“等效平衡”是中學化學教學中的重點和難點,等效平衡問題由于其涵蓋的知識豐富,考察方式靈活,對思維能力的要求高,一直是學生們在學習和復習“化學平衡”這一部分內容時最大的難點,很多學生在接觸到這一問題時,往往有一種恐懼感,信心不足,未戰(zhàn)先退。實際上,只要將等效平衡概念理解清楚,加以深入的研究,運用概念圖就能很好地幫助學生理解和解決這類題。
概念圖是將有關某一主題不同級別的概念或命題置于方框或圓圈中,再以各種連線將相關的概念和命題連接,形成關于該主題的概念或命題網(wǎng)絡。這種把概念之間的意義聯(lián)系以科學命題的形式有機地聯(lián)系起來的空間網(wǎng)絡結構圖叫概念圖。概念圖包括節(jié)點、連線、層級和命題4個基本要素。節(jié)點表示概念;連線表示概念之間的陳述;命題是概念之間通過某個連接詞而形成的意義關系;層級可有兩層含義:第一是指同—層面中的層級結構,即同一知識領域中的概念依據(jù)其概括性水平不同而分層排布,概括性最強的主級概念位于最上層,從屬的逐級放在其下,而最下層為例證;第二是不同層面的層級結構,即不同知識領域的概念圖可以就某一概念實現(xiàn)超鏈接。
等效平衡的內涵:在一定條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,同一可逆反應體系,不管是從正反應開始,還是從逆反應開始,在達到化學平衡狀態(tài)時,任何相同組分的百分含量(體積分數(shù)、物質的量分數(shù)等)均相同,這樣的化學平衡互稱等效平衡(包括“相同的平衡狀態(tài)”)。
等效平衡的外延是它的分類,即不同類型的等效平衡以及其前提條件,這在具體的解題過程中有更廣泛的應用。我們可用概念圖來表示,有利于學生理解和記憶。
例:以反應:aA(氣)+bB(氣)cC(氣)+dD(氣) 為例,對不同的起始狀態(tài),通常假定反應逆向或正向進行到底,將所得物質的量與標準狀態(tài)比較,概念圖如下:
等效平衡問題的解答,關鍵在于判斷題設條件是否是等效平衡狀態(tài),以及是哪種等效平衡狀態(tài)。要對以上問題進行準確的判斷,就需要牢牢把握概念的實質,認真辨析。明確了各種條件下達到等效平衡的條件,利用概念圖進行等效變換,等效平衡問題就能迎刃而解了。例:在一體積不變的密閉容器中投入1 mol PCl5,在200℃時發(fā)生反應:PCl5(氣)?葑PCl3(氣)+ Cl2(氣) ,平衡時PCl5的體積分數(shù)為m%,①若反應從逆反應開始,平衡時PCl5的體積分數(shù)仍為m%,則開始時應投入PCl3和Cl2各多少mol?②若開始時投入2 mol PCl5,平衡時PCl5的體積分數(shù)為n%,則m與n的大小關系如何?
解析:第①問由概念圖中直接可找出:投料應相同,則應投入PCl3和Cl2各1mol。
第②問可運用概念圖作等效變換。
在變化1中PCl5的體積分數(shù)仍為m%,變化2中容器壓縮,平衡左移,所以m 在學習時注意思維的等價性與變換性。等價性是指在解題過程中可將題目信息進行等價轉換,將已知條件加工成自己熟悉的可理解的信息,以便于求解;變換性是指當解題思路受阻時,及時變換思維角度,以便于求解。 從上述的分析可以看出:解等效平衡的題,關鍵在于理解概念,判斷等效平衡的類型和條件。只要在這個關鍵問題上思路正確,就能采用概念圖作等效變換對平衡移動的知識做出正確的解答。