自制微型二氧化氮和四氧化二氮平衡轉化器

甘肅省民勤縣第四中學(733399) 白俊杰

在“用量少、成本低、污染小、實用性強、充分利用生活中的常見用品和廢棄物”原則的指導下，筆者設計了微型二氧化氮和四氧化二氮平衡轉化器。

1 使用材料和試劑

粉狀青霉素試劑瓶3個、20 mL醫用注射器3個、同規格一次性注射器針頭7個、一次性靜脈注射細導管5段、銅絲、濃硝酸。

2 裝置設計及實物圖

自制微型二氧化氮和四氧化二氮平衡轉化器的設計圖見圖1。

圖1 自制微型二氧化氮和四氧化二氮平衡轉化器設計圖

3 轉化器的用途及使用

利用自制微型二氧化氮和四氧化二氮平衡轉化器探究溫度變化對化學平衡移動的影響、探究壓強變化對化學平衡移動的影響。

3.1 氣體的制取

(1)檢查裝置的氣密性：先打開K1、K2、K3、K4，再用注射器向2號瓶中注入空氣。若1、3號瓶上連接的注射器活塞向外移動，則證明氣密性良好。

(2)向2號瓶中加入銅絲，用注射器抽去裝置中的空氣。

(3)用注射器向2號瓶中注入適量濃硝酸，反應一段時間，使1、2、3號瓶內充滿紅棕色氣體。

(4)調整1、3號瓶上連接的注射器活塞在10 mL刻度處，夾住K1、K2、K3、K4。

3.2 探究溫度變化對平衡移動的影響

操作：把1號瓶放在熱水里，把3號瓶放在冰水(冷水)里，把2號瓶置于室溫下(做空白對照實驗)，一段時間后觀察對比1、2、3號瓶中氣體顏色的變化。

現象：1號瓶中紅棕色氣體顏色較2號瓶中紅棕色氣體顏色深，3號瓶中紅棕色氣體顏色較2號瓶中紅棕色氣體顏色淺。

3.3 探究壓強變化對平衡移動的影響

操作：先把1號瓶上連接的注射器活塞迅速移動到5 mL刻度處，觀察紅棕色氣體顏色的變化并與2號瓶(空白對照)中紅棕色氣體顏色進行對比分析，再把3號瓶上連接的注射器活塞迅速移動到20 mL刻度處，觀察紅棕色氣體顏色的變化并與2號瓶(空白對照)中紅棕色氣體顏色進行對比分析。

現象：1號瓶上連接的注射器內紅棕色氣體先突然加深隨后又逐漸變淺，但最終比2號瓶(空白對照)中紅棕色氣體顏色深。3號瓶上連接的注射器內紅棕色氣體先突然變淺隨后又逐漸變深，但最終比2號瓶(空白對照)中紅棕色氣體顏色淺。

結論：增大壓強,平衡向氣體體積減弱的方向移動；減小壓強,平衡向氣體體積增大的方向移動。

4 轉化器的優點

制作該微型二氧化氮和四氧化二氮平衡轉化器的主要原料是已消毒處理的廢舊青霉素試劑瓶、醫用注射器和一次性靜脈注射細導管，實現了廢物再利用，節約了成本。該微型二氧化氮和四氧化二氮平衡轉化器在課堂教學中使用方便，操作簡單，試劑用量少，現象明顯。把抽象問題簡單化，通過實驗現象幫助學生理解了溫度和壓強對化學平衡移動的影響，大大提高了課堂的教學效率和教學質量。