(惠州市實驗中學 廣東惠州 516008)
在化學教學及實踐中,平衡思想可謂貫穿始終。平衡理論對于高中生而言較為抽象,與學生的常規(guī)認知有一定差異,因此在學習中會感到難度較大,不少學生對于“平衡思想”的認識較為凌亂、流于淺表,但是,“平衡思想”與學生的化學學習關系密切,尤其是在鹽類水解平衡以及電離平衡學習中,都涉及“平衡思想”的應用,因此,教師需要重視“平衡思想”的滲透,在教學中力求“平衡思想”的講解生動有趣、深入淺出,為學生更好的開展化學知識學習奠定良好基礎。[1]
物質(zhì)是溶解平衡是學生接觸化學“平衡思想”的出發(fā)點,因為在初中化學中學生就認識到溶解是一個絕對概念,而不溶則是一個相對概念。不管物質(zhì)呈現(xiàn)何種狀態(tài),只要在溶液當中處于飽和狀態(tài),那么就會形成溶解平衡作用。教師可以結(jié)合這一概念向?qū)W生滲透“平衡思想”。例如在溶液中固體溶解和溶質(zhì)結(jié)晶始終在持續(xù)進行,兩者呈現(xiàn)相同速率時就會出現(xiàn)溶解平衡現(xiàn)象。如果溫度出現(xiàn)變化,那么融合和結(jié)晶的速率也會有所改變,兩者不再相同,則平衡狀態(tài)也會被打破,同時有形成另一個新的平衡態(tài),從這一變化規(guī)律可以看到,溶解平衡成效“逆、等、動、定、變”的特點,在物質(zhì)的化學反應中,只要出現(xiàn)這樣的狀態(tài),就可以視為平衡狀態(tài)。[2]
從理論上來講,任何化學反應都具備可逆性,但一般來說,可逆反應界定為平衡常數(shù)在10-7—107間的反應。當“左→右”和“右→左”的你反應呈現(xiàn)相同速率時,則表示實現(xiàn)了平衡狀態(tài),但是正逆變化仍然持續(xù)。如果外部條件如溫度、濃度等發(fā)生變化,原平衡態(tài)被改變,又會呈現(xiàn)出新的平衡態(tài)。
例如在煤的氣化反應中:
在濃度變化條件下,增加蒸汽濃度或者減少CO或H2濃度,結(jié)合勒夏特列原理,減弱方將接受平衡移動,因此呈現(xiàn)正移。如果C O出現(xiàn)變化,則平衡一定無法實現(xiàn),因此,固體濃度不受量變影響;反之,平衡呈現(xiàn)逆向移動。
在溫度變化條件下,如果升溫則平衡向吸熱方移動,謂之平衡正移;反之則呈現(xiàn)平衡逆移。
在壓強變化條件下,如果壓強增加,則平衡向氣體減小方移動,屬于平衡逆移;反之,則呈現(xiàn)平衡正移。
在加入催化劑條件下,其正逆速率相等,因此不會出現(xiàn)平衡移動。
如果水溶液中存在弱電解質(zhì),則會形成電離平衡態(tài)。如果分子電離反應速率與例子結(jié)合速率相等,則形成電離平衡態(tài),如果外部條件出現(xiàn)變化,則會形成平衡移動現(xiàn)象。
結(jié)合平衡移動原理可知:H2O H++OH-
當加入NaClO后,通過電離反應會形成ClO-,H+會生成HClO,C(H+)變小,從而呈現(xiàn)平衡正移,水電離反應加速。如果加入HCl ,電離形成H+,其中C(H+)增加,出現(xiàn)平衡逆,形成平衡抑制作用。由此可知,電離平衡的相對短暫的平衡狀態(tài),具有動態(tài)變化特點。
在教學實踐中經(jīng)常會遇到學生對鹽溶液酸堿性混淆的問題,造成這一問題根本原因在于學生對于鹽類水解平衡的本質(zhì)缺乏深入了解,對于平衡理論的把握不夠透徹?;诖耍處熆梢詫⑵渥鳛椤捌胶馑枷搿睗B透的切入點,并從以下三種情況進行分析:
第二,強酸弱堿鹽。例如在NH4Cl溶液中,NH4+在水電離反應下生產(chǎn)OH-形成弱電解質(zhì)NH3·H2O,從而破壞H2O電離平衡,使C因此該溶液為酸性。
第三,強酸強堿鹽。例如在NaCl溶液中,電離形成的Na+與和Cl-都無法與水電離形成的H+或O H-結(jié)合,也就是不水解,因此仍滿足C(O H-)=C(H+),溶液為中性。
從上述分析可見,水解平衡同樣具有動態(tài)性,如果外部條件有所改變,則會形成平衡移動。溫度、濃度都會改變鹽類水解反應。
“平衡思想”在高中化學課堂的滲透并不只是一朝一夕可以實現(xiàn)的,這是一個循序漸進的過程,這一過程要與化學日常教學結(jié)合在一起。實踐證明,只有將思想理論與教學實踐結(jié)合起來,才能實現(xiàn)理論與實踐之間的有機聯(lián)系,通過“平衡思想”的掌握幫助學生解決化學學習中遇到的實際問題。這不僅僅是意識與思想理論的滲透,更是幫助學生分析化學問題實質(zhì)、拓展解題思路、掌握思考邏輯和方法的有效途徑,通過類比進行拓展,從而使學生更客觀、更全面的去分析和解決問題。這一點對于學生化學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)有著不可忽視的意義,同時也是促進學生化學學科思想發(fā)展的基礎所在。[3]
綜上所述,高中化學中學生“平衡思想”的培養(yǎng)與滲透并不是一個單向性過程,教師要避免空洞的理論灌輸,而是結(jié)合具體問題融合“平衡思想”進行具體分析,從而使學生對這一思想體系有更感性、更具體的認識,或者通過經(jīng)典的化學習題實現(xiàn)對“平衡思想”的應用。總而言之,“平衡思想”是滲透與化學課堂的本質(zhì)思想,只有學生不斷領悟并應用于實踐中才能體現(xiàn)其價值,進而促進學生化學素養(yǎng)的全面提高。