案选A。水的体积和氨气的体积必须单位相同，如果以“L”为单位，则分别求出溶质的物质的量和溶液的体积，溶液物质的量浓度为18.4 mol·L-1。

例7：体积为VmL,密度为dg/cm3的溶液，含有式量为M的溶质mg，其浓度为C mol·L-1，质量分数为w%，下列表示式中正确的是（）

w 1001000mC.w%=(c×M)/(1000×d)%

D.c=

VMA.c=(w×100×d)/M

B.m=V×d×解析: 正确答案为B、D。

对A应为：c=(w%×1000×d)/M=(w×10×d)/M；对B溶质的质量为：m(溶质)=m(溶液)×ρ=(v×d)×w%；对C取1L溶液溶质的质量分数为：w%=[(c×M)/1000×d]×100%=[(c×M)/10×d]%；mol1000mM对D：c mol·L-1。3V10LVM

篇11：浓度、温度对化学平衡的影响教案

自从1977年发现导电高聚物掺杂聚乙炔以来[1],各种导电高聚物,如聚吡咯、聚噻吩、聚对苯乙烯和聚苯胺等以及它们的衍生物相继出现。在这些导电高聚物中,聚苯胺由于结构多样化、独特的掺杂机制、良好的稳定性、简单的制备工艺以及广泛的技术应用前景,使它成为目前导电高聚物领域的研究热点[2,3]。聚苯胺的合成方法很多,如化学氧化聚合法、电化学聚合法、缩合聚合法等[4,5,6],其中化学氧化法较简单,易于大批量生产,但影响因素复杂,未见温度对化学氧化聚合盐酸掺杂聚苯胺的影响的详细报道。本文中用在温度下化学氧化法制备出了盐酸掺杂聚苯胺,采用四探针电导率测量法、FT-IR,UV-Vis,XRD等测试方法进行了表征。

1 实验部分

1.1 原料

苯胺(ANJ)和盐酸(HCl),广东汕头市西陇化工厂,分析纯;过硫酸铵(APS),西安化学试剂厂,分析纯;N-甲基吡咯烷酮,上海化学试剂公司,分析纯。

1.2 聚苯胺的合成

取适量经减压蒸馏的苯胺,加入到HCl水溶液中,分别于不同温度下,边磁力搅拌边缓慢滴加APS水溶液引发苯胺聚合反应,其中APS/ANI物质的量比一定。APS水溶液滴完后,保持恒定的温度和pH值,继续反应8h。反应结束后,将产物减压抽滤,先用蒸馏水洗至中性,用AgNO3溶液检测无Cl-后,用无水乙醇淋洗,60℃真空干燥,待用。

1.3 测试与表征

美国ThermoNicolletNexus傅立叶变换红外光谱仪;岛津XRD—6000X射线衍射仪,Cu靶,Kα辐射,λ=0.154nm;以N-甲基吡咯烷酮为溶剂,上海思尔达科学仪器有限公司的JWC—52型精密恒温槽,参照GBT 1841—1980稀溶液粘度法测定聚苯胺分子量,聚苯胺浓度为0.1g/mL.

2 结果与讨论

2.1 分子量及电导率

表1为反应温度对盐酸介质中合成的聚苯胺的产率、电导率及分子量影响。从表中可以看出,随着反应温度的升高,聚苯胺的产率和分子量都降低。苯胺聚合为放热反应,温度升高不利于聚苯胺大分子的生成,因此聚合物产率降低。聚苯胺的电导率先增大后减小,温度为20℃时达到最高,为0.54S/cm。当温度继续升高时,电导率下降。

可以从3方面分析上述实验结果:(1)分子链结构。从反应动力学角度看,当反应温度较低时,反应的诱导期较长,不利于生成“头—尾”有序连接的产物,电导率较低;当温度逐渐升高时,诱导期缩短,有利于生成“头—尾”有序联接的产物,电导率升高。(2)分子量。从反应热力学分析,聚苯胺链增长阶段,放出大量的热,使反应发生自加速而迅速增长,随后反应迅速进入链终止阶段。聚合为放热反应,因此,低温聚合有利于延缓链终止的时间,使产物分子量较大、分子链较长,而较长的分子链共轭体系延长了电子的分子内通道,有利于载流子电子的传输,从而有较高的电导率。当温度过高时,由于苯胺的聚合反应是放热反应,所以过高的温度不但会影响聚苯胺生成“头-尾”有序的结构,产率下降,并且随着温度升高,过氧化作用增强,聚苯胺氧化断链,导致产物的电导率下降。(3)掺杂与水解。升温有利于酸分子扩散,能加速掺杂,这对提高掺杂态聚苯胺的电导率是有利的;但提高温度又会加速聚苯胺在酸性溶液中的水解程度,破坏聚苯胺的链结构,对提高电导率不利。

2.2 FTIR光谱分析

图1为不同温度合成的PANI-HCl的FTIR图谱。分析图1中PANI-HCl的特征吸收峰对应的官能团如下:1 640cm-1附近为—N=(C6H4)=N—的伸缩振动特征吸收峰;1 481cm-1附近为苯环伸缩振动特征吸收峰;1 295 cm-1附近为—NH—(C6H4)—NH—中的仲胺(C—N)的伸缩振动吸收峰;1 107cm-1附近为N=Q=N(Q为醌环)模式振动吸收峰;795cm-1附近为苯环C—C弯曲振动特征吸收峰和—(C6H4)—中的C—H的外弯曲振动特征吸收峰。随反应温度升高,PANI—HCl的红外光谱向低波数移动,这是因为,反应温度升高有利于提高HCl掺杂聚苯胺程度。

2.3 UV-Vis吸收光谱分析

图2为不同温度合成的掺杂态聚苯胺的UV-Vis吸收图谱。从图中可以看出,随着反应温度升高,聚苯胺的紫外特征吸收峰向低频方向发生一定位移。从图中可以看出,掺杂态聚苯胺310nm,610nm附近出现吸收峰,随着反应温度的升高,吸收峰发生红移。其中310nm处对应苯环的π※π*共轭能隙,理论计算Eg=3.65eV,呈半导体特征;610nm对应n※π*跃迁能隙,分子链内从苯环(B)向醌环(Q)的电子转移,为间接跃迁吸收。从1 000nm开始伸向红外区的宽广吸收带,称为自由载流子尾峰[7]。因为,大分子量聚苯胺结构中的苯、醌环间的扭曲缺陷比小分子量聚苯胺的减弱,相邻极子间的作用增强,极子带在能级上更离散地分布,π电子跃迁能量降低,使谱线中的特征吸收峰发生红移。

2.4 XRD分析

图3是不同温度合成的PANI-HCl的X射线衍射图谱。由图可以看出,0,20,40℃合成的PANI-HCl均为部分结晶结构,它们分别在2θ=25.32°,25.22°,25.30°处出现衍射峰,但衍射峰强度较弱,宽度较大,说明结晶度较低,微晶尺寸较小。

从图3中还发现,衍射峰强度随聚苯胺反应温度的升高而加强,2θ为18°～24°之间的X-衍射行为随着温度升高(0,20,40℃)而变得明显,3c样品掺杂聚苯胺在2θ=21.04°处出现明显的衍射峰,X-衍射图谱变得相对复杂。原因可能是随温度的升高,聚苯胺分子链活动能力增强,易进行重排并聚集,使分子链规整性有所提高,近程有序性提高。分析认为,2θ=21.04°处的新衍射峰可能是升温促使聚苯胺晶体结构定向生长所致。

3 结论

化学氧化法合成PANI-HCl过程受温度影响,随反应温度升高,聚苯胺电导率先增大后减小,均在半导体范围,20℃时的电导率0.54S/cm。反应温度升高利于结晶性能变好,当反应温度40℃时,2θ=21.04°处出现明显衍射峰。同时,由于合成温度影响聚苯胺分子量、掺杂程度等,使PANI-HCl的红外、紫外光谱特征吸收峰发生位移。

参考文献

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[2]遐斌,王利祥,王献红,等.导电聚苯胺的合成、结构、性能和应用.高分子学报,2005;(10):655—663

[3]Guimard K,Gomez N.Conducting polymers in biomedical engineer-ing.Progress in Polymer Science,2007;32(8—9):876—921

[4]Wang Fengchun,Xu Xiaoping,Gong Jian,et al.Polyaniline mi-crorods synthesized by a polyoxometalates/poly(vinyl alcohol)micro-fibers template.Materials Letters,2005;59(29—30):3982—3985

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篇12：浓度、温度对化学平衡的影响教案

关键词：辣椒；追施；沼液；产量

中图分类号：S641.3文献标识码：A文章编号：1674－0432(2011)－05－0097－1

1材料与方法

1.1试验材料及地点

供试沼液取白花溪区磊庄村使用了5年的8m3沼气池，发酵原料为人粪便和猪粪。沼液为褐色清液且无明显的粪臭味，pH 7.5－8，全氮0.624g／kg、全磷0.428g／kg、全钾0.99g／kg。试验品种为党武辣椒。试验设在花溪区磊庄村辣椒示范地。试验地土壤为老风化壳黄壤，pH6.4，年降水量在1000－1200mm，年平均气温14－15℃。

1.2试验设计

试验设4个处理，各处理每667m2施普钙20kg、尿素10kg作为基肥。处理1(cK)每667m2追施尿素10kg，处理2每667m2追施浓度为10％的沼液2000kg，处理3每667m2追施浓度为20％的沼液2000kg，处理4每667m2追施浓度为25％的沼液2000kg。采用随机区组排列，3次重复，共12个小区，小区面积18m²，株行距30×40cm，密度为12000株／667m²。四周设1m宽的保护行。

1.3试验田间管理

4月2日开始进行播种育苗，等到幼苗5叶时进行移栽(5月20日)，采用起垄育苗移栽方式，播种密度12000株／667m²。生长期内共追施沼液2次，6月6日第1次追肥(用量为各处理总量的40％)，7月6日第2次追肥(用量为各处理总量的60％)。施肥在傍晚进行，以避免阳光强烈养分散失。

1.4测产及农艺性状考察

待辣椒变红后及时采收新鲜果实，进行称重并记入小区产量，计算折干率。每小区随机采收10株果实，对其进行综合经济性状的考察。

2结果与分析

2.1生育期

2.2植株性状比较

从表2可看出，株高、开展度、百果重等植株性状处理1最差，处理3(沼液浓度20％)最好。处理3和处理4(沼液浓度25％)的株高、开展度、百果重均高于处理1，其中百果重处理3和处理4比处理1分别高12g和8g。处理4辣椒的百果重比处理3辣椒的百果重要轻，由此可见，追施浓度为20％的沼液比追施尿素和追施浓度为25％的沼液更有利于辣椒的生长和植株性状的改善。

2.3不同追肥处理对辣椒产量的影响

从表3看出，干辣椒产量处理1最低，处理3(沼液浓度20％)最高为184.04kg／667m²。处理4(追施沼液浓度25％)和处理1(常规追施尿素)辣椒的产量相差不大，处理3(沼液浓度20％)比处理1增收23.47kg／667m²，增幅达14.62％。在适宜的浓度范围内(10－20％)，当追施沼液浓度的增加时辣椒的产量也随之增加，这表明，在一定的浓度范围内沼液浓度的增加能够有效提高辣椒的产量，当追施沼液浓度为25％时，辣椒的产量反而略有下降，可能与高浓度的沼液对辣椒根有毒害作用有关。经差异显著性检验表明，处理3与其他各处理的差异均达到显著水平，其中处理3与处理1(CK)的差异达到极显著水平，表明追施沼液浓度为20％比追施尿素(10kg／667m²)更能提高辣椒的产量。这主要与这两种肥料的特性有关，尿素属于速效肥，肥效发挥快但不持续时间短，沼液肥效持续时间长，同时沼液可以减少病虫害的发生，而氮肥过多容易引发病虫害，从而降低辣椒产量。

3小结与讨论

篇13：浓度、温度对化学平衡的影响教案

新一轮课改倡导学生在教师指导下进行自主探究式学习, 其目的在于引导学生积极、主动地发现问题、分析问题和解决问题, 从而促进他们在知识和技能的形成过程中, 发展其综合能力。化学是一门以实验为基础的自然学科, 实验是化学教学的重要内容, 是学生进行探究性学习的重要载体。

我校基础化学实验讲义中关于“温度对化学反应速率影响”实验, 是根据碘酸钾与亚硫酸氢钠在酸性条件下反应生成单质碘, 碘遇淀粉变蓝色的实验原理, 在保持其他条件不变的情况下, 改变反应温度, 记录在不同温度下, 溶液变为蓝色所需的时间, 根据时间的变化趋势来说明温度对化学反应速率的影响。其化学反应方程式如下:

长期以来, 笔者对这部分内容都是采用验证式的教学方式来实施教学的, 学生按照规定的步骤进行操作最后都能得到“预期的结果”。在一次实验教学中, 笔者意外发现有一组学生未按要求进行操作 (本实验要求在室温、比室温高10℃、比室温高15℃的条件下进行) , 而是将碘酸钾与亚硫酸氢钠溶液加热至比室温高50℃, 然后再混合, 使其反应。结果, 过了很长时间溶液也没变成预期的蓝色, 学生感到很困惑:根据范特霍夫规则, 当其他条件不变时, 升高温度, 可以增大反应速率, 即温度越高, 溶液变成蓝色所需的时间越短, 怎么会不变蓝色呢?。此时, 教师若直接告诉学生答案, 学生表面上的疑虑消除了, 但他们只是被动地接受了知识, 缺少主动性, 缺失了分析问题、解决问题能力的培养, 显然与新课改的要求不符。所以, 笔者抓住时机, 针对这一意外情况下发生的异常实验现象, 引导学生带着问题去图书馆、阅览室、网络查找相关资料, 旨在培养学生探究、解决问题的能力。

二、探究过程

(一) 提出问题

在学生课前进行充分准备的基础上, 笔者针对上次实验中意外发现的异常实验现象:温度过高, 溶液不变蓝色, 把学生分为若干个小组, 引导他们进行实验探究。

1、实验准备

试剂:0.02mol.L-1NaHSO3 (每升溶液含可溶性淀粉2.5克) 、0.02mol.L-1KIO3 (每升溶液中含6mol.L-1硫酸4ml) 。

仪器:数显恒温水浴锅、磁力搅拌器、秒表、试管、烧杯、玻璃棒等。

2、实验过程

步骤及实验记录:

(1) 取10ml NaHSO3溶液加入试管中;

(2) 取30ml KIO3溶液和10ml水加入烧杯中;

(3) 将试管和烧杯同时放入恒温水浴锅中 (水浴锅中事先加好水) , 温度设置在10℃;

(4) 当温度显示10℃时, 将NaHSO3溶液迅速倒入KIO3溶液中, 并不断搅拌溶液, 记下溶液变成蓝色所需的时间。

按同样方法, 在15℃、20℃、25℃等条件下实验, 记下溶液变成蓝色所需的时间, 列于下表:

注:表中“溶液变蓝所需时间”为多次实验的平均值。

由上表可知:当反应温度T≤30℃时, 溶液变成蓝色所需的时间, 随温度升高而逐渐缩短 (完全符合范特霍夫规则) ;当反应温度T>30℃时, 溶液变成蓝色所需的时间, 随温度升高反而逐渐增长;当反应温度T≥55℃时, 溶液不再变蓝色。

通过上述实验, 学生产生了疑问:当反应温度T>30℃时, 溶液变成蓝色所需的时间为什么随温度升高反而逐渐增长?升温至55℃时, 溶液为什么不变蓝色呢?

(二) 分析与猜想

根据学生已有的知识结构和实践经验, 笔者引导他们积极思考、认真讨论、仔细分析碘酸钾和亚硫酸氢钠在酸性溶液中发生的一些反应, 离子反应式如下:

以上反应速率是 (3) > (2) > (1) , 反应速率由 (1) (2) 决定, I-被IO3-氧化生成单质的I2, 而同时单质的I2又被还原成I-, 只有当HSO3-被全部反应, 溶液中才会有单质的I2存在, 遇到淀粉溶液才变蓝色。上述实验中加入的碘酸钾和亚硫酸氢钠的摩尔比为3:1, 碘酸钾过量, 亚硫酸氢钠被完全反应, 溶液中应该有I2存在, 溶液应该出现蓝色。为什么会出现上述异常现象呢?学生最先想到的原因是:I2在逐渐减少, 而I2减少的原因可能是:I2易升华, 随着温度升高, 反应生成的I2从溶液中慢慢逸出。

笔者首先充分肯定了学生思考问题的积极性, 然后进一步指导学生阅读相关资料, 并再次引导学生开展讨论, 各抒己见, 以拓宽学生思路, 学生最终明白了I2遇到淀粉溶液之所以变成蓝色的原因:淀粉为白色无定形粉末, 由10%～30%的直链淀粉和70%～90%的支链淀粉组成, 其中的直链淀粉具有遇I2变蓝色的特性。溶于水中的直链淀粉借助分子内的氢键卷曲成螺旋状, 螺旋状结构中有一定的空腔, I2分子很小, 能钻入空隙中, 于是I2分子借助范德华力与直链淀粉联系在一起, 形成蓝色的管道形包合物。根据之前所学知识, 学生清楚知道范德华力是存在于分子间的一种作用力, 它比化学键弱得多。学生由此猜想:I2与淀粉结合生成的蓝色管道形包合物的热稳定性较差。

(三) 验证猜想

1、为验证I2是否随着反应温度升高而从溶液中慢慢逸出, 笔者引导学生积极思考, 经讨论设计了以下装置, 见图1:

三角漏斗内侧放置一张被淀粉溶液湿润过的圆形滤纸, 滤纸大小基本与漏斗体积相吻合。当碘酸钾与亚硫酸氢钠溶液分别加热至55℃时, 将亚硫酸氢钠溶液立即倒入碘酸钾溶液中, 开动磁力搅拌器的同时, 将漏斗迅速倒扣在烧杯上方。过几分钟后观察漏斗内侧的滤纸, 如果有I2逸出, 滤纸应该会变蓝。

实验现象:滤纸不变蓝。

2、为验证碘与淀粉结合生成的蓝色包合物的热稳定性, 经过讨论, 学生设计了如下装置, 见图2:

取3～5ml碘与淀粉形成的蓝色溶液加入试管中, 再将试管放入盛有水的烧杯中进行水浴加热, 并在试管旁放一温度计, 使温度计球形部分与试管溶液的中部保持在同一高度。

实验现象:蓝色溶液加热至35℃时, 颜色开始变浅;加热至40℃～45℃时, 溶液呈浅蓝色;加热至53℃时, 蓝色完全消失。取出试管, 放在盛有冷水的烧杯中冷却, 蓝色很快恢复。

(四) 结论

学生通过分析、猜想、实验后证明:当反应温度T>30℃时, 溶液出现蓝色所需的时间随温度升高而逐渐增长;当反应温度T≥55℃时, 溶液不再变蓝色的原因是I2与淀粉形成的蓝色管道形包合物热稳定性较差。

三、探究成效

本次探究性实验充分地体现了教师的主导作用和学生的主体作用。教师引导学生带着问题去图书馆、阅览室、网络查找相关资料, 把局限于课堂的时间与空间扩大到了课堂之外;充分相信学生, 引导学生各抒己见, 讨论发现, 给学生提供了主动探求知识的宽松环境, 使学生主动参与实验;及时鼓励学生, 肯定学生, 引导他们迎难而上, 让学生不断发现解决问题的方法。学生在教师一步步的引导下, 最大限度地提高了自主学习的积极性和主动性。学生不再只当“收音机”, 而是成为解决问题的一份子, 积极思考、热烈讨论、大胆发表自己的见解, 形成了师生互动、生生互动的学习氛围。在这样的学习氛围中, 学生真正感受到自己是学习的主人, 是课堂教学活动的主体, 产生了一种“欲罢不能”的感觉。另外, 在学生探究问题的积极性被充分调动起来的同时, 其潜能也被最大限度的激发了出来, 有些学生的表现超出了教师的想象。学生总体觉得这样的实验有趣味、有挑战性、能激发他们主动学习的愿望、能真正培养他们的能力。

摘要：本文针对“温度对化学反应速率影响”实验中出现的异常现象, 引导学生分析, 认真探究其原因, 让学生体会发现问题、提出猜想、进行验证并得出结论的探究过程, 旨在培养学生探究、解决问题的能力。

关键词：温度,化学反应速率,实验,探究式教学

参考文献

[1]杨承印:《化学教学设计与技能实践》, 科学出版社, 2007年。

[2]肖常磊、钱扬义:《中学化学实验教学论》, 化学工业出版社, 2007年。

[3]崔萍、明镜:《探究多彩的化学实验与教学设计》, 北京师范大学出版社, 2005年。

[4]曾德琨:《探究性学习教学示例》, 浙江教育出版社, 2004年。