摘 要:等效平衡是中學(xué)化學(xué)化學(xué)平衡中的一個(gè)考點(diǎn),也是一個(gè)教學(xué)難點(diǎn)。等效平衡是比較抽象,學(xué)生理解有難度。自制教具等效平衡模擬示意圖變抽象為具體,變具體為圖像,正好幫助學(xué)生掌握等效平衡。
關(guān)鍵詞:自制教具;等效平衡;等效平衡模擬示意圖
化學(xué)教學(xué)中常常要借助實(shí)驗(yàn)、符號(hào)、圖像、模型等教具來(lái)進(jìn)行教學(xué)。如化學(xué)變化借助化學(xué)實(shí)驗(yàn),元素周期律借助元素周期表,原子結(jié)構(gòu)借助原子結(jié)構(gòu)示意圖、電子云,化學(xué)平衡的建立借助化學(xué)平衡的建立圖像等等,這樣的例子非常多,舉不勝舉。更有些知識(shí)講解要借助于自制教具進(jìn)行教學(xué)。加強(qiáng)自制教具教學(xué),既彌補(bǔ)了教儀的不足,又克服了一定的經(jīng)費(fèi)困難,為更好、更快地普及化學(xué)教學(xué)打下了基礎(chǔ)。下面我就介紹等效平衡模擬示意圖應(yīng)用。
等效平衡是中學(xué)化學(xué)化學(xué)平衡中的一個(gè)考點(diǎn),也是一個(gè)教學(xué)難點(diǎn)。想讓學(xué)生學(xué)好,憑空想象等效平衡,實(shí)有一定難度。等效平衡模擬示意圖,正好為我們解決這一難題。等效平衡模擬示意圖變抽象為具體,變具體為圖像,在教學(xué)中使用非常方便,用它分析等效平衡可達(dá)到事半功倍之效。等效平衡模擬示意圖學(xué)生也可以自己畫(huà),學(xué)習(xí)中實(shí)用方便,是解決等效平衡這一知識(shí)難點(diǎn)的好幫手。
如何使用?首先需要我們了解什么是等效平衡。
一、什么是等效平衡
化學(xué)平衡的建立與途徑無(wú)關(guān),即可逆反應(yīng)從反應(yīng)物方向開(kāi)始,還是從生成物方向開(kāi)始,只要條件不變,都可以達(dá)到同一平衡狀態(tài)。
相同條件下,同一可逆反應(yīng)體系,不管從正反應(yīng)開(kāi)始,還是從逆反應(yīng)開(kāi)始,達(dá)到平衡時(shí),任何相同物質(zhì)的含量(體積分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))都相同的化學(xué)平衡互稱等效平衡??煞譃椤叭刃А逼胶夂汀跋嗨频刃А逼胶?。
在一定條件下(定溫、定容或定溫、定壓)的可逆反應(yīng),當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),同種物質(zhì)的濃度相同,這樣的平衡稱為“全等效”平衡;同種物質(zhì)的含量(物質(zhì)的量或氣體體積或質(zhì)量百分?jǐn)?shù))相同,這樣的平衡稱為“相似等效”平衡。在下列三種情況下,均可視為等效平衡。一是同溫同體積時(shí),對(duì)于N2 +3H2 2NH3反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變的可逆反應(yīng),只改變起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量,如通過(guò)可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算在同一半邊的物質(zhì)的量與原平衡相同,則兩平衡等效。二是同溫同壓時(shí),只改變起始時(shí)加入物質(zhì)的量,只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算在同一半邊的物質(zhì)的量之比與原平衡相同,則兩平衡等效。三是同溫同體積時(shí),對(duì)于I2 +H2 2HI反應(yīng)前后氣體分子數(shù)沒(méi)有改變的可逆反應(yīng),只改變起始時(shí)加入物質(zhì)的量,只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算在同一半邊的物質(zhì)的量之比與原平衡相同,則兩平衡等效。
在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓),對(duì)同一可逆反應(yīng),起始時(shí)加入物質(zhì)的量不同,達(dá)平衡時(shí)的狀態(tài)規(guī)律如下表:
轉(zhuǎn)化思想:把各物質(zhì)都有的起始狀態(tài)轉(zhuǎn)化為只有反應(yīng)物或只有生成物的起始狀態(tài) ,從而使問(wèn)題變得單一和明了。
二、等效平衡模擬示意圖介紹
等效平衡模擬示意圖是我自制的教具,它包含兩件。一件用于前面提過(guò)的“全等效”平衡,即表格中的第三種情況。同溫同壓時(shí),對(duì)N2 +3H2 2NH3的可逆反應(yīng),加入的反應(yīng)物只要成比例,就可達(dá)到等效平衡。等效平衡模擬示意圖(一)有兩個(gè)圖和一個(gè)模擬活塞,通過(guò)活塞的移動(dòng)可以展示另一個(gè)圖。圖形如下:
另一件用于前面提過(guò)的“相似等效”平衡,即表格中的第二種情況。同溫同體積時(shí),對(duì)I2 +H2 2HI反應(yīng)前后氣體分子數(shù)沒(méi)有改變的可逆反應(yīng),加入的反應(yīng)物只要成比例,就可達(dá)到等效平衡。等效平衡模擬示意圖(二)有兩個(gè)圖和一個(gè)模擬活塞,通過(guò)活塞的移動(dòng)可以展示另一個(gè)圖。圖形如下:
三、等效平衡模擬示意圖使用
等效平衡模擬示意圖中的不同圓點(diǎn)表示平衡時(shí)不同分子。
圖(一)中第二個(gè)圖體積是第一個(gè)圖體積的兩倍,各種分子個(gè)數(shù)也是兩倍,因此各物質(zhì)的含量(體積分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))都相同。氣體的體積與物質(zhì)的量成正比時(shí),只要溫度相同第一個(gè)圖中的壓強(qiáng)與第二個(gè)圖中的壓強(qiáng)是相同,那么第一個(gè)圖中的平衡與第二個(gè)圖中的平衡是等效平衡。當(dāng)然需要反應(yīng)前兩容器內(nèi)的反應(yīng)物的量也要成倍。第三個(gè)圖是第二個(gè)圖遮去一半,與第一個(gè)圖完全一樣。由此類推同溫同壓時(shí),只改變起始時(shí)加入物質(zhì)的量,只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算在同一半邊的物質(zhì)的量之比與原平衡相同,則兩平衡等效。第三個(gè)圖是第二個(gè)圖遮去一半,與第一個(gè)圖完全一樣。
圖(二)中第二個(gè)圖體積是第一個(gè)圖體積的兩倍,各種分子個(gè)數(shù)是相同,因此各物質(zhì)的含量(體積分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))都相同,只是各物質(zhì)的濃度減半。溫度和分子數(shù)相同時(shí),壓強(qiáng)與體積成反比,那么第一個(gè)圖的平衡的壓強(qiáng)是第二個(gè)圖的平衡的壓強(qiáng)兩倍。對(duì)I2 +H2 2HI反應(yīng)前后氣體分子數(shù)沒(méi)有改變的可逆反應(yīng),改變壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)。第一個(gè)圖表示的平衡與第二個(gè)圖表示的平衡是等效平衡。第三個(gè)圖是第二個(gè)圖遮去一半,與第二個(gè)圖的平衡是相同的。第三個(gè)圖表示的平衡與第一個(gè)圖表示的平衡是等效平衡。由此類推同溫同體積時(shí),對(duì)于I2 +H2→2HI反應(yīng)前后氣體分子數(shù)沒(méi)有改變的可逆反應(yīng),只改變起始時(shí)加入物質(zhì)的量,只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算在同一半邊的物質(zhì)的量之比與原平衡相同,則兩平衡等效。
等效平衡模擬示意圖比較直觀說(shuō)明等效平衡,對(duì)教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)都有很好的幫助。
教學(xué)實(shí)踐表明:巧用自制教具教學(xué),可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)情趣,并能調(diào)動(dòng)其大腦處于最活躍的狀態(tài),能有效地激發(fā)學(xué)習(xí)熱情,易于達(dá)到茅塞頓開(kāi)的境界,使之自覺(jué)主動(dòng)地投入教學(xué)活動(dòng)中。托爾斯泰有句名言:“成功的教學(xué)不是強(qiáng)制,而是激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。”因此,在教學(xué)中充分發(fā)揮學(xué)生的各感官功能,自制教具教學(xué)與教師言簡(jiǎn)意賅的講授相配合,就容易達(dá)到教學(xué)目的要求,從而改變教師手持課本口若懸河,學(xué)生卻表情漠然的被動(dòng)聽(tīng)課形式。巧用教具教學(xué)有助于提高授課質(zhì)量與效率。筆者在多年的教學(xué)實(shí)踐中采取加強(qiáng)自制教具教學(xué)的教學(xué)法,既克服了教師講得口干舌燥,學(xué)生聽(tīng)得精疲力竭收效卻甚微的現(xiàn)象,又能解決一些很難講明的抽象問(wèn)題。
作者簡(jiǎn)介:
鄭彩秀,女,1972年9月26日出生,福建師范大學(xué)本科畢業(yè),在華安一中從事高中化學(xué)教學(xué)。