李 蓉

(湖南省沅江市第一中學(xué),湖南 沅江 413100)

化學(xué)作為高中階段的一門(mén)重要學(xué)科,在高考化學(xué)中,化學(xué)速率與平衡有著很大的分值比重.對(duì)于化學(xué)速率與平衡試題來(lái)說(shuō),涉及到的知識(shí)內(nèi)容比較多,解題難度大,要求學(xué)生具備較高的解題能力.因此,在高中化學(xué)解題教學(xué)中,對(duì)速率與平衡試題深入分析,幫助學(xué)生尋找解題思路,掌握題目解題方法,強(qiáng)化學(xué)生化學(xué)解題能力.

1 利用極端思維方式,完成化學(xué)試題解題

高中化學(xué)速率與平衡題目中,主要研究的是可逆反應(yīng),由于可逆反應(yīng)不能夠進(jìn)行到底,借助逆向思維方式,利用極限法解題,完成求解.因此,在速率與平衡試題解題訓(xùn)練中,教師需要根據(jù)題目條件,引入極限分析思維,準(zhǔn)確尋找解題切入點(diǎn),幫助學(xué)生準(zhǔn)確解題[1].

例1某個(gè)密閉容器中,溫度恒定,進(jìn)行如下反應(yīng):

一氧化碳和水蒸氣各1 mol,在容器內(nèi)反應(yīng)到平衡,通過(guò)測(cè)量二氧化碳是0.6 mol,之后再加入3 mol的水蒸氣,達(dá)到平衡之后,二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)可能是( ).

A.20% B.22.2% C.17% D.11.1%

解析根據(jù)題目條件分析,在原混合物中,二氧化碳與氫氣的量均為0.6 mol,一氧化碳與水蒸氣均是0.4 mol,達(dá)到平衡后,再次加入3 mol的水蒸氣,平衡向反應(yīng)正方向移動(dòng),一氧化碳轉(zhuǎn)化率增加,二氧化碳體積分?jǐn)?shù)增加,但是無(wú)法確定二氧化碳體積分?jǐn)?shù)的具體數(shù)值.教師可以利用極限法分析題目,即一氧化碳轉(zhuǎn)化率增大的極限為100%,最小的極限值則是零,結(jié)合化學(xué)平衡進(jìn)行計(jì)算,根據(jù)兩種極端狀態(tài),求解出二氧化碳的體積分析,即20%與12%,根據(jù)求解中的結(jié)果,在再次平衡之后,二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)當(dāng)處于兩個(gè)極限值之間,因此,正確答案是C.

在此題解答中,教師鼓勵(lì)學(xué)生利用極端分析思維,通過(guò)計(jì)算,尋找解題突破點(diǎn),利用一氧化碳的最大極限和最小極限轉(zhuǎn)化率,對(duì)二氧化碳體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行計(jì)算,找出數(shù)值的大概取值范圍,判斷得出準(zhǔn)確答案.

2 采取粗略估算方式,快速解答化學(xué)問(wèn)題

高中化學(xué)解題中,一些速率與平衡試題,雖然可以利用公式進(jìn)行計(jì)算,得出準(zhǔn)確的答案,但計(jì)算的過(guò)程比較復(fù)雜,教師可以根據(jù)題目的特殊性,不采取計(jì)算的方式解題.在速率與平衡試題解答中,讓學(xué)生根據(jù)平衡移動(dòng)方向與結(jié)果,分析數(shù)量關(guān)系,采取粗略估算的方式,快速找出問(wèn)題答案,簡(jiǎn)化計(jì)算步驟,提高學(xué)生解題效率.

A.6 B.5 C.4 D.3

解析在此題解題中,如果利用化學(xué)平衡進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算步驟復(fù)雜,很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤.因此,教師要求學(xué)生認(rèn)真審題,從中找出關(guān)鍵信息,通過(guò)粗略估算解題.在具體的解題中,根據(jù)題意,知道化學(xué)反應(yīng)是在恒溫恒壓的環(huán)境中進(jìn)行的,可以從正反應(yīng)的方向構(gòu)建化學(xué)平衡,在平衡之后,由于容器體積增大,說(shuō)明在恒溫恒壓下,容器內(nèi)的氣體總物質(zhì)的量增加,所以不等式的2+n>4+3,求解得出n>5,符合題意的是A選項(xiàng).

在此題解題中,改變以往化學(xué)平衡的計(jì)算模式,避免復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程,使得解題錯(cuò)誤,引入粗略計(jì)算的方式,準(zhǔn)確找出題目中n的取值范圍,結(jié)合題目選項(xiàng),找出準(zhǔn)確的答案,讓學(xué)生快速準(zhǔn)確解題.

3 利用平均分割思維,保證解題準(zhǔn)確性

在解題過(guò)程中,速率與平衡題目具有特殊性,此類(lèi)試題題型較多,但考查的方向基本相同.對(duì)于此類(lèi)題目,對(duì)不同的起始狀態(tài)加入同一種物質(zhì),在初始量是倍數(shù)關(guān)系時(shí),利用平均分割的方式,將量多的變成若干少量的,通過(guò)這樣等同平衡,明確問(wèn)題解答思路,完成題目的結(jié)算[2].

解析通過(guò)審題可知,密閉容器并沒(méi)有對(duì)容積、壓強(qiáng)進(jìn)行要求,需要結(jié)合題目中的條件進(jìn)行分類(lèi)討論:(1)假設(shè)密閉容器恒壓,第二次加入氣體的物質(zhì)的量是第一次的兩倍,則容器容積也是兩倍,對(duì)第二次的容器進(jìn)行平均分割,分割為第一個(gè)容器容積相同的兩個(gè)容器,求解出Z的物質(zhì)的量的是1 mol×2=2 mol.(2)假設(shè)密閉容器的容積恒定,容器可以看做是恒壓的,以此作為基礎(chǔ),采取加壓方式使其體積變成原來(lái)的體積,在加壓狀態(tài)下,反向朝著正方向移動(dòng),求解出Z的物質(zhì)的量大于2 mol.

在此類(lèi)試題解題中,教師需要引導(dǎo)學(xué)生靈活利用平均分割思維,對(duì)題目情況分類(lèi)討論,之后對(duì)密閉容器適當(dāng)?shù)姆指?使得解題思路更加清晰、簡(jiǎn)單,簡(jiǎn)化解題過(guò)程中的計(jì)算,采取平均分割法,計(jì)算出答案.

4 采取先拐先平方法,提高解題有效性

在不少的速率與平衡試題中,有著一些曲線圖像,圖像中有著拐點(diǎn),如濃度與時(shí)間圖像中,通過(guò)對(duì)拐點(diǎn)的先后分析,對(duì)其壓強(qiáng)、溫度進(jìn)行分析,先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線,意味著先到達(dá)平衡狀態(tài),通過(guò)這樣的分析,根據(jù)變化找出規(guī)律,即壓強(qiáng)、溫度高,則濃度大.因此,教師需要讓學(xué)生靈活利用先拐先平的方法,快速分析解題,得出問(wèn)題的最終答案[3].

圖1 化學(xué)反應(yīng)濃度與時(shí)間關(guān)系圖

解析在實(shí)際的解題中,讓學(xué)生認(rèn)真閱讀題目,分析圖中的曲線,拐點(diǎn)位置標(biāo)示剛剛達(dá)到平衡狀態(tài).因此,根據(jù)圖像分析,T2達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),所用的時(shí)間比T1少,則表明T2的速率大于T1的,因此,T2的溫度比T1的高,由于溫度越高,c(A)越小,所以得出此化學(xué)反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度上升,K持續(xù)增長(zhǎng),所以可以得出反應(yīng)的溫度T1小于T2,平衡常數(shù)K(T1)小于K(T2).

在此題解答中,教師引導(dǎo)學(xué)生利用先拐先平的方式,對(duì)圖像進(jìn)行分析,準(zhǔn)確提煉題目信息,合理推理和判斷,省略復(fù)雜繁瑣的計(jì)算過(guò)程,幫助學(xué)生準(zhǔn)確地解題.

5 利用等效模式,有效解答試題

在高考化學(xué)考試中,經(jīng)常從新的情境和角度出題,所考查的知識(shí)內(nèi)容與能力并沒(méi)有變化.因此,在速率與平衡試題中,教師可以引入等效模型,結(jié)合題目信息,找出解題突破點(diǎn),有效解答化學(xué)試題.

A.a大于bB.a等于b

C.無(wú)法比較 D.a小于b

解析通過(guò)對(duì)題目分析可以得知,想要解答題目,采取等效假設(shè)的方式,構(gòu)建等效模型解題.在第一次達(dá)到平衡狀態(tài)之后,再次充入2 mol的SO3,此時(shí)的平衡移動(dòng)方式是正反應(yīng)方向,物質(zhì)的量的不斷增加,如二氧化硫、三氧化硫以及氧氣等.想要對(duì)兩次平衡中二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)大小進(jìn)行比較,難度比較大,因此,可以采取等效假設(shè)的方式,即V2 mol的SO3(舊平衡)等效2V4 mol的SO3(平衡三),壓縮V4 mol的SO3(平衡四)等效V4 mol的SO3(新平衡).通過(guò)這樣的方式,對(duì)平衡三與平衡四進(jìn)行對(duì)比,壓縮容器使得平衡方向向逆反應(yīng)反向移動(dòng),可以得出a大于b,因此,正確答案是A.

在解題中,對(duì)于新舊平衡關(guān)系難以直接對(duì)比的題目,通過(guò)等效轉(zhuǎn)化,構(gòu)建等效模型的方式解答.在解題中,通過(guò)假設(shè),構(gòu)建與舊平衡等效的平衡,之后,通過(guò)增大體積轉(zhuǎn)化成與新平衡等效的平衡模型,根據(jù)其中的數(shù)量關(guān)系,得出正確答案.

高中化學(xué)速率與平衡試題解題中,主要的考點(diǎn)是平衡狀態(tài)的判斷、平衡移動(dòng)方向的判斷以及平衡移動(dòng)結(jié)果分析等.在實(shí)際的解題過(guò)程中,需要根據(jù)題目類(lèi)型,靈活利用解題方式,有效解答速率與平衡試題.在解題訓(xùn)練中,要求學(xué)生不斷地歸納和總結(jié),掌握更多的解答方式,加強(qiáng)學(xué)生解題能力訓(xùn)練,提高學(xué)生考試成績(jī).