高中化学教学中化学平衡原理的应用探析

时间:2019-09-27

　　摘要：在高中化学学习中, 化学平衡原理是难点也是重点内容, 该原理可反映化学的本质, 能够让学生对化学反应蕴含的规律进行总结与归纳。而实际上, 学生要熟练掌握这一原理具有一定难度, 严重时甚至会打击学生学习化学的信心。文章主要针对化学平衡原理的应用进行分析, 以帮助学生掌握化学平衡原理的知识和运用技巧。

　　关键词：高中化学; 化学平衡原理; 化学反应; 学习技巧;

　　在化学反应过程中, 待化学反应达到一定程度的时候, 没有继续出现反应现象, 而反应物和生成物处于逐渐稳定的状态, 即被称为化学平衡, 其实质是指化学本身蕴含的规律性。在这些化学反应过程中, 反应物与生成物都不会发生数量变化, 但却会以其他的物质形态而存在。由此可见, 化学平衡这一原理在本质上类似于质量守恒原理。这部分化学知识在高中化学知识体系中占据着重要地位, 大纲要求学生能够对这一原理进行理解, 并掌握其应用技巧。

　　一、化学平衡状态的判断技巧

　　1. 基于化学平衡的基本概念

　　学生要理解化学平衡知识点, 其重难点都在于判断化学反应的平衡状态。而判断方法有多种, 以化学平衡基本概念入手是其中的一种方法。在某一特定条件下发生的一种可逆反应, 其正、逆的反应速率是相等关系, 即在V正=V逆的情况下, 可认为该化学反应处于平衡状态。在某些化学反应中, 会涉及参与反应物质的相关浓度变化计算, 这就要求学生能够掌握这一计算方法, 去判断化学平衡状态。例如, 在制取二氧化碳的化学反应中, 其化学方程式分别含有氯化钙与稀盐酸, 若是两者浓度都不再发生变化, 即可表明该化学反应处于平衡状态。

　　2. 有色物质参与可逆反应的判断

　　在判断化学平衡状态时, 也可从可逆反应的具体现象来入手, 尤其是有色物质参与化学反应的情况下, 更利于学生去判断。若是某个参与反应的物质有颜色, 那么该化学物质的颜色会随着化学反应的进行而出现变化, 一旦变化停滞或消失, 则可判断该化学反应是平衡状态。例如, 在化学反应4HCl (浓) +Mn O2=Mn Cl2+Cl2+2H2O中, 其等号两端的化学方程式都存在有色物质。在这个化学反应中, 若是生成的氯气呈现的黄绿色没有再随着时间变化而变化, 则可判断该化学反应已经达到平衡状态。在教学这部分的判断方法及技巧之后, 教师可借助更多的类似题目来巩固学生所学知识, 并锻炼其类推能力。例如, 在化学反应3Cu+8HNO3 (稀) =3Cu (NO3) 2+2NO+4H2O中, 其生成的NO的颜色若是没有再发生变化, 则可认为这一化学反应处于平衡状态。

　　3. 基于化学反应环境的不同

　　除了上述两种判断方法, 也要依据化学反应环境的不同, 灵活采用相对应的判断标准。若是在密闭恒定容量容器中发生了化学反应, 那么容器内的气体压强没有再出现变化的时候, 可认为该容器内处于化学平衡状态。而教师在教学的过程中, 也要注意讲解客观因素 (如温度) 对化学平衡状态的影响, 让学生更全面地掌握相关知识。如果化学反应出现吸热或者放热情况, 那么学生可结合温度变化予以判断。若是温度趋向稳定, 那么表明化学反应慢慢处于平衡状态。在三氧化二铁和铝的化学反应中就很容易受外界温度影响, 一般需要在高温环境下进行化学实验, 且其化学反应会释放大量的热量。因此, 学生在观察这一化学反应时, 应该明白温度趋向稳定时, 即意味着其处于化学平衡状态。

　　二、化学平衡原理解题技巧的例题分析

　　化学平衡原理虽然看似简单, 但是在实际运用中, 学生却依旧难以对其进行很好的理解和掌握。下面以一道与化学平衡原理相关的题目为例, 探讨学生在化学平衡原理学习中容易犯的错误, 并分析正确的解题方法。例题:在恒温的状态下, 在某固定容器内进行化学实验, 其发生的正化学反应为2NO2→N2O4, 这一正反应可以释放热量, 待化学平衡后, 如果分别单独改变以下条件, 等到重新达到化学平衡状态之后, 可以减少平衡混合气体相对分子质量。有四个答案选项, 其中三个分别是通入N2、NO2、N2O4, 而最后一个选项则为升高温度。学生在思考和解答该题时, 容易陷入解题误区而选择NO2这个答案。这部分学生认为, NO2的通入会增大其体积分数, 结合化学平衡原理可知, 平衡趋向减弱状态, 但不会彻底消失, 可得出NO2的体积分数增大的结果, 进而得出气体相对分子质量下降的结论。只是题干中提示了其化学反应物仅为一种, NO2的通入会引起压强上升, 而化学平衡却会以右边为转移方向, 在这样的情况下, NO2的体积分数下降, 而混合气体相对分子质量却反增。而通入N2, 平衡不会出现移动, 但是其相对分子质量却会比通入NO2时的相对分子质量更小。综合可知, 这一题目应该得出答案为N2, 而学生需要继续思考, 在升温前提下, 化学平衡的转移方向为生成二氧化氮的方向, 也就是发生吸热现象的方向。在这个过程中, 相对分子质量会下降, 学生可以此得出正确答案。

　　三、结束语

　　总之, 教师应该重视化学平衡原理这个重难点内容的有效教学, 引导学生掌握化学平衡原理这一知识点, 促使学生掌握应用化学平衡原理的方法, 增强其解答相关化学问题的能力, 从而实现化学课堂教学效率的大幅提升。

　　参考文献
　　[1]修凤艳, 马颜红, 王梅.“化学平衡理论”的教学思考[J].中学化学教学参考, 2017 (10) .
　　[2]经志俊.基于学生发展核心素养的“化学平衡的移动”单元教学创新设计[J].化学教学, 2017 (01) .

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