唐鳳
摘要:高中階段是化學(xué)學(xué)習(xí)的重要時期,并且化學(xué)是重要的高考學(xué)科,該學(xué)科的學(xué)習(xí)質(zhì)量對學(xué)生的高考成績會造成很大影響?;瘜W(xué)平衡原理貫穿于高中化學(xué)知識學(xué)習(xí)的始終,學(xué)生對這一知識原理的掌握直接關(guān)系到學(xué)生的化學(xué)解題能力。因此基于高中化學(xué)教學(xué)有效性,筆者將在文章中分析化學(xué)平衡原理在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用途徑,旨在促進(jìn)高中生的化學(xué)學(xué)習(xí)能力提升。
關(guān)鍵詞:高中化學(xué);化學(xué)平衡;基本概念
引言:
在宏觀條件下,可逆的化學(xué)反應(yīng)中,正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)物和生成物各組分濃度不變就是我們所說的化學(xué)平衡原理?;瘜W(xué)反應(yīng)方程式是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識的基本,因此在高中化學(xué)學(xué)習(xí)中,學(xué)生應(yīng)該掌握方程式知識,合理運用化學(xué)平衡原理,以此培養(yǎng)高中生的化學(xué)學(xué)習(xí)能力和邏輯思維能力,最終促進(jìn)其化學(xué)成績提升。
一、用化學(xué)概念來判斷其平衡性
由上述內(nèi)容可知,化學(xué)平衡原理的應(yīng)用對象是可逆化學(xué)反應(yīng),由此可見,本研究中所分析的化學(xué)反應(yīng)既可以是正反應(yīng)也是可以是逆反應(yīng),二者的正逆反應(yīng)速率是相等的。因此我們可以斷定,這一類化學(xué)反應(yīng)中v(正)=v(逆),也就是我們所說的化學(xué)平衡,也可以說,只有化學(xué)平衡則v(正)=v(逆)。在化學(xué)教學(xué)中可以這樣描述:當(dāng)一個可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時,反應(yīng)物的濃度與生成物的濃度不再改變,達(dá)到一種表面靜止的狀態(tài),即“化學(xué)平衡狀態(tài)”[1],例如化學(xué)方程式CI2+H2O<==>HCI+HCIO就是典型的可逆反應(yīng)。
二、其它可以判斷達(dá)到化學(xué)平衡的方法
(一)根據(jù)反應(yīng)物、生成物的顏色判定
在化學(xué)反應(yīng)中出現(xiàn)有色反應(yīng)物或者生成物的時候,我們就可以依據(jù)反應(yīng)物或生成物的顏色判斷該化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)。例如濃鹽酸和二氧化錳產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)后生成氯氣,化學(xué)方程式,MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O反應(yīng)物二氧化錳和生成物氯氣都是有色物質(zhì),這個過程中我們可以觀察氯氣的顏色變化,具體來說,如果隨著時間的推移氯氣由原本的黃綠色不斷變化,就說明沒有達(dá)到平衡狀態(tài);如果氯氣的顏色深度停止發(fā)生變化,則說明氯氣濃度不再發(fā)生變化,即上述化學(xué)反應(yīng)屬于符合化學(xué)平衡原理。此種方法需要學(xué)生在日常的化學(xué)學(xué)習(xí)中不斷進(jìn)行常見化學(xué)有色物質(zhì)的總結(jié)和歸納,方便在化學(xué)反應(yīng)過程中利用常識進(jìn)行判斷。
(二)利用化學(xué)平衡常數(shù)來判定
利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)平衡性的判定也是一種有效方式,在化學(xué)反應(yīng)中,常數(shù)k值大小和正反應(yīng)程度呈正相關(guān)?;瘜W(xué)平衡常數(shù)K與反應(yīng)物和生成物的濃度無關(guān),意思是對于同一個反應(yīng),改變反應(yīng)物或生成物的濃度,平衡雖然按勒夏特列原理的方向移動,但達(dá)到新平衡后,平衡常數(shù)并未改變。此外,由于化學(xué)平衡常數(shù)k不受催化劑、壓強以及濃度影響,但是其受溫度影響,因此在化學(xué)反應(yīng)中能夠依據(jù)化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)k進(jìn)行熱效應(yīng)問題判斷,化學(xué)反應(yīng)過程中如果出現(xiàn)吸熱反應(yīng),溫度升高則k值增大。
(三)有液體或固體參加的反應(yīng)
液體和固體物質(zhì)共同參與的化學(xué)反應(yīng)在高化學(xué)中較為常見,這類反應(yīng)中,氣體體積相等與否不會影響平均摩爾質(zhì)量,就可以確定該化學(xué)反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。但是教師在教學(xué)過程中也需要注意強調(diào)例外情況,如在一定條件下,一氧化碳和氫氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)會生成炭和液態(tài)水,這時混合氣體的平均摩爾質(zhì)量M=15g/mol可以確定[2],但是不能確定該化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡,反而在混合氣體的平均摩爾質(zhì)量M≠15g/mol時,一氧化碳的物質(zhì)的量和氫氣的物質(zhì)的量相等時,說明該反應(yīng)為達(dá)到平衡狀態(tài)。
(四)密閉容器中的反應(yīng)
在密閉容器中,化學(xué)反應(yīng)條件中的濃度、壓強或者速率其中之一發(fā)生變化都會使該化學(xué)反應(yīng)喪失平衡性,例如:4NH3+5O2=4NO+6H2O,在保證化學(xué)反應(yīng)條件不變的情況下,向密閉的容器中注入氦氣,則由于惰性氣體的加入容器內(nèi)的氣體總壓強增大,但是在容器體積不變的情況下,反應(yīng)物和生成物濃度不發(fā)生改變,反應(yīng)速率不變,因此依然滿足v(正)=v(逆),該化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài);但是如果將氦氣換成氨氣,則反應(yīng)物濃度增加,正反應(yīng)速率增大,v(正)>v(逆),平衡正向移動[3]。因此在此類實驗中,如果需要判定化學(xué)反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài),需要將化學(xué)條件的變化情況作為可逆反應(yīng)平衡狀態(tài)判定的一個重要參考因素。
(五)看圖像判定
在高中化學(xué)反應(yīng)平衡性判定方法中,圖像判定方式也經(jīng)常使用。如在部分試題中,會出現(xiàn)坐標(biāo)圖像,考察學(xué)生對圖像橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)、曲線的起點或者拐點等位置的含義。因此高中化學(xué)學(xué)習(xí)中,學(xué)生需要具備一定的圖像解讀能力,這有利于學(xué)生利用圖像進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)平衡狀態(tài)的判定[4]。在圖像中,假設(shè)縱坐標(biāo)代表反應(yīng)速率,則學(xué)生能夠結(jié)合曲線圖像獲知化學(xué)反應(yīng)速率大小,曲線斜率和化學(xué)反應(yīng)的激烈程度呈正相關(guān),當(dāng)曲線斜率為0時,則可以判定該化學(xué)反應(yīng)已經(jīng)處于平衡狀態(tài)。
結(jié)束語:
綜上所述,高中化學(xué)學(xué)習(xí)中化學(xué)平衡原理的應(yīng)用十分廣泛,但是無論是教師教學(xué)還是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中,都需要在掌握化學(xué)基礎(chǔ)知識的前提下,提高自身對化學(xué)反應(yīng)平衡性的判定能力。尤其是教師在教學(xué)過程中,應(yīng)該注意對化學(xué)反應(yīng)平衡原理的巧妙應(yīng)用,為學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)能力提升提供助力,促進(jìn)高中生的化學(xué)成績提升。
參考文獻(xiàn):
[1]于兆翔.高中生化學(xué)平衡相關(guān)概念學(xué)習(xí)的研究[J].課程教究,2017(08):214-215.
[2]張譯之.高中化學(xué)中“化學(xué)平衡常數(shù)”的應(yīng)用分析[J].讀天下,2017,(01):235-236.
[3]冀小東.高中化學(xué)實驗教學(xué)現(xiàn)狀的調(diào)查分析與對策研究[D].河南大學(xué),2014.
[4]杜琳,何冰,陶果,奉強.高中化學(xué)教育中存在的問題及其解決對策研究——以新課程教學(xué)中存在的問題及其解決對策探討為例[J].科技資訊,2014,(15):180.