陳啦咪
摘要:化學平衡常數是高中化學的一個重要概念。作為定量分析的基礎,高中生可以確定化學平衡狀態(tài),了解影響平衡移動的影響因素,確定平衡移動的方向。在電離平衡分析中,平衡常數在化學平衡教學中發(fā)揮著非常重要的核心作用。本文介紹了平衡常數的表達式,論證了平衡常數在化學教學中的意義,以及如何利用平衡常數解決高中化學教學中的一些問題。
關鍵詞:化學平衡常數;中學平衡教學;核心作用
引言:化學平衡常數屬于化學熱力學研究范疇,是中學化學的重要理論之一?;瘜W平衡常數的內容也是中學化學相關的溶解、電離、水解知識的核心,對指導學生研究物質在水溶液中的理論學習具有十分重要的作用。因此,與化學平衡常數相關的教學和學習問題的研究一直受到研究者和一線教師的關注。
一、研究背景
隨著化學課程結構的變化,新化學課程中的化學平衡常數的變化尤為顯著,課程設置、內容選擇和組成的變化非常大。首先,將新課程的學習目標和課前預習分為必完成的任務和選擇完成的任務兩類,并且難度成螺旋式的增加。在篩選階段,主要介紹基于化學反應原理的“化學反應速率與化學平衡”部分。將化學平衡常數添加到原理模塊中,以了解化學平衡常數的值并計算化學平衡常數的值。例如,選擇性必修教科書包含了“平衡常數”的概念。化學平衡常數是在“平衡動力學定律”和教科書課程之后提出的。利用Qc和KC大小比較,定量分析反應條件對化學平衡的影響以及平衡移動的一般規(guī)律,對于化學平衡常數和常數的確定非常重要。
二、當前我國中學化學學習現狀分析
(一)普遍認同化學的重要性但學習興趣不高
接觸化學的學習后,學生普遍意識到掌握化學專業(yè)術語對解決化學問題和理解化學情況有很大的影響,證實化學專業(yè)術語在化學學習中的重要性,學生們對化學的學習非常有認同感?;瘜W的專業(yè)性術語是學好化學的基礎,學生們認真學過化學專業(yè)術語術語,但對化學專業(yè)術語的學習興趣不大[1]。對個別學生的采訪表明,學生們有早期接觸,但是對化學專業(yè)術語比較陌生,對學習難以產生濃厚的興趣。雖然教師已讓學生接觸化學專業(yè)術語,但是學習時間少,且內容多、復雜、難以記住,使學習化學術語變得更加乏味困難。尤其是學困生,對化學專業(yè)術語的接受度較低,由于大量化學專業(yè)術語集中,對困難有很強的恐懼感,形成對學習化學逐漸失去信心、對學習化學失去興趣的惡性循環(huán)[1]。
(二)學優(yōu)生的更能合理的運用學習方法促進化學用語學習
通過對中學生化學名詞學習方法的考察發(fā)現,學優(yōu)生學習方法的掌握程度明顯優(yōu)于學困生。在學習化學專業(yè)術語時,學生通??梢允褂没瘜W專業(yè)術語來加快化學專業(yè)術語的記憶,但是學習使用化學有困難的學生在老師的課堂上,對化學專業(yè)術語的理解和記憶比較簡單,是機械記憶,化學專業(yè)術語的使用處于純模仿練習的階段,不能與為了加深記憶而學習的化學專業(yè)術語相提并論。學優(yōu)生更好地發(fā)現和使用規(guī)則和技術來理解和記憶化學專業(yè)術語,這意味著學優(yōu)生可以更好地理解化學專業(yè)術語的本質,在課堂上找到更好地理解和記憶的規(guī)則,并在實踐中進行整合[2]。當學習化學專業(yè)術語有困難時,學習能力好的學生可以主動尋求幫助,但學習困難的學生大多數人選擇推遲這個問題。熟練掌握化學語言也為后續(xù)優(yōu)生學化學知識的學習提供了幫助,增加了學優(yōu)生與貧困生化學學習的差異化。
(三)主動運用化學用語的意識淡薄
在課堂教學的過程中,幾乎沒有通過化學方程式或方程式來描述化學或化學變化的想法。這表明學生沒有意識到化學專業(yè)術語的重要性。很少有機會積極地使用化學用語[2]。專業(yè)術語的使用保持在教師要求的水平,學生很少自主使用或練習化學專業(yè)術語,在學習過程中遇到困難時及時解決問題,積極思考或學習沒有掌握的化學專業(yè)術語,因此,學生缺乏學習化學的動力是由于他們對化學專業(yè)術語掌握的熟練度較低。
三、化學平衡常數促進學生對化學反應的限度認識發(fā)展的功能分析
(一)增進學生對化學反應的限度的理解
首先,化學平衡常數可以提高學生對化學平衡的理解。學生可以發(fā)現不同的化學反應都有極限,平衡常數更大,反應限度更大,溫度不變,化學反應限度不變。平衡常數可以幫助學生掌握化學反應限度與化學平衡狀態(tài)之間的關系,是生成物濃度的系數次冪除以反應物濃度的系數次冪,如果平衡常數不變,則存在各種濃度的組合,并且所有組合都可能處于化學平衡狀態(tài)。換句話說,同一反應的極限可以對應于多個平衡態(tài),但平衡的改變并不總是改變化學反應的限度[2]。
(二)增進學生對平衡移動規(guī)律的理解
一方面,借助化學平衡常數,學生可以認識的更加直接,平衡常數K不等于濃度指數Q,這是平衡移動的直接原因,可以找到兩條路徑,是觸發(fā)平衡移動的原因。一種途徑是改變K,另一種途徑是改變Q,具體的變量可能是改變單個組分的濃度或以相同的倍數改變所有組分的濃度,(即改變壓力)。另一方面,它也有助于確定學生影響平衡的相關因素。例如,在確定濃度是否影響平衡移動時,可以輕松確定一種成分的濃度發(fā)生了變化或所有成分的濃度都發(fā)生了變化[3]。
(三)為學生提供分析平衡移動問題的思路和方法
化學平衡常數允許學生根據狀態(tài)分析和狀態(tài)變化創(chuàng)建思維程序。特別是可以分析濃度和壓力對化學平衡的影響。也就是說,Q=k,外部條件(濃度、溫度、壓力)首先在平衡系統中得到顯著的變化??紤]到所有濃度,分析變化如何影響K或Q并改變Q?Q在平衡系統中,影響各組分的濃度變化,如增加反應物的濃度,K為常數,濃度Q變小。在這種情況下,化學平衡會朝著生成物濃度增加的方向移動[3]。這個邏輯推理過程實現了討論熱力學問題的一個基本方法,因為變量沿著正反應方向移動。
結語:總之,化學平衡常數加強了學生對化學平衡常數的理解的技能。針對化學反應教學設計的局限性,本研究旨在根據以生為本的基本理念,在分析化學平衡常數的作用和數值以及如何解決阻礙學生理解和發(fā)展的問題提出相應的策略,促進學生對化學學習的理解和發(fā)展。
參考文獻:
[1]王祖浩主編 . 普通高中課程標準實驗教科書·化學反應原理[M]. 南京:江蘇教育出版社,2007:41~43.
[2]袁緒富.化學基本理論教學設計的行動研究——— “影響化學平衡的條件” 的教學設計探索.長春:東北師范大學碩士論文,2007
[3]宋心琦,何少華主編.普通高中課程標準實驗教科書:化學反應原理.第 3 版,北京:人民教育出版社,2007:25-31