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高中化學中對化學平衡原理的巧用研究

2020-06-28 19:21龔哲杞
大眾科學·下旬 2020年7期
關鍵詞:化學平衡高中化學

龔哲杞

摘 要:隨著課程改革的推進與核心素養培養的要求,成績已不再是衡量學生學習效果的唯一指標,學生的思維能力、學習能力等綜合素養才是教學和學習的重要內容。高中化學屬于重要的高中理科課程之一,相對于初中階段化學知識,學習范圍和難度都有所提高。在高中化學教學之中化學平衡原理是其中的重點,同樣也是難點,該原理會幫助學生梳理化學反應的一般規律以及化學反應的實質?;瘜W平衡原理在當下的考查中也是一項重要的考點,涉及到的題型也不確定。所以要想提升成績并掌握好高中化學就一定要充分理解化學平衡原理以及一些具體的應用技巧。

關鍵詞:高中化學;化學平衡;平衡原理

引言

德國著名的教育學家第斯多惠曾提出:“一個懂得傳遞知識的教師只是一個合格的教師,一個教學過程中能夠創造知識,并且引導學生自覺發現知識的教師才是一個優秀的教師?!笨梢哉f,教育不僅僅是知識的傳遞,教師也不只是一個知識傳遞的中介。教學是一門高級藝術,教師只有掌握了課堂教學這門藝術,才能提高課堂教學的質量。

一、高中化學中對化學平衡原理的理解

在化學的課堂教學時,教師可以利用化學平衡原理相關主題,說明化學平衡原理應用技術,以便更好地歸納和總結化學平衡的特點,將化學平衡原理應用技術準確傳授給學生,讓他們在學習中應用這些技術,從而提高對平衡知識的理解度和解決問題的效率。學生要掌握化學平衡原理,必須重點理解以下幾個詞的本質。

(一)、化學平衡的研究對象是可逆反應,因此,標題中的一些化學式如果不是可逆反應,就可以直接排除,這與均衡反應完全無關。

(二)、“等”根據化學平衡原理的意義,教師強調反應過程中正反應速率和逆反應速率相等,并且速率不等零,掌握這種關系也能判斷化學反應是否平衡。例如在實驗中,如果反應物的溶解速度等于生成物的生成速度,那么該反應就達到了平衡狀態。

(三)、“定”是任何可逆反應,如果發現反應物、生成物混合物中各種成分所占的比例沒有變化,可以說化學反應達到平衡。所謂比例包含物質的量百分比、體積分數百分比、濃度百分比等。

(四)、化學平衡是動態的,在化學反應過程中,物質的濃度、容器體積、外部溫度、容器壓強、催化劑添加等外部條件發生變化時,這些條件會打破外部的化學平衡,導致正反應速率、逆反應速率的變化。因此,學生必須仔細觀察題目,理解外部條件的影響。

二、高中化學中對化學平衡原理的巧用策略

(一)、準確判定平衡狀態

在使用該原理解決化學習題的時候看化學反應是不是處在一個平衡狀態之中是非常重要的一個條件。通常情況下是針對其反應物的濃度實施計算,要是整個濃度不再產生變化的時候就可以依據該平衡原理判斷整個化學反應處于一個平衡狀態之下,對此學生們應該要熟練使用該反應物濃度的計算。要是出于可逆反應的時候也是可以以一些宏觀反應為基礎去判斷平衡狀態。例如:一些有顏色的反應物在發生化學反應的時候可以根據整個過程中的顏色去判斷,要是顏色深淺不再產生變化的時候就是處于平衡狀態。但是這種平衡狀態一般都很難保持,很多因素都會導致其被破壞掉,比如溫度是維持平衡狀態一個非常重要的因素,但是實際反映過程中經常會發生溫度變化,這時候要是溫度達到一個穩定的狀態時,就可以判定平衡。

(二)、巧用其他條件

(1)有氣體參與的化學平衡反應的運用。在高中化學學習中,在化學反應中,如果反應物和生成物都為氣體的情況下,而且反應前后氣體的分子數目發生改變,這種情況下則需要運用質量守恒定理,即M=m/n來進行解答,其中已知M不變的話就說明該反應達到平衡狀態。比例在N2+3H2=2NH3化學反應過程中,平均摩爾質量M保持不變,因此該反應達到平衡狀態。但在化學平衡反應中當有氣體參與時,還會存在個例,即反應前后氣體分子數保持不變,M也保持不變,這種情況下則無法說明該化學反應達到平衡狀態。因此,在化學平衡原理運用時需要掌握具體的條件。

(三)、有氣體液體發生的反應

對于有氣體發生的反應,當進行反應的反應物和生成物全都是氣體,并且反應前后的分子數目有變化時,那么學生可以根據已經學習過的質量守恒定律以及公式,即平均摩爾質量M不變,根據公式M=m總/n總,就可以判斷該反應是否達到了平衡的狀態。例如,在生成物、反應物全為氣體的N2+3H2=2NH3的反應中,因為是純氣體的化學反應,一旦在這個反應過程中其平均摩爾質量是一定的,就可以證明這個反應已經達到了平衡狀態。需要注意的是,如果在反應前后氣體的分子數目是不固定的,那么雖然平均摩爾質量不變,也不能夠說明這一反應是否處于平衡狀態。而對于有液體或固體產生的反應,不論氣體的體積在反應前后是否相等,其摩爾質量都是不變的,那么就能夠說明這個反應達到了平衡狀態。當然,也有一些特殊的情況,例如CO和H2發生反應之后會生成H2O和C,這時雖然混合氣體的平均摩爾質量是不變的,為15g/mol,但是并不能說明已經達到了平衡狀態,反而當其平均摩爾質量不再等于15g/mol時,并且CO和H2物質的量相等時,才能夠說明這個反應達到了平衡狀態。

(四)、合理利用化學平衡常數解題

在實際化學學習中,學生學生還要通過利用化學平衡常數來進行解題,即根據化學平衡常數大小來正確判斷可逆反應程度,這其中當化學平衡常數變大情況下,則反應會朝著正方向進行,相反,該反應會向著逆方向進行。

(五)、定期進行教學檢測與反思

為確保學生的學習效率,教師應定期進行教學檢測,可以使用當堂檢測和課后檢測的形式,也可以通過考試的形式。教師應根據學生的答題情況,掌握學生對知識的理解程度,對在學習中遇到障礙的學生予以幫助,并以此為基礎調整教學方案和教學計劃。教師也要對自身的教學進行反思,適當調整教學計劃和教學方法,幫助學生更好地適應高中化學課程的學習。

結束語

化學反應平衡移動的實質就是向反應速率較大的方向移動,因此可以從改變反應物、生成物濃度,改變壓強、溫度等方面考慮。需要注意的是,添加催化劑會使得正逆反應同時、同倍數地加速,因此,反應速率始終恒定,化學平衡不發生移動。

參考文獻

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