(惠州市實(shí)驗(yàn)中學(xué) 廣東惠州 516008)
在化學(xué)教學(xué)及實(shí)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(xué)生的常規(guī)認(rèn)知有一定差異,因此在學(xué)習(xí)中會(huì)感到難度較大,不少學(xué)生對于“平衡思想”的認(rèn)識(shí)較為凌亂、流于淺表,但是,“平衡思想”與學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)關(guān)系密切,尤其是在鹽類水解平衡以及電離平衡學(xué)習(xí)中,都涉及“平衡思想”的應(yīng)用,因此,教師需要重視“平衡思想”的滲透,在教學(xué)中力求“平衡思想”的講解生動(dòng)有趣、深入淺出,為學(xué)生更好的開展化學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)奠定良好基礎(chǔ)。[1]
物質(zhì)是溶解平衡是學(xué)生接觸化學(xué)“平衡思想”的出發(fā)點(diǎn),因?yàn)樵诔踔谢瘜W(xué)中學(xué)生就認(rèn)識(shí)到溶解是一個(gè)絕對概念,而不溶則是一個(gè)相對概念。不管物質(zhì)呈現(xiàn)何種狀態(tài),只要在溶液當(dāng)中處于飽和狀態(tài),那么就會(huì)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(jìn)行,兩者呈現(xiàn)相同速率時(shí)就會(huì)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(huì)有所改變,兩者不再相同,則平衡狀態(tài)也會(huì)被打破,同時(shí)有形成另一個(gè)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(dòng)、定、變”的特點(diǎn),在物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)都具備可逆性,但一般來說,可逆反應(yīng)界定為平衡常數(shù)在10-7—107間的反應(yīng)。當(dāng)“左→右”和“右→左”的你反應(yīng)呈現(xiàn)相同速率時(shí),則表示實(shí)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(huì)呈現(xiàn)出新的平衡態(tài)。
例如在煤的氣化反應(yīng)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(dòng),因此呈現(xiàn)正移。如果C O出現(xiàn)變化,則平衡一定無法實(shí)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(dòng)。
在溫度變化條件下,如果升溫則平衡向吸熱方移動(dòng),謂之平衡正移;反之則呈現(xiàn)平衡逆移。
在壓強(qiáng)變化條件下,如果壓強(qiáng)增加,則平衡向氣體減小方移動(dòng),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(huì)出現(xiàn)平衡移動(dòng)。
如果水溶液中存在弱電解質(zhì),則會(huì)形成電離平衡態(tài)。如果分子電離反應(yīng)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(huì)形成平衡移動(dòng)現(xiàn)象。
結(jié)合平衡移動(dòng)原理可知:H2O H++OH-
當(dāng)加入NaClO后,通過電離反應(yīng)會(huì)形成ClO-,H+會(huì)生成HClO,C(H+)變小,從而呈現(xiàn)平衡正移,水電離反應(yīng)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(dòng)態(tài)變化特點(diǎn)。
在教學(xué)實(shí)踐中經(jīng)常會(huì)遇到學(xué)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(xué)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。基于此,教師可以將其作為“平衡思想”滲透的切入點(diǎn),并從以下三種情況進(jìn)行分析:
第二,強(qiáng)酸弱堿鹽。例如在NH4Cl溶液中,NH4+在水電離反應(yīng)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(qiáng)酸強(qiáng)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(dòng)態(tài)性,如果外部條件有所改變,則會(huì)形成平衡移動(dòng)。溫度、濃度都會(huì)改變鹽類水解反應(yīng)。
“平衡思想”在高中化學(xué)課堂的滲透并不只是一朝一夕可以實(shí)現(xiàn)的,這是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程,這一過程要與化學(xué)日常教學(xué)結(jié)合在一起。實(shí)踐證明,只有將思想理論與教學(xué)實(shí)踐結(jié)合起來,才能實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐之間的有機(jī)聯(lián)系,通過“平衡思想”的掌握幫助學(xué)生解決化學(xué)學(xué)習(xí)中遇到的實(shí)際問題。這不僅僅是意識(shí)與思想理論的滲透,更是幫助學(xué)生分析化學(xué)問題實(shí)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(jìn)行拓展,從而使學(xué)生更客觀、更全面的去分析和解決問題。這一點(diǎn)對于學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)有著不可忽視的意義,同時(shí)也是促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科思想發(fā)展的基礎(chǔ)所在。[3]
綜上所述,高中化學(xué)中學(xué)生“平衡思想”的培養(yǎng)與滲透并不是一個(gè)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(jìn)行具體分析,從而使學(xué)生對這一思想體系有更感性、更具體的認(rèn)識(shí),或者通過經(jīng)典的化學(xué)習(xí)題實(shí)現(xiàn)對“平衡思想”的應(yīng)用。總而言之,“平衡思想”是滲透與化學(xué)課堂的本質(zhì)思想,只有學(xué)生不斷領(lǐng)悟并應(yīng)用于實(shí)踐中才能體現(xiàn)其價(jià)值,進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的全面提高。