高職無機化學中化學平衡教學探析

李邦玉

(蘇州市職業大學 教育與人文科學系，江蘇 蘇州 215104)

高職無機化學中化學平衡教學探析

李邦玉

(蘇州市職業大學 教育與人文科學系，江蘇 蘇州 215104)

高職無機化學中化學平衡內容多,分量重,涉及面廣,學生學起來有一定難度.通過比較、分析、歸納化學平衡相關內容,幫助學生更好地學習和掌握化學平衡的相關知識.

無機化學；化學平衡；教學

Abstract:It is very difficult to study the chemical equilibrium in inorganic chemistry for students in higher vocational college. This paper analyses, compares and generalizes the contents of chemical equilibrium, in order to help the students to study and grasp it.

Key words:inorganic chemistry; chemical equilibrium; teaching

無機化學是食品、醫藥、化工、環境、檢驗等專業的首要專業基礎課.無機化學中化學平衡內容多，分量重，涉及面廣，跨度大，學生學起來有一定難度.探討這方面教學方法的文章不是很多，有啟發性、針對高職的內容就更少了[1-2].通過多輪無機化學課程的教學，筆者試圖把教材[3]中涉及到的化學平衡內容進行梳理、歸納、總結，期望能對學生學習化學平衡有所幫助.

1 由物理變化中的平衡引入化學平衡的學習

根據平衡的性質，把平衡分為物理變化中的平衡和化學平衡.物理變化中的平衡是通過物理變化建立起來的平衡，如溶解結晶平衡、蒸發凝聚平衡、升華凝華平衡等.化學平衡是通過化學變化建立起來的平衡體系，如弱酸弱堿的解離平衡、鹽的水解平衡、配位反應平衡.學好物理變化中的平衡對學習化學平衡有很大幫助.下面以物理變化中的平衡為例，如水的蒸發凝聚平衡、化學平衡中的NO2和N2O4間相互轉化平衡，說明它們之間的區別和相似處，如表 1 所示.可見兩類平衡雖然本質上不同，但在表達形式、特征、圖示上都顯示出一致性，可以把已經掌握的物理變化中的平衡知識遷移到化學平衡的學習上來.

2 由一般反應解讀物質解離

在學習電解質解離反應時，把其當成特殊的化學反應.其中弱電解質的解離反應、難溶強電解質的沉淀溶解反應、配合物的解離反應等作為可逆反應處理，強電解質的解離反應作為不可逆反應對待.這樣水溶液中的解離反應就和一般意義上的化學反應統一起來了，如表2 所示.

表2 一般反應與解離反應比較

3 由一般平衡推及特殊平衡

根據化學平衡體系中物質存在的形式，化學平衡可分為非離子反應平衡和離子反應平衡.非離子反應平衡包括氣相反應平衡、氣固相反應平衡、部分非水溶劑中反應平衡等，都是以分子形式參與反應，平衡常數一般就用KΘ表示.離子反應平衡包括水的解離平衡、弱酸弱堿的解離平衡、易溶鹽的水解平衡、難溶鹽的沉淀溶解平衡、配位反應平衡和部分非水溶劑中離子反應平衡等，用KiΘ表示，隨體系的不同，下標i 用不同的字母或文字代替，如w (water，水) 、a (acid，酸)、b (base，堿)、h(hydrolyse，水解)、sp (solubility product，溶度積)、d (dissociation constant,不穩)等.KΘ 常用來表示任意平衡常數，只要把反應物和生成物換成相應的物種就可以得出其他特殊平衡的表達式，如表3 所示.

表3 非離子反應平衡和離子反應平衡比較

4 由簡單平衡認識復雜平衡

根據化學平衡的復雜程度，把化學平衡分為簡單平衡和復雜(多重)平衡.復雜平衡的每一步平衡就是一個簡單平衡，其平衡常數是相應的幾個簡單平衡的平衡常數的組合，如表4所示.

5 計算物質轉化 合并等價概念

有關化學平衡轉化率的概念比較多，在不同的體系中叫法不一樣，細究起來，其本質上是一樣的，如表5所示.轉化率、解離度、水解度等都是比值:某物質已轉化的濃度/該物質初始濃度，其大小都表示物質解離的程度大小;溶解度大小表示沉淀物溶解能力的大小，即沉淀轉化為離子的多少，也是一種轉化率.

表4 簡單平衡和復雜(多重)平衡比較

表5 化學平衡轉化率的比較

6 考察平衡移動 比較方向判據

判定一個反應處于何種狀態，或判斷一個已經平衡的反應體系在新條件下的移動方向，在不同的體系中運用不同的判據，如表6所示.由表可知，三個判據:反應商判據、溶度積規則和電極電勢判據在形式上是一致的，都是用一個量和另一個量進行比較，最后得出平衡移動的方向.

表6 化學反應方向的判據比較

7 結 論

化學平衡是無機化學中的重要內容，所占份量很重，涉及到的面相當廣，結合化學平衡教學，以此整合化學知識，如圖1所示.就章節而言，第二章、第三章、第四章、第七章為重點章節;就領域而言，包括化學動力學、化學熱力學、電解質化學、電化學、配位化學等.通過化學平衡的教學，可以串起大量的化學知識，同時，用學到的各類知識可以全面學習和深刻領會化學平衡問題.

在高職無機化學課程中,化學平衡內容分散在多個章節中，占據較大分量，學生難以將有關內容進行聯系融合, 學習有難度.但是，通過上述分析、比較、歸納，會使學生對該內容更易理解、學習和掌握.

圖1 化學平衡知識體系簡圖

[1] 余新武, 陳紫妍. 無機化學原理中一致性原則[J]. 高師理科學刊,2009,29(4):101-105.

[2] 覃世輝. 淺析無機化學中的化學平衡及其應用[J]. 河池學院學報:增刊,2007,27(1):115-118.

[3] 高職高專化學教材編寫組.無機化學[M]. 3版.北京:高等教育出版社,2008.

(責任編輯: 李 華)

Teaching of Chemical Equilibrium in Inorganic Chemistry Course in Higher Vocational College

LI Bang-yu
(Department of Education and Humanities, Suzhou Vocational University, Suzhou 215104,China)

G642;O61-0

A

1008-5475(2011)01-0080-03

2010-10-27;

2010-12-31

蘇州市職業大學博士啟動基金資助項目(2009BS01)

李邦玉(1968－),男,安徽宣城人,副教授,博士,主要從事金屬有機化學和基礎化學教學研究.