◎許春梅
引言:在高中化學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中,學(xué)生解題和學(xué)習(xí)經(jīng)常需要利用到化學(xué)平衡原理。許多學(xué)生能夠掌握化學(xué)平衡原理的內(nèi)容,但卻不能有效的應(yīng)用,這需要教師在教學(xué)過(guò)程中多向?qū)W生滲透一些有關(guān)平衡原理的應(yīng)用技巧,增強(qiáng)學(xué)生解決化學(xué)問(wèn)題的能力和獨(dú)立學(xué)習(xí)能力。
化學(xué)平衡原理主要指的是可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的狀態(tài),也就是正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等的化學(xué)平衡狀態(tài)。當(dāng)達(dá)到這一狀態(tài)時(shí)便不會(huì)再出現(xiàn)任何的化學(xué)反應(yīng)。而在基本情況下,化學(xué)平衡最明顯的顯現(xiàn)就是逆反應(yīng)中的物質(zhì)耗損量與新成分的量達(dá)成了一致,這也是證明化學(xué)平衡的關(guān)鍵。掌握了這一原理及其應(yīng)用方法,能夠使許多化學(xué)難題迎刃而解[1]。
1.掌握判斷化學(xué)反應(yīng)平衡的基本方法 在化學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中,如能夠判斷出化學(xué)反應(yīng)是否平衡,則能夠輕易的解決許多化學(xué)難題,學(xué)生也能夠更深入的了解化學(xué)平衡的本質(zhì)。想要準(zhǔn)確的判斷出化學(xué)反應(yīng)是否平衡,需要學(xué)生首先計(jì)算物質(zhì)的濃度,從而研究出化學(xué)反應(yīng)中的兩種物質(zhì)是否達(dá)到了平衡狀態(tài)。這一環(huán)節(jié)的難度相對(duì)較小。但對(duì)于可逆反應(yīng)的研究,判斷物質(zhì)是否平衡就需要涉及到判斷反應(yīng)現(xiàn)象、對(duì)比反應(yīng)比值、解讀數(shù)據(jù)等。想要在學(xué)習(xí)和解題過(guò)程中巧妙的利用化學(xué)平衡原理,教師必須首先幫助學(xué)生掌握化學(xué)平衡狀態(tài),教會(huì)學(xué)生計(jì)算反應(yīng)物和生成物濃度的方法。
在不同的環(huán)境中,判斷是否平衡的標(biāo)準(zhǔn)也有所不同,需要結(jié)合實(shí)際情況而定。如化學(xué)反應(yīng)處于一個(gè)密閉的恒定量空間,如該空間內(nèi)的強(qiáng)壓不變動(dòng),就可得出化學(xué)反應(yīng)依然處于一種平衡的狀態(tài),此時(shí)對(duì)于氣體狀態(tài)的判定就相對(duì)容易了,能夠幫助學(xué)生解決相關(guān)問(wèn)題。以密閉容器中氮?dú)馀c氧氣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例,如容器中的壓強(qiáng)沒(méi)有變化,就可以基本得出氮?dú)夂脱鯕猱a(chǎn)生了化學(xué)反應(yīng),且處于平衡的狀態(tài)。如在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)了物質(zhì)變化,就應(yīng)找到實(shí)驗(yàn)的漏洞和問(wèn)題。在氧氣制作的實(shí)驗(yàn)中,如水中沒(méi)有冒出氣泡,說(shuō)明化學(xué)反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束,此時(shí)該化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)已經(jīng)處在平衡狀態(tài)[2]。此外,為了避免受到環(huán)境的影響,學(xué)生還必須了解影響化學(xué)反應(yīng)的各類(lèi)因素。三氧化二鐵與鋁的反應(yīng)受所處環(huán)境的溫度影響很大,需要在溫度較高的環(huán)境下進(jìn)行,此時(shí)學(xué)生對(duì)化學(xué)平衡的判斷就可以以溫度為依據(jù),如溫度已經(jīng)穩(wěn)定,則證明化學(xué)反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束,且物質(zhì)已經(jīng)處于平衡狀態(tài)[3]。
2.加強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡原理的應(yīng)用 如今,素質(zhì)教育要求教師在傳授知識(shí)的同時(shí)一同教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)的方法,增強(qiáng)他們學(xué)習(xí)的能力。對(duì)于化學(xué)平衡原理,不僅要掌握,更要應(yīng)用。教師在習(xí)題教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中應(yīng)要求學(xué)生仔細(xì)觀(guān)察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,結(jié)合化學(xué)平衡原理來(lái)解析,更高效、準(zhǔn)確的解決問(wèn)題。通過(guò)整理有關(guān)化學(xué)平衡原理的知識(shí),在化學(xué)問(wèn)題中能夠迅速的確定關(guān)鍵量,根據(jù)重要的數(shù)據(jù)和信息快速的解決問(wèn)題。在此過(guò)程中需要注意,如遇到可逆反應(yīng),實(shí)驗(yàn)中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)和所產(chǎn)生的產(chǎn)物是不能完全轉(zhuǎn)換的。在解決問(wèn)題過(guò)程中應(yīng)結(jié)合這一特點(diǎn)梳理問(wèn)題,找到解決的思路。對(duì)于可逆反應(yīng),學(xué)生應(yīng)掌握生成物和反應(yīng)物的平衡判定方法,即兩個(gè)變量不再變化時(shí),說(shuō)明已經(jīng)處于了平衡狀態(tài)。
3.利用化學(xué)平衡原理判斷化學(xué)反應(yīng)的平衡 在一些習(xí)題和實(shí)驗(yàn)當(dāng)中,反應(yīng)條件常常會(huì)不斷的改變,因此原有的化學(xué)平衡也會(huì)被多次打破,在新的條件下再次達(dá)到平衡狀態(tài)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中需要不斷的驗(yàn)證新條件下的反應(yīng)平衡,在此過(guò)程中需要利用化學(xué)平衡原理進(jìn)行判斷和解析。另外,利用化學(xué)平衡原理也可以通過(guò)計(jì)算出物質(zhì)的濃度來(lái)判斷化學(xué)反應(yīng)是否平衡。比如:已知可逆反應(yīng) 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在密閉容器中進(jìn)行,那么,有關(guān)反應(yīng)的說(shuō)法正確的是()
A.當(dāng)v正=v逆=0時(shí),該化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
B.如果單位內(nèi)消耗amol NH3的同時(shí)生成amol NO,則該化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
C.如果在反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),增大容器體積,則正反應(yīng)速率減少,逆反應(yīng)速率增大?
D.如果在反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),改變反應(yīng)條件,當(dāng)υ正>υ逆的時(shí)候,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
解析:化學(xué)反應(yīng)平衡是動(dòng)態(tài)的,正逆反應(yīng)速率相等但不能為零;化學(xué)反應(yīng)平衡時(shí),反應(yīng)物和生成物處于平衡狀態(tài),應(yīng)該單位時(shí)間內(nèi),生成amol NH3的同時(shí)生成amol NO;增大容器體積,物質(zhì)濃度減小,正逆反應(yīng)速率都將減小;因此,只有D正確[4]。
綜上所述,化學(xué)平衡原理是化學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中必須掌握的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)思想,也可作為一項(xiàng)工具方便學(xué)生的學(xué)習(xí)和研究。隨著化學(xué)教學(xué)步入改革階段,單純的向?qū)W生傳授知識(shí)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足他們的需求,需要將該學(xué)科的思想、特點(diǎn)和方法一并傳授給學(xué)生,促進(jìn)他們能力和素質(zhì)的同步提升,讓他們?cè)诨瘜W(xué)學(xué)習(xí)之路上走的更加順暢。而學(xué)生對(duì)化學(xué)平衡原理的掌握無(wú)疑是達(dá)成這一目標(biāo)的關(guān)鍵所在。