化学元素周期表_化学元素之压强实验设计

化学元素周期表_化学元素之压强实验设计

　　压强是与气体性质有关的一个物理量，在高中化学反应以及化学实验中具有重要的作用。一定量气体会产生一定正压强，可以用于仪器气密性检查和排液量气等实验操作，气体减少或降温会造成气体压强减小，利用这种负压可以设计成喷泉实验，也可以在实验过程中警惕倒吸现象，此外压强还会影响到物质的沸点、存在状态等。

　　一、压强与装置气密性

　　1、密封气体检查气密性

　　装置气密性查是先将装置构建成一个密封系统，再采取一定的措施造成装置内压强增大，通过观察密封气体是否发生变化（导气管口是否有气泡冒出、是否有一段水柱形成等现象）来判断装置的气密性是否良好。

　　例1、如下图所示装置中，不漏气的是（ ）

　　①装置是用手握试管一段时间，再松开手后的状态

　　②装置是放入金属Zn和稀硫酸反应又关闭出气口活塞后的状态

　　③装置是烧瓶内放入金属钠和无水乙醇后的现象

　　④是广口瓶中装有电石和水，关闭出气口活塞，打开分液漏斗活塞后的现象

　　A、①②            B、②③            C、①③           D、③④

　　【解析】上述①装置松开手后温度恢复，空气减少，压强降低却没有看到一段水柱，表明该装置漏气；②装置关闭活塞后容器内气压增大，容器内的液体被压入球形漏斗中，表明该装置不漏气；③装置内金属钠和无水乙醇反应产生H2后，系统内的压强增大，将广口瓶中的水压入量筒中，表明该装置不漏气；④装置中的电石和水发生反应后，产生C2H2气体，关闭出气口阀门，广口瓶内气压增大，打开分液漏斗阀门后，分液漏斗中的液体还在往下滴，表明该装置漏气。所以该题目的正确答案为B。

　　2、辨析原理平衡气压

　　压强的原因会导致实验过程气体液体流动阻碍，采取恰当措施可避免此不利影响。

　　例2、请根据装置图及描述，回答下列问题：

　　（1）A是中学常用的气体发生装置，可用它制备的气体有（写出三种）           ，它们在反应物状态、反应条件等方面的共同特点是               。

　　（2）将A稍加改进便得到B装置。用B装置（打开弹簧夹c）代替A装置进行气体制备的优点是                   。

　　（3）关闭B装置的弹簧夹a和c，将水注入分液漏斗中，开启活塞b，水不能连续滴入烧瓶中。试判断：B装置是否漏气？（填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”）              ，判断理由是                             ；

　　在不增加仪器及用品的情况下，如何确定B装置是否漏气？                 。

　　【答案】（1）H2 CO2 O2；固液反应不需加热

　　（2）保证分液漏斗中的压强与烧瓶中的压强相等，使液体容易滴入烧瓶并保证气体不从分液漏斗外逸

　　（3）无法确定，两处胶塞接口任一处不漏气都可能使烧瓶中气体的压强大于分液漏斗中气体的压强，水都不能连续滴入烧瓶。关闭弹簧夹a和c，再打开活塞b，然后打开分液漏斗上端胶塞，观察水能否连续滴入烧瓶（检查双孔塞）；塞紧分液漏斗上端胶塞，关闭弹簧夹c，打开弹簧夹a，观察水能否连续滴入烧瓶（检查上端胶塞）；若水均不能连续滴入烧瓶，则说明装置不漏气。

　　二、负压与喷泉实验

　　1、喷泉实验

　　喷泉现象是指极易溶于水的一类气体被水吸收时，或易发生化学反应的气体被吸收剂吸收而由于气体分子数减少造成体系压强降低，体系负压使水发生倒流的现象。

　　例3、A是一种白色晶体，它与浓NaOH溶液共热，放出无色气体B。用圆底烧瓶收集干燥的B。按下图装置仪器，挤压滴管的胶头时，可以得到蓝色喷泉；A与浓H2SO4反应，放出无色气体C。用圆底烧瓶收集干燥的C，仍按右下图装置仪器，挤压滴管的胶头时，可以得到红色喷泉。

　　（1）A的化学式是______________

　　（2）可用于除去B中水分的干燥剂是__________。 收集气体B的方法是____________。

　　（3）收集气体C的方法是____________。

　　【解析】题中的蓝色喷泉、红色喷泉说明反应先后生成了极易溶于水的碱性和酸性两种气体，所以A为氯化铵，B为氨气，C为氯化氢。

　　【答案】⑴NH4Cl ⑵碱石灰；向下排空气法⑶向上排空气法

　　2、安全实验防倒吸

　　例4：下列装置中，不适于用做HCl气体尾气吸收的是（     ）

　　【解析】A装置由于漏斗具有较大的容积，气体易溶于水而形成负压而使烧杯内的液面下降，漏斗口将脱离液面，又由于水重力的作用而下降，很好地防止了倒吸；C装置中由于HCl气体不溶于CCl4，不会形成负压，因而也不会发生倒吸；D装置的原理与A相似，也不会发生倒吸；故答案为B。

　　三、压强与沸点

　　1、加压液化（沸点升高）

　　例5：在一个体积可变的密闭容器中，充入1 mol气体A和3 mol气体B，发生反应

　　A(g)+2B(g) 4C(g) +3D(g) ，在一定条件下达到平衡，增大压强，A的体积分数随压强的变化如表所示：试解释为什么A%随压强增大先增大后不变。

　　【解析】该反应为气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，A%增大；但从303 KPa增加到404 KPa时，A%不变，平衡未移动，只能解释为反应的气体分子数发生了改变，变为气体体积不变的反应，而这种变化的唯一原因就是在加压过程中某物质发生了状态的改变，观察反应中各物质分子数，加压使C液化了。

　　2、减压汽化（沸点降低）

　　例6：如图所示，夹子开始处于关闭状态，将液体A滴人试管②与气体B充分反应，打开夹子，可发现试管①内的水立刻沸腾了。则液体A和气体B的组合不可能是下列的

　　A．氢氧化钠溶液、二氧化碳

　　B．水、氨气

　　C．氢氧化钠溶液、一氧化氮

　　D．水、二氧化氮

　　【解析】选C。沸点与压强有关。试管①内96 ℃的水沸腾是因为沸点降低，一定是试管②A与气体B的反应使压强减小引起的，NO与NaOH溶液不反应，所以不可能是C。

　　除此之外，压强还会对气体体积的测量、气体实验的安全操作，甚至气体参加的可逆反应的速率和平衡等带来影响，是我们学习中必须全面考虑的重要影响因素之一。

　　来源：高分网

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