高中化學(xué)中對化學(xué)平衡原理的巧用研究

王一帆(安徽省南陵中學(xué),安徽　蕪湖　340200)

高中化學(xué)中對化學(xué)平衡原理的巧用研究

王一帆(安徽省南陵中學(xué),安徽蕪湖340200)

相對于初中化學(xué)而言，高中化學(xué)所涉及的內(nèi)容更加廣泛，難度也隨之提高。高中化學(xué)中的化學(xué)平衡知識是教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，在高考的化學(xué)卷面考試中它的分值也占著較高的比重。要解決化學(xué)平衡的相關(guān)問題，高中生就需要掌握一些判斷方法及與其相關(guān)的解題技巧，例如平衡法，差量法等等。化學(xué)等效平衡法是研究化學(xué)平衡原理的最主要，最有效的研究方法。作者結(jié)合高中化學(xué)教材內(nèi)容分析，歸總一些解答化學(xué)平衡原理的技巧，以幫助高中生深入的理解化學(xué)平衡原理的內(nèi)涵。

高中化學(xué)；化學(xué)平衡的判斷；方法與技巧

所謂的化學(xué)平衡原理，又稱為“勒夏特列”原理，是指在宏觀化學(xué)反應(yīng)條件下，進(jìn)行的正逆反應(yīng)速率相等的可逆反應(yīng)?？此坪啙嵉亩x描述，應(yīng)用起來會(huì)出現(xiàn)各種各樣的疑難困惑。為了使學(xué)生在解決化學(xué)平衡問題時(shí)能恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)用相關(guān)技巧，提高高中生學(xué)習(xí)高中化學(xué)的興趣，輕松的解決化學(xué)習(xí)題中的難點(diǎn)。作者憑借多年的化學(xué)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在本文中總結(jié)了一些高效的技巧和方法，以供高中化學(xué)教師與學(xué)生共同參考借鑒，有效的解決化學(xué)平衡問題，培養(yǎng)高中生的化學(xué)分析問題，以及解決問題的邏輯思維能力。

1　直接判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的技巧

在高中化學(xué)中，化學(xué)平衡是指在一定條件下發(fā)生的可逆反應(yīng)，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率是相等的，而且，反應(yīng)混合物中各組分的濃度不再發(fā)生變化。也可以說，v（正）=v（逆），即為化學(xué)平衡。我們可以根據(jù)化學(xué)平衡的概念去判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡，當(dāng)v（正）=v（逆）時(shí)，有時(shí)涉及到化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)的濃度變化的計(jì)算，有時(shí)候也涉及到化學(xué)鍵的斷裂。例如，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行CO2的制取時(shí)，CaCO3+2HCⅠ=Cacl2+CO2+H2O，當(dāng)化學(xué)方程式兩端的氯化鈣和稀鹽酸的濃度不發(fā)生改變時(shí)，說明化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡。

2　根據(jù)其他方法判斷化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的技巧及解題方法

2.1對于有色物質(zhì)參加或者生成的可逆反應(yīng)體系，當(dāng)物質(zhì)的顏色不發(fā)生改變時(shí)，可判斷化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡，例如：HCL（濃）+MnO2=MnCL2+cl2+H2O的化學(xué)反應(yīng)中，我們可以發(fā)現(xiàn)，化學(xué)方程式兩端都有有色物質(zhì)的參與，當(dāng)生成氣體氯氣的黃綠熱不隨時(shí)間發(fā)生改變時(shí)，我們可以斷定的化學(xué)反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。高中化學(xué)教師應(yīng)該在化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生舉一反三，以此類推的邏輯思維能力。3Cu+8HNO3（?。?3Cu（NO3）2+2NO+4H2O的化學(xué)反應(yīng)中，學(xué)生依然可以根據(jù)一氧化氮的顏色不再發(fā)生改變來判斷該化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡。教師應(yīng)該在對學(xué)生的反復(fù)的練習(xí)中，通過大量的習(xí)題，使學(xué)生掌握在可逆反應(yīng)中，當(dāng)物質(zhì)的顏色不發(fā)生改變時(shí)，可以斷定該化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡這一結(jié)論。

2.2對于恒定容量的容器來說，當(dāng)反應(yīng)體系內(nèi)的氣體總壓強(qiáng)保持不變時(shí)，我們可以確定化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。例如，：4NH3+5O2=4NO2+6H20的化學(xué)方程式中，：根據(jù)我們初中時(shí)期學(xué)習(xí)的質(zhì)量守恒定律可以知道，容器內(nèi)混合氣體的總質(zhì)量不變，容器的體積在化學(xué)反應(yīng)過程中也未發(fā)生任何變化，說明混合氣體的總壓強(qiáng)沒有發(fā)生改變，混合氣體的密度保持不變，此化學(xué)反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。

2.3當(dāng)化學(xué)反應(yīng)中體內(nèi)氣體的平均分子質(zhì)量保持不變時(shí)候，或者反應(yīng)體系內(nèi)的氣體的密度保持不變時(shí)，我們可以肯定的判斷該化學(xué)反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。這里我們依然以4HH3+ 5O2=4NO2+6H2O為例，當(dāng)參加化學(xué)反應(yīng)的氣體的平均分子質(zhì)量保持不變時(shí)，化學(xué)反應(yīng)達(dá)到了平衡。高中化學(xué)教師在教師在教學(xué)中應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，真正化學(xué)反應(yīng)的反例很多，學(xué)生應(yīng)該靈活的運(yùn)用所學(xué)知識，做到具體情況具體具體分析。

2.4根據(jù)圖像解決化學(xué)平衡問題，在圖像分析過程中，教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該使學(xué)生明晰圖像橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)代表的意義；曲線的起點(diǎn)、終點(diǎn)、以及拐點(diǎn)所提示的內(nèi)容；重點(diǎn)的關(guān)注曲線的走向。我們在進(jìn)行中知道，對于一個(gè)化學(xué)可逆反應(yīng)來說，催化劑的參與，環(huán)境溫度的改變均會(huì)使化學(xué)反應(yīng)受到影響，使化學(xué)反應(yīng)向正向進(jìn)行，或者向逆向進(jìn)行。因此，學(xué)生要根據(jù)圖像判定化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡時(shí)候，如果圖像的縱坐標(biāo)是速率時(shí)，注意到曲線的陡峭程度越大，即斜率越大時(shí)候，說明化學(xué)反應(yīng)正在加速進(jìn)行著，當(dāng)達(dá)到某一時(shí)間點(diǎn)，斜率變?yōu)?是，我們可以肯定的判斷，該化學(xué)反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。

2.5根據(jù)化學(xué)反應(yīng)過程中的溫度判定化學(xué)平衡，當(dāng)物質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)候，總會(huì)出現(xiàn)吸熱或者放熱的現(xiàn)象。當(dāng)化學(xué)反應(yīng)是絕熱的體系，當(dāng)參加化學(xué)反應(yīng)體系的溫度恒定不變時(shí)，我們可以斷定化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡。例如，在化學(xué)反應(yīng)2AL+ Fe2O3=AL2O3+Fe的放熱化學(xué)反應(yīng)中，當(dāng)體系的溫度不發(fā)生改變時(shí)，化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡。

3　對化學(xué)反應(yīng)平衡原理的研究

在長期的高中化學(xué)教學(xué)中，通過大量的，與化學(xué)平衡原理相關(guān)習(xí)題的演練，化學(xué)教師憑借多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)歸納化學(xué)平衡的特點(diǎn)，供高中生參考，以提高他們對平衡知識的理解程度，提高做題的效率，以下本文將詳細(xì)的闡述，希望得到高中教師的借鑒，也希望得到專業(yè)人士的指正和點(diǎn)評，使其更為完整。

3.1逆。即化學(xué)平衡反應(yīng)均屬于可逆反應(yīng)，反應(yīng)物與生成物是不可能在化學(xué)反應(yīng)中完全消耗殆盡的。因此高中生在考試中判斷化學(xué)平衡的選擇題時(shí)，如果有出現(xiàn)不是可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式，就可以根據(jù)這一特征直接將無效選項(xiàng)排除，節(jié)約了做題時(shí)間，提高了化學(xué)學(xué)習(xí)效率。

3.2等。當(dāng)化學(xué)反應(yīng)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時(shí)，可以判斷化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡

3.3定。可逆反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)混合物中各組分的百分含量不發(fā)生改變時(shí)，化學(xué)反應(yīng)達(dá)到了平衡。所謂的百分含量，就是該物質(zhì)的質(zhì)量與參加總質(zhì)量的比例。NH3+H2O=NH3.H2O中，當(dāng)三種物質(zhì)中的其中任何一種物質(zhì)的百分含量不發(fā)生變化時(shí)，該反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。

3.4變。在可逆反應(yīng)進(jìn)行過程中，當(dāng)外界條件發(fā)生改變時(shí)，例如容器的體積發(fā)生變化、環(huán)境的溫度發(fā)生調(diào)整、催化劑的加入等等，均可以打破化學(xué)反應(yīng)的平衡狀態(tài)，使正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率不等。因此，學(xué)生在進(jìn)行化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷或者計(jì)算時(shí)，一定要審清題意，再下筆答題。

3.5動(dòng)。學(xué)生在長時(shí)間的練習(xí)中可以總結(jié)出：所謂的化學(xué)平衡反應(yīng)，其實(shí)質(zhì)是一種動(dòng)態(tài)的平衡過程，正反應(yīng)和逆反應(yīng)時(shí)刻都在同步進(jìn)行。2SO2+O2=2SO3的化學(xué)反應(yīng)中，當(dāng)二氧化硫的“溶解”速率與三氧化硫的“結(jié)晶”速率相等時(shí)，該可逆化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。

4　對化學(xué)平衡原理的拓展學(xué)習(xí)

我們知道，學(xué)習(xí)是發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、深入問題本質(zhì)的過程。在高中化學(xué)原理的學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)如果初步并且扎實(shí)的掌握平衡原理的相關(guān)知識，那么就應(yīng)該擴(kuò)展其涉及以及應(yīng)用的范圍。以下本文將進(jìn)行對平衡原理知識的拓展。

4.1弱電解質(zhì)的電離和鹽類的水解問題

本文僅僅提供以下一道例題供讀者參考。已知0.1mol/L的醋酸溶液中存在電離平衡：CH3COOH=CH3COO～+H+加水稀釋時(shí)，c（C3COOH）、c（CH3COO～）、c（H+）都等倍數(shù)減小與氣體反應(yīng)中減小壓強(qiáng)的實(shí)質(zhì)一樣，因此平衡向右移動(dòng)，達(dá)新平衡時(shí)c （CH3COOH）、c（CH3CO～）、c（H+）均會(huì)比原平衡時(shí)小很多。

4.2.溫度對化學(xué)平衡移動(dòng)的影響

例：已知在絕熱條件下，密閉容器中N2+3H2=2NH的反應(yīng)為放熱放應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)體系的溫度為T1，將溫度升高至T2，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。達(dá)新平衡時(shí)體系的溫度為T3，則T1＜T3＜T2，體系的溫度仍大于原平衡，平衡移動(dòng)的結(jié)果僅僅是減弱了“溫度升高”這種改變，反之亦然。

5　結(jié)語

本文以上是對高中化學(xué)中平衡原理的部分解析，希望它能夠幫助高中生在最短的時(shí)間內(nèi)充分的掌握平衡原理的相關(guān)理論知識，為高中以后的電解以及電離知識的學(xué)習(xí)做鋪墊，有助于學(xué)生大學(xué)時(shí)代【大學(xué)化學(xué)】、【有機(jī)化學(xué)】的學(xué)習(xí)。高中生作為化學(xué)平衡知識，豐富了高中化學(xué)理知識，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)高中化學(xué)的興趣，直接提高高中生高考總成績，幫助高中生走進(jìn)理想的大學(xué)，實(shí)人生理想。總而言之，高中教師及學(xué)生必須認(rèn)識到，高中化學(xué)中平衡移動(dòng)問題，平衡的判斷及計(jì)算是高考的重點(diǎn)內(nèi)容，因此這需要得到師生的高度的，一致的重視，只有我們一起努力，共同攻克難關(guān)，才能順利的完成學(xué)業(yè)。

［1］何環(huán).高中生化學(xué)平衡相關(guān)概念學(xué)習(xí)的研究［D］.揚(yáng)州大學(xué)，2013.

［2］嚴(yán)延.高中生“化學(xué)平衡”心智模型的研究［D］.揚(yáng)州大學(xué)，2014.

王一帆（1997-），安徽人，民族：漢，職稱：無，學(xué)歷：高中在讀。研究方向：無，單位：安徽省南陵中學(xué)。