摘 要: 正確判斷動態平衡的移動方向是高中化學中的一大難點。在教學中作者發現解釋動態平衡移動的“勒夏特列原理”和牛頓的“慣性定律”具有高度一致性,如果用同學們都熟悉的“慣性”判斷動態平衡的移動,就會使深奧的動態平衡移動問題變得通俗易懂。
關鍵詞: 慣性 動態平衡 移動 高中化學教學
中學化學中的動態平衡包括:化學平衡、電離平衡及鹽類的水解平衡三類平衡。在外界條件改變時動態平衡都要發生移動,正確判斷平衡移動方向是學生學習、解決動態平衡問題的一大難題,那么怎樣才能讓學生學會快速簡便地判斷動態平衡的移動方向是每位教師都值得探討和深思的問題。
在教學中,我發現了牛頓第一定律,即慣性定律)與勒夏特列原理有一定的相似性。牛頓的“慣性定律”:一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態直到有外力迫使它改變這種狀態為止。“勒夏特列原理”,即化學平衡移動原理):如果改變影響平衡移動的一個條件(如溫度、濃度、壓強等)平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。(也就是說如果沒有外界條件的改變,那么平衡體系將永遠保持它原來的平衡狀態。)通過相互對照,我們不難發現“勒夏特列原理”與牛頓的“慣性定律”具有高度一致性,那么如果直接用“慣性”去解釋動態平衡的移動,就會讓學生對本感深奧的化學問題突然變得通俗易懂,再不會被“向左”還是“向右”(“正向”還是“逆向”)移動的問題攪得焦頭爛額。因為對于“慣性”(物質保持原來狀態的性質)一詞,同學們從八年級就已經熟悉,譬如“靜止的車突然往前行,人往后倒”的道理人人都懂是由于慣性的原因。事實上,處于動態平衡中的所有粒子也存在慣性,那么我們將這個人人都懂的道理應用于陌生的動態平衡分析,會讓學生很快理解并掌握,下面我通過實例分別用慣性分析化學平衡、電離平衡及鹽類水解平衡的移動。
2.溫度
如果外界升高溫度,平衡體系就向降低溫度(吸熱)的方向移動從而減小改變程度。由于合成氨反應是放熱反應,因此升高溫度化學平衡就向逆反應方向移動。反之,降低溫度化學平衡向放熱的方向移動以減小改變程度。
3.壓強
氣體分子數目的多少直接影響氣體壓強的大小,分子數目越多壓強越大。增大壓強,則平衡向降低壓強的方向移動,即分子數(或體積)減小的方向移動。例如對合成氨反應,如果增大壓強平衡就向分子數減小(氣體體積縮小)的正反應方向移動。反之,減小壓強平衡就向氣體體積增大的方向移動。
總之,解決動態平衡的移動問題是大多數高中生都很頭疼的問題,如果將抽象的化學問題用學生熟悉的“慣性”去解釋,這樣就能讓學生快速掌握判斷動態平衡移動方向的技巧,從而提高學生學習化學的興趣。