變化觀念與平衡思想在高中化學教學中的滲透

曾賽欽

（福建省莆田第一中學，福建莆田 351100）

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，從而實現教學目標，促進學生學科核心素養不斷發展。

一、注重反應規律剖析

“能認識物質是運動和變化的，知道化學變化需要一定的條件，并遵循一定規律”是變化觀念與平衡思想中的一項內容。通過對這一內容的解讀，教師應在教學中將理論與實際聯系起來，為學生講解發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及條件[1]。同時，為進一步加深學生對氧化還原反應規律的理解，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

氧化性是物質得電子的能力。物質間要想發生氧化還原反應，需遵循氧化還原反應規律，即一種物質能夠從另一種物質中獲得電子，或者較另一種物質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-發生反應，故B項反應能夠發生。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化規律，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，如下題。

NO和N2O發生反應能夠生成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（ ）。

圖1

A.每生成1mol的N2，轉移電子4mol

“紅色文化”是學術界研究的熱點，目前紅色文化還沒有統一的定義，雖然它的概念內涵有爭議，但是并沒有妨礙紅色文化在實踐育人中的功能發揮。紅色文化是馬克思主義中國化進程中的第一個新文化形態，是中國共產黨的寶貴精神財富和巨大精神優勢，是中華民族永葆旺盛斗志和進取精神的強大動力，是培育社會主義核心價值觀的精神寶庫。本文從以下幾個方面對紅色文化的內涵做詳細的分析。

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)；ΔH=-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，根據題意可知，發生的反應為NO+N2O=N2+NO2，生成1mol N2轉移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；由反應放熱的本質可知，D項表述正確。綜上所述，只有A項錯誤。

三、講解反應調控規律

變化觀念和平衡思想要求學生“認識化學變化有一定限度，是可以調控的”。為使學生理解這一層面的內容，教師在教學中應結合具體教學內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，一些物質的參數將不會發生變化，即達到了化學平衡。為考查學生對化學反應調控規律的理解程度，教師可要求學生結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）；ΔH＞0。每次僅改變一種條件，且用X表示，測得CH4平衡時的轉化率φ和X之間的關系如圖2所示，則（ ）。

圖2

A.若X為溫度，φ的變化為曲線N

B.若X為壓強，φ的變化為曲線M

C.若X為n（H2O），則φ的變化曲線為N

D. X為投料n（CH4）與n（H2O）的比值時，φ的變化為曲線N

化學反應達到平衡后，相關物質的參數不再發生變化。但通過改變條件可對平衡進行調控，使其正向或逆向移動。由題干創設的情境可知，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增多的反應，增大壓強X，反應逆向移動，φ的變化曲線為N；增加H2O的物質的量，平衡正向移動，φ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φ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容，強調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，掌握動態地分析化學反應的相關細節，尤其要結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（ ）。

圖3

A.反應的ΔH＜0

B.體系的總壓強：p（Ⅰ）＞p（Ⅲ）

C.平衡常數：K（Ⅰ）＜K（Ⅱ）

D.T1溫度時，Ⅳ點所處的狀態中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，為氣體分子數增多的反應，因此，體系的總壓強滿足p（Ⅰ）＜p（Ⅲ）；I點溫度低于Ⅱ點溫度，因此，平衡常數K（Ⅰ）＜K（Ⅱ）；T1溫度時，Ⅳ點c（CO2）的量較平衡時小，表明反應需要逆向進行才會達到平衡，即v（正）＜v（逆）。綜上所述，只有C項正確。

結 語

綜上所述，教師應認真剖析化學核心素養與教學內容之間的聯系，做好授課準備，靈活運用多種教學方法，注重培養學生的變化觀念與平衡思想，做好對化學反應規律、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。