變化觀念與平衡思想在高中化學教學中的滲透

摘 要：變化觀念與平衡思想是高中化學學科核心素養(yǎng)的重要構成內(nèi)容。在教學過程中，教師加強對這一素養(yǎng)的培養(yǎng)，不僅能使學生更好地理解與掌握所學知識，還能為其靈活運用所學知識分析化學反應提供良好的指引。在教學活動中，教師應做好充分的準備，讓學生通過自主學習，掌握化學變化觀念與平衡思想的知識;有針對性地設計教學內(nèi)容，指導學生高效掌握所學知識，從而培養(yǎng)學生的變化觀念與平衡思想。

關鍵詞：變化觀念;平衡思想;高中化學

中圖分類號：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2095-9192（2021）33-0072-02

引 言

《普通高中化學課程標準（2017年版）》中關于變化觀念與平衡思想的內(nèi)容共涵蓋四個層面。為將其更好地滲透在教學過程中，教師應聯(lián)系對應的化學知識，通過對理論與例題的講解，加強認識，加深理解，從而實現(xiàn)教學目標，促進學生學科核心素養(yǎng)不斷發(fā)展。

一、注重反應規(guī)律剖析

“能認識物質(zhì)是運動和變化的，知道化學變化需要一定的條件，并遵循一定規(guī)律”是變化觀念與平衡思想中的一項內(nèi)容。通過對這一內(nèi)容的解讀，教師應在教學中將理論與實際聯(lián)系起來，為學生講解發(fā)生在生活中的氧化還原反應，使其把握氧化還原反應的本質(zhì)及條件[1]。同時，為進一步加深學生對氧化還原反應規(guī)律的理解，教師可以與學生一起分析如下問題。

在酸性溶液中，Co2O3可被還原成Co2+，其中I2、FeCl3、Cl2、Co2O3的氧化性依次增強。則在水溶液中，以下反應無法進行的是（? ? ）。

A.2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+

B.FeI2+Cl2=I2+FeCl2

C.Co2O3+6HCl=2CoCl2+Cl2↑+3H2O

D.6FeI2+3Cl2=4FeI3+2FeCl3

氧化性是物質(zhì)得電子的能力。物質(zhì)間要想發(fā)生氧化還原反應，需遵循氧化還原反應規(guī)律，即一種物質(zhì)能夠從另一種物質(zhì)中獲得電子，或者較另一種物質(zhì)吸引電子的能力更強。A項中，氧化性強弱關系為2Fe3+>I2，還原性強弱關系為I->Fe2+，能夠發(fā)生。Cl2氧化性強于Fe2+、I-，但如果Cl2較少，則其首先和還原性更強的I-發(fā)生反應，故B項反應能夠發(fā)生。Co2O3可將Cl-氧化成Cl2，C項正確。D項中，因還原性I->Fe2+，因此，Cl2先氧化I-再氧化Fe2+，反應無法發(fā)生。

二、深化反應能量認識

高中化學教學中，為使學生掌握化學反應中的能量轉(zhuǎn)化規(guī)律，教師應注重運用多媒體技術，使學生更好地把握化學反應能量變化的本質(zhì)，如下題。

NO和N2O發(fā)生反應能夠生成NO2和N2，反應過程中的能量變化如圖1所示，則以下推斷不正確的是（? ? ）。

A.每生成1mol的N2，轉(zhuǎn)移電子4mol

B.反應物能量之和較生成物能量之和大

C.NO（g）+N2O（g）=N2（g）+NO2（g）;?H=-139kJ·mol-1

D.斷鍵吸收能量之和比成鍵釋放能量之和小

化學反應不僅有新物質(zhì)生成，而且在反應過程中有能量變化。解題過程中，學生需要看懂能量變化圖，理解縱橫軸表示的含義。A項，根據(jù)題意可知，發(fā)生的反應為NO+N2O=N2+NO2，生成1mol N2轉(zhuǎn)移2mol電子，錯誤。B項，由圖1可知反應物能量之和大于生成物能量之和，反應放熱，正確。C項，由圖1可知，209kJ·mol-1-348kJ·mol-1=-139kJ·mol-1，正確;由反應放熱的本質(zhì)可知，D項表述正確。綜上所述，只有A項錯誤。

三、講解反應調(diào)控規(guī)律

變化觀念和平衡思想要求學生“認識化學變化有一定限度，是可以調(diào)控的”。為使學生理解這一層面的內(nèi)容，教師在教學中應結(jié)合具體教學內(nèi)容在課堂上為學生做相關的演示實驗，增強課堂趣味性的同時，深化學生對化學反應的認識：很多化學反應是可逆的，而且達到一定的限度后，一些物質(zhì)的參數(shù)將不會發(fā)生變化，即達到了化學平衡。為考查學生對化學反應調(diào)控規(guī)律的理解程度，教師可要求學生結(jié)合自己的理解分析如下問題。

使用如下反應可制備H2：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）;?H>0。每次僅改變一種條件，且用X表示，測得CH4平衡時的轉(zhuǎn)化率和X之間的關系如圖2所示，則（? ? ?）。

A.若X為溫度，的變化為曲線N

B.若X為壓強，的變化為曲線M

C.若X為n（H2O），則的變化曲線為N

D. X為投料n（CH4）與n（H2O）的比值時，的變化為曲線N

化學反應達到平衡后，相關物質(zhì)的參數(shù)不再發(fā)生變化。但通過改變條件可對平衡進行調(diào)控，使其正向或逆向移動。由題干創(chuàng)設的情境可知，給出的化學反應為吸熱反應，隨著X溫度的增加，平衡正向移動，值增加，對應曲線M;此化學反應為氣體分子數(shù)增多的反應，增大壓強X，反應逆向移動，的變化曲線為N;增加H2O的物質(zhì)的量，平衡正向移動，會增加，對應曲線M;X為n（CH4）/n（H2O）時，相當于增加了CH4的量，平衡雖然正向移動，但的值是減小的，對應曲線N。綜上所述，只有D項正確。

四、多角度分析化學反應

“能夠多角度動態(tài)地分析化學反應，運用化學反應原理解決實際問題”是變化觀念與平衡思想最后一個層面的內(nèi)容，強調(diào)了提高學生分析與解決問題的能力。在教學過程中，教師要鼓勵學生做好訓練總結(jié)，掌握動態(tài)地分析化學反應的相關細節(jié)，尤其要結(jié)合不同化學反應的特點，靈活地運用勒夏特列原理進行分析。教師可以在課堂上組織學生圍繞以下習題開展訓練活動。

向兩容積均為1L的恒容密閉容器中加入足量相同的碳粉，之后分別加入0.1mol和0.2mol的CO2，在不同溫度條件下發(fā)生反應：CO2（g）+C（s）?2CO（g），平衡時，c（CO2）隨溫度的變化如圖3所示，則以下判斷正確的是（? ? ?）。

A.反應的?H<0

B.體系的總壓強：p（Ⅰ）>p（Ⅲ）

C.平衡常數(shù)：K（Ⅰ）

D.T1溫度時，Ⅳ點所處的狀態(tài)中v（正）>v（逆）

兩條曲線均隨著溫度的增加呈下降趨勢，表明反應達到平衡時，c（CO2）含量降低，轉(zhuǎn)化率增加，由勒夏特列原理可知反應為吸熱反應;Ⅰ點和Ⅲ點在同一曲線上，從Ⅰ點到Ⅲ點平衡正向移動，為氣體分子數(shù)增多的反應，因此，體系的總壓強滿足p（Ⅰ）

結(jié)? 語

綜上所述，教師應認真剖析化學核心素養(yǎng)與教學內(nèi)容之間的聯(lián)系，做好授課準備，靈活運用多種教學方法，注重培養(yǎng)學生的變化觀念與平衡思想，做好對化學反應規(guī)律、能量、化學反應限度、化學平衡知識的講解，并配合相關習題的訓練，使學生形成變化觀念與平衡思想。

[參考文獻]

[1]韓琳慧.基于變化觀念與平衡思想的“化學反應限度”教學設計[J].求知導刊，2021（11）：67-68.

作者簡介：曾賽欽（1979.11-），女，福建莆田人，本科學歷，中學一級教師。