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        試論高中化學(xué)中對(duì)化學(xué)平衡原理的巧用

        2018-10-18 10:59:04謝海鳳
        新課程·下旬 2018年5期
        關(guān)鍵詞:高中

        謝海鳳

        摘 要:從高中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐來看,化學(xué)平衡原理是化學(xué)課程教學(xué)的難點(diǎn)。要想掌握化學(xué)平衡原理,學(xué)生需要具備一定的化學(xué)知識(shí)。然而學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)平衡知識(shí)的過程中準(zhǔn)確掌握化學(xué)平衡的判斷方法與技巧是有一定難度的?;诖?,在高中化學(xué)教學(xué)中教師應(yīng)采取多種方式引導(dǎo)學(xué)生正確把握化學(xué)平衡原理。

        關(guān)鍵詞:高中;化學(xué)平衡原理;分子平均質(zhì)量

        在高中化學(xué)教學(xué)中,化學(xué)平衡原理是教學(xué)的重點(diǎn),也是高考試題中的重要構(gòu)成部分。為此,教師需要引導(dǎo)學(xué)生有效把握化學(xué)平衡原理的相關(guān)知識(shí)與應(yīng)用技巧。然而化學(xué)平衡原理多晦澀難懂,從而導(dǎo)致學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)無法取得理想成績。為此,化學(xué)教師可以通過巧用化學(xué)平衡原理,從多個(gè)角度闡述化學(xué)平衡的相關(guān)知識(shí),以引導(dǎo)學(xué)生更好地把握化學(xué)平衡原理的要點(diǎn),并掌握解題方法與思路。

        一、高中化學(xué)平衡原理的認(rèn)知

        對(duì)于化學(xué)平衡原理的定義具體表述為:在宏觀化學(xué)反應(yīng)條件下,正反應(yīng)與逆反應(yīng)所表現(xiàn)出的速率是一致的,且兩者表現(xiàn)為可逆反應(yīng)。在平衡狀態(tài)下,反應(yīng)物、生成物相應(yīng)的濃度不會(huì)變化,且相應(yīng)值是恒定的。雖然定義較為簡單,但在應(yīng)用中卻會(huì)帶來較多的困惑與難點(diǎn)。這也是高中化學(xué)課程的難點(diǎn)所在。為了讓學(xué)生更好地掌握化學(xué)平衡的相關(guān)技巧,提高化學(xué)學(xué)習(xí)興趣與自信,教師需要巧用化學(xué)平衡原理,引導(dǎo)學(xué)生更好地解決化學(xué)平衡的相關(guān)問題,提升學(xué)習(xí)效果。

        二、判斷化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的技巧與應(yīng)用分析

        1.直接判斷法

        依據(jù)化學(xué)平衡原理與其特征可以了解到,在化學(xué)平衡狀態(tài)中存在v正=v逆。依據(jù)化學(xué)平衡的定義,可以對(duì)化學(xué)反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)進(jìn)行判斷。如化學(xué)反應(yīng)存在v正=v逆,則需要對(duì)化學(xué)反應(yīng)式中化學(xué)鍵斷裂情況或化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)濃度變化問題做出判斷。在這里以制取CO2為例,具體化學(xué)反應(yīng)式為:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O。如在以上反應(yīng)式中,當(dāng)兩邊的CaCl2與HCl的濃度都沒有變化,則可以判斷CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。

        2.依據(jù)有色物質(zhì)進(jìn)行判斷

        依據(jù)有色物質(zhì)的變化,也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)反應(yīng)平衡狀態(tài)的判斷與分析。具體判斷的依據(jù)是在有色物質(zhì)參與或生成的可逆反應(yīng)體系中,物質(zhì)顏色不再改變時(shí),可以判斷化學(xué)反應(yīng)此時(shí)處于平衡狀態(tài)。在這里,以4HCl(濃)+MnO2=MnCl2+Cl2↑+2H2O反應(yīng)為例進(jìn)行闡述。通過觀察該化學(xué)反應(yīng)式可以看出,在反應(yīng)式兩端都存在有色物質(zhì)。在該反應(yīng)過程中,如生成氣體的Cl2的顏色不隨時(shí)間變化而變化時(shí),則可以判定此時(shí)化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。在教學(xué)中這類方法的應(yīng)用較多,如在3Cu+8HNO3(?。?3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O反應(yīng)中,可以依據(jù)一氧化氮顏色是否隨時(shí)間變化而發(fā)生改變進(jìn)行化學(xué)平衡判斷。

        3.依據(jù)容器容量進(jìn)行判斷

        在恒定容量容器條件下,如反應(yīng)體系內(nèi)氣體總壓強(qiáng)為恒定值時(shí),則可以判定此時(shí)化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。以4NH3+5O2=4NO↑+6H2O化學(xué)反應(yīng)為例進(jìn)行分析,依據(jù)質(zhì)量守恒定律可以得知,容器中混合氣體的整體質(zhì)量并不會(huì)發(fā)生改變,且在化學(xué)反應(yīng)時(shí),容器體積也沒有出現(xiàn)變化,這也表明,混合氣體的總壓強(qiáng)為固定值,混合氣體密度沒有發(fā)生改變,由此可以判斷,該化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。

        4.依據(jù)圖像進(jìn)行判斷

        在分析化學(xué)平衡原理時(shí),如選擇依據(jù)圖像法進(jìn)行判斷,教師需要讓學(xué)生明確了解到圖像縱橫坐標(biāo)的實(shí)際意義,了解曲線的起點(diǎn)、終點(diǎn)與拐點(diǎn)相應(yīng)的內(nèi)容,特別應(yīng)重視曲線走向的分析。對(duì)于可逆的化學(xué)反應(yīng)來看,環(huán)境溫度、催化劑等的應(yīng)用都會(huì)引起化學(xué)反應(yīng)狀況的改變,甚至可能會(huì)決定化學(xué)反應(yīng)是正向或逆向的?;诖?,在應(yīng)用圖像法進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)平衡狀態(tài)判斷時(shí),如圖像縱坐標(biāo)代指的是速率,且曲線表現(xiàn)出較為明顯的陡峭走勢(shì),曲線斜率增大,說明化學(xué)反應(yīng)在快速進(jìn)行。如,在某時(shí)間點(diǎn)上曲線曲率表現(xiàn)為零值,則此時(shí)可以判定該化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。

        5.依據(jù)分子平均質(zhì)量進(jìn)行判斷

        在化學(xué)反應(yīng)過程中,如氣體平均質(zhì)量不再改變時(shí),則可以判斷該化學(xué)反應(yīng)表現(xiàn)為平衡狀態(tài)。如在4NH3+5O2=4NO+6H2O反應(yīng)中,分子平均質(zhì)量并沒有出現(xiàn)改變,依據(jù)這種特征,可以判定其處于平衡狀態(tài)。

        此外,也可選擇溫度條件來進(jìn)行化學(xué)平衡判斷。在化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行中,伴隨著一定的放熱或吸熱現(xiàn)象。如,化學(xué)反應(yīng)本身屬于絕熱體系,如該化學(xué)反應(yīng)溫度為恒定值時(shí),則可以判斷其處于平衡狀態(tài)。如在2Al+Fe2O3■Al2O3+2Fe反應(yīng)公式中,其屬于發(fā)熱反應(yīng),在該化學(xué)體系溫度不會(huì)隨時(shí)間而改變時(shí),則可以判定為該化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。

        化學(xué)平衡原理與相關(guān)題型是高中化學(xué)的難點(diǎn)所在,學(xué)生需要充分了解到化學(xué)平衡反應(yīng)均表現(xiàn)為可逆反應(yīng),在化學(xué)反應(yīng)過程中反應(yīng)物與生成物是不可能完全消耗盡的。如反應(yīng)過程中,其正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率完全一致,則可以判定為平衡狀態(tài)。對(duì)于化學(xué)反應(yīng)體系是否表現(xiàn)為平衡狀態(tài),則可以采取多種技巧來進(jìn)行判斷,除直接判斷法外,還可以依據(jù)有色物質(zhì)、容器容量、圖像曲線、分子平均質(zhì)量、溫度等進(jìn)行化學(xué)體系平衡狀態(tài)判斷。學(xué)生在具體問題分析時(shí),需要找準(zhǔn)判斷的條件與依據(jù),巧用化學(xué)平衡原理判斷法,切實(shí)提高解題效率與質(zhì)量,并提升其化學(xué)成績。

        參考文獻(xiàn):

        [1]安發(fā)光.高中化學(xué)中對(duì)化學(xué)平衡原理的巧用研究[J].學(xué)苑教育,2017(9).

        [2]張寧云.平均相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)化學(xué)平衡判斷的數(shù)學(xué)證明[J].化學(xué)教與學(xué),2017(10).

        ?誗編輯 段麗君

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