摘 要:高中化學相比于初中化學來說,涉獵內容更加廣泛與復雜,難度極高。在高中化學的知識內容中,化學平衡原理知識是十分重要的。目前,化學等效平衡法是化學平衡原理最有效的研究方式。本文作者根據實際教學經驗,結合高中化學教學內容,提出了以下幾點建議和策略,意在改善當前教學方式中存在的漏洞。
關鍵詞:高中化學;化學平衡原理;方式探究
學生在化學學習的過程中,本身就存在著很多問題,因化學知識的抽象性,導致學生不能直觀的理解、掌握知識內容。所以,教師在進行相關知識的教學中,不能一味進行理論知識的講解,而是要深入的解析化學知識,幫助學生建立完善的知識體系,從而更好地進行以后的知識教學。
一、 化學平衡狀態的含義及其簡單概述
高中階段的化學課程,化學平衡原理貫穿整個化學知識體系,學生要充分理解和掌握化學平衡原理的定義及其內容,這能夠在一定程度上促進學生化學成績的提高。化學平衡原理即,在一定條件下的可逆反應里,正反應速率與逆反應速率相等(但并不為0),所有參加反應的物質(處于同一反應體系)的質量或是濃度始終保持一個恒定的狀態,就是我們所說的化學平衡狀態。熟悉和掌握化學平衡反應原理,學生能夠掌握一定的解題技巧,提高解題效率。
(一)平衡狀態的可逆
反應物和生成物同時處于這一反應中,實現平衡時,反應物和生成物的量不會被完全消耗,即處于平衡狀態時的化學反應屬于可逆反應。如果學生需要判斷化學平衡狀態的方程式,學生就可根據這一特點直接排除不可逆的方程式,提高學生的解題效率。
(二)平衡狀態的相等
可逆反應處于平衡狀態時,同一物質的正反應速率和逆反應速率是相等的,或者不同物質的正逆速率之比等于化學計量數之比。根據這一特點,學生就可初步判斷化學反應已經處于平衡狀態,此時,就可以利用化學平衡原理的知識去解題。
二、 判斷化學平衡原理的簡單分析
(一)可逆反應判定法
如果一個化學反應中會生成有色物質或是在有色物質的參與下,當生成的物質顏色處于恒定狀態且不會再改變時,就可判斷其處于平衡狀態。如化學反應:2NO2N2O4。此時,加入相關反應的試劑,平衡發生移動,若顏色不再發生改變,就可判定達到化學反應平衡。
(二)液體和固體
如果在可逆反應中有液體和固體的參與,那么在我們要判斷其是不是達到平衡狀態時,就需要根據其他特征來做出判斷。因在剛達到平衡狀態的情況時,外部條件的隨意改變,就會導致這個反應情況產生變化,無法保持原有狀態。所以,如果想對這個反應情況做出判斷,就要使用化學平衡移動的原理,通過觀察生成物和反應物的量有沒有產生變化,從而判斷其有沒有達到平衡狀態。
(三)溫度
溫度在化學平衡的判斷過程中,也是十分重要的一個判斷因素。溫度在可逆反應的過程中是會產生變化的,在不能進行熱交換的體系中進行反應,當溫度不再變化時,可判斷反應達到平衡狀態。所以,在判斷化學平衡狀態是否到達時,體系溫度的變化也是一個重要影響的因素。
三、 高中化學教學中化學平衡原理的巧用
(一)科學判斷
解題過程中,可通過科學的方式能判斷化學反應是否處于平衡,能夠提高學生解題的準確性。巧用化學平衡原理能夠幫助學生更好地掌握化學平衡的本質。如果化學反應物質會發生了顏色變化,物質的顏色也會根據反應程度產生相應的變化;如果停止變化,就可初步判斷反應已經達到了平衡。需要明確的一點是,由于化學反應會受到外界環境的影響,對其是否達到平衡狀態的評判標準也是不同的,需要對多種影響因素進行綜合考慮。如該化學反應處于一個相對封閉的恒定量空間,對于兩邊氣體體積之和不等的反應,如果空間內的壓強不再變化,就可初步確定化學反應達到平衡,降低了根據氣體狀態進行做進一步判斷的難度,提高學生答題的準確性。如氮氣和氫氣的進行反應時,其化學反應方程式為:N2+3H22NH3(高溫高壓催化劑),如果該實驗在隔熱容器中進行,溫度、壓強等不再發生變化,就可初步判斷化學反應達到平衡。
(二)平衡移動
在一定條件下,如果受到外界環境的影響,原來的平衡狀態會被破壞,并會產生新的平衡,Qc也會隨之改變。根據化學平衡原理,反應過程中的產物濃度積與反應濃度積的比值會產生新的變化,建立新的平衡。如工業制氨氣,一般是通過氮氣和氨氣的反應取得的,這是一種可逆反應,在高壓環境條件下,使反應向正反應方向移動,提高反應物的轉化率。
四、 化學平衡原理的應用總結
在解題過程中,利用化學平衡原理的特點可以有效地排除題目給出的錯誤選項,提高學生的解題效率。化學平衡原理特點簡單總結為以下幾點:
“逆”,化學反應的過程中會有生成物和反應物,即使反應結束也不會再發生消耗的現象,解題時直接可把非可逆化學反應直接排除掉,節省做題時間。
“等”,在化學反應中,逆反應速率與正反應速率是相等的。
“動”,化學平衡反應實際上是一個動態平衡的過程,一旦達到平衡就不再存在“動”的特點,不管是正反應還是逆反應,化學平衡反應狀態始終是保持同步的。
“定”,在可逆反映中,如果混合物的各個成分的比例是不變的,就可判斷該化學反應已經達到了平衡狀態。
“變”,在反應的過程中,如果外界條件發生變化,如溫度變化、容器體積變化等,就會直接打破化學反應的平衡狀態,此時,在解題時就要緊扣題目中的關鍵信息,判斷是否發生變化。
恒溫、恒容或是定溫、定壓對解題有著至關重要的作用,在恒溫、恒容的條件下化學反應達到平衡,若是注入惰性氣體就會影響容器內壓強的變化,如果氣體內的分壓不變,就不會對化學平衡產生影響。
五、 結語
綜上所述,在學習高中化學知識的過程中,化學平衡原理知識的學習是整體化學知識學習中的重難點,是學生必須靈活掌握的重要內容。所以,教師需要深入的解析化學平衡原理知識的含義,找出適合的教學方式,來促進學生在高中化學知識的學習中靈活的運用化學平衡原理知識,幫助學生能夠更加深入的進行化學知識學習,從而提高教學效果、教學效率和教學質量。
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作者簡介:
樊春潮,湖北省襄陽市,襄陽三中。