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        用傳感器測定氣體導熱性

        2013-07-19 04:43:50楊延光謝月平
        化學教與學 2013年8期
        關鍵詞:二氧化氮導熱性化學平衡

        楊延光 謝月平

        (安徽省合肥市第一中學 安徽 合肥 230601)

        在利用傳感器對溫度影響化學平衡的實驗進行研究時,筆者設計了如下實驗:取同樣容積的大試管分別裝有常壓下的空氣與二氧化氮,然后同時浸入冰水,利用數(shù)字傳感器測量溫度變化,預期現(xiàn)象是二氧化氮溫度降得慢,因為降低溫度,化學平衡會向減弱這種改變的方向進行,二氧化氮化合成四氧化二氮是放熱反應。結果卻很意外,二氧化氮反而降得快。實驗裝置及實驗記錄如下圖所示:

        經過思考,并查閱有關資料,部分氣體0℃時的導熱系數(shù) W/(m·℃)如下:

        氣體 導熱系數(shù) 氣體 導熱系數(shù)氫氣 0.163 一氧化碳 0.0226氦氣 0.144 二氧化碳 0.0137氬氣 0.0173 甲烷 0.0300氖氣 0.0455 乙烷 0.0180氧氣 0.0240 丙烷 0.0148氮氣 0.0228 乙烯 0.0164空氣 0.0233 二氧化氮 0.16747

        由此可見,二氧化氮的導熱能力遠強于空氣,所以平衡移動的因素對溫度的影響是次要的。

        接下來,筆者取四種氣體空氣、二氧化氮、氫氣、二氧化碳做對比實驗,發(fā)現(xiàn)導熱系數(shù)與NO2相當?shù)腍2溫度下降快于NO2。結果既能體現(xiàn)氣體的導熱性又能體現(xiàn)二氧化氮的平衡移動,實驗圖所下所示:

        通過現(xiàn)代實驗手段可以將原來定性的實驗轉為定量,結果更加真實可靠,我們廣大教師一定要跟上時代,用先進的儀器方法去給學生更好的分析問題的思路與手段。

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