摘 要:中學化學教學一般根據(jù)化學平衡移動的經(jīng)驗規(guī)律來判斷惰性氣體對化學平衡的影響,但該過程中極易出現(xiàn)思維混亂,為了使判斷過程更加簡單明了、具有較強的說服力,本文以平衡常數(shù)為基礎通過推理計算證實了惰性氣體影響化學平衡狀態(tài)的經(jīng)驗規(guī)律,并探究了理科思維教學方法和解題技巧。
關鍵詞:惰性氣體;化學平衡;平衡常數(shù)
惰性氣體對化學平衡的影響在目前的教學中,學生只能從經(jīng)驗層次分析,解決具體問題時往往因思維混亂,不知所措。那么如何依據(jù)平衡常數(shù)借助于數(shù)學運算、邏輯推理判斷惰性氣體對化學平衡的影響,培養(yǎng)學生科學嚴謹?shù)睦砜茖W習思維,下面將結合化學平衡移動的經(jīng)驗規(guī)律以平衡常數(shù)為基礎對各種情況下惰性氣體對化學平衡的影響進行詳細的分析。
一、 充入惰性氣體對化學平衡的影響
對于恒溫恒容下向平衡體系充入惰性氣體,由于總體積沒有改變,原有各物質物質的量沒有改變,故其濃度也無變化,化學平衡不移動;對于恒溫恒壓下向平衡體系充入惰性氣體,氣體壓強不變但氣體總物質的量增大,導致反應體系的總體積增大,平衡向氣體體積增大的方向移動。值得注意的是,此處并不同于增大反應體系的體積,氣體壓強減小,平衡向氣體體積增大的方向移動。很多學生在此誤用經(jīng)驗規(guī)律“增大反應體系的體積,氣體壓強減小,平衡向氣體體積增大的方向移動”,并沒有注意到這中間壓強是否真的發(fā)生了變化。雖然最終判斷結果都是一樣的,但明顯事實并非如此。此外在使用勒夏特列原理判斷惰性氣體對化學平衡影響過程中,尤其是對于恒溫恒容的情況,它表現(xiàn)出了一定的局限性。盡管老師一般都能通過各種方法運用經(jīng)驗規(guī)律將這個過程予以解釋,但其繁雜的思維部分學生似懂非懂,疑慮重重。
二、 平衡常數(shù)與充入惰性氣體時平衡移動的關系
平衡常數(shù)是化學反應在平衡狀態(tài)下的一個特征常數(shù),運用平衡常數(shù)判斷平衡狀態(tài),通過數(shù)據(jù)計算驗證經(jīng)驗規(guī)律,表現(xiàn)出了較強的嚴密性和邏輯性,十分有助于學生理科學習思維的養(yǎng)成。
三、 非理想氣體的化學平衡
上述討論只是針對理想氣體而言,對于非理想氣體,在低溫、高壓的情況下,氣體分子之間的距離縮小,分子之間的相互作用和分子自身的體積就不能忽略不計。此時描述有氣體參與的化學反應的平衡狀態(tài),就需要引入另一個概念——逸度,它是對非理想氣體壓強的一個校正,在此本文不做過多敘述。因此在向平衡體系中充入惰性氣體的過程中,惰性氣體分子對反應體系中原有各氣體分子多少有一定的影響,無論是恒溫恒容還是恒溫恒壓,化學平衡也就可能不再和理想氣體的情況相同。
總之,對于惰性氣體對化學平衡的影響,在教學過程中老師和學生都應該注重從平衡常數(shù)進行分析推理,加強學生理科學習思維的培養(yǎng),而不是單單的記住經(jīng)驗規(guī)律,靠經(jīng)驗規(guī)律去解決相關問題。
參考文獻:
[1]Derek Cheung. The Adverse Effects of Le Chteliers Principle on Teacher Understanding of Chemical Equilibrium[J]. Journal of Chemical Education,2009(4):514-518.
[2]劉國梁. 惰性氣體的充入對化學反應速率和平衡的影響[J]. 學周刊,2011(11):161-162.
[3]劉仲鵬. 化學平衡中轉化率變化的判斷策略[J]. 讀與寫(教育教學刊),2015,12(9):157-158.
[4]劉金庫,楊小紅,盧怡,陳建兵,朱子春. 淺析化學標準平衡常數(shù)及其在應用無機化學領域中的應用[J]. 化工高等教育,2015(4):79-83
[5]潘衛(wèi)軍,傅小明.無機化學中標準平衡常數(shù)的計算及形式[J].教育教學論壇,2015,8(33):182-183.
作者簡介:陳繼生,四川省廣安市,四川省廣安中學。