再探高中化學(xué)等效平衡的教學(xué)設(shè)計(jì)

摘要：化學(xué)平衡是高中化學(xué)一個(gè)重要的化學(xué)概念，是高考必考題之一。有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算，缺乏思維深度的學(xué)子們極為畏懼，尤其是等效平衡原理的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：化學(xué)；教學(xué)設(shè)計(jì)；效平衡原理

一、 首先讓學(xué)生認(rèn)識(shí)什么樣的平衡狀態(tài)為相同的平衡狀態(tài)

以SO2的催化氧化反應(yīng)為例：分別在三個(gè)密閉容器中（不管其體積、溫度、壓強(qiáng)等條件）充入一定量的氣體（三個(gè)容器充入的氣體量都不一樣），如果達(dá)到平衡后，三個(gè)容器中的“SO2、O2、SO3”的含量都相同，我們就說三個(gè)容器中存在的是相同的平衡狀態(tài)。我們把這三個(gè)容器中的平衡狀態(tài)叫做“等效平衡”。

結(jié)論：等效平衡的建立，既可以從正反應(yīng)方向開始也可以從逆反應(yīng)方向開始，還可以從兩個(gè)方向同時(shí)開始，只要最終各成分的含量相同即可。

二、 然后開始探究為什么要在一定條件下，在什么條件下，主要是研究什么樣的化學(xué)平衡有這樣的等效平衡狀態(tài)

仍然以SO2的催化氧化反應(yīng)為例子進(jìn)行分析

問題一：假若在一個(gè)容積不變的1L的密閉容器中充入4molSO2和2molO2，在恒溫下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，然后將容器從中間截開，兩部分中的平衡狀態(tài)會(huì)不會(huì)變？當(dāng)然不會(huì)改變。

原因：相當(dāng)于把原組分分成兩半在兩個(gè)容器中進(jìn)行，物質(zhì)的量減半，體積減半，濃度不變，平衡不移動(dòng)。也就是說反過來我們投入等倍量的物質(zhì)，體積增倍，相當(dāng)于濃度不變，壓強(qiáng)不變，平衡不移動(dòng)，因此達(dá)到平衡時(shí)與原平衡等效。由此我們可以得出這樣的結(jié)論：說明恒溫恒壓，等倍量投入反應(yīng)物平衡沒有移動(dòng)，兩平衡等效。

問題二：假若把它們壓縮為原容器一半體積，在恒溫下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，平衡狀態(tài)會(huì)不會(huì)變？為什么？會(huì)改變，相當(dāng)于加壓。

4molSO22molO22molSO21molO22molSO21molO24molSO22molO2

問題一問題二

結(jié)論：恒溫恒容，對(duì)于像這樣氣體分子數(shù)會(huì)改變的反應(yīng)[2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）]，等倍量投入反應(yīng)物，相當(dāng)于對(duì)原平衡加壓，由于氣體分子數(shù)不同，氣體濃度改變不同，平衡會(huì)移動(dòng)，與原平衡不等效。

問題三：如果氣體體積不變的可逆反應(yīng)，恒溫恒容下投入等倍量的氣體，平衡會(huì)不會(huì)移動(dòng)？H2（g）+I2（g）2HI（g）

1molH21molI22molH22molI2

問題三

結(jié)論：恒溫恒容，對(duì)于像這樣氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)等倍量投入反應(yīng)物，也相當(dāng)于對(duì)原平衡加壓，但由于氣體分子數(shù)不變，兩邊氣體濃度改變相同，平衡不移動(dòng)，只是各組分的濃度增倍，百分含量仍相同，因此與原平衡等效。

綜合上面的討論分析，等效平衡狀態(tài)一般研究有氣體物質(zhì)的可逆反應(yīng)，包括恒溫恒容下的等效平衡和恒溫恒壓下的等效平衡兩種情況，且與兩邊氣體分子數(shù)是否相等有關(guān)。

三、 歸納總結(jié)等效平衡狀態(tài)的分類與判斷：分清三種類型

1. 恒溫恒容條件下的體積可變反應(yīng)。判斷方法：極值等量即等效。

如果按方程式的化學(xué)計(jì)量關(guān)系轉(zhuǎn)化為方程式同一半邊的物質(zhì)，其物質(zhì)的量與對(duì)應(yīng)組分的起始加入量相同，則建立的化學(xué)平衡狀態(tài)是等效的。

常溫、常壓下的可逆反應(yīng)：

2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）

①2mol1mol0mol

②0mol0mol2mol

③0.5mol0.25mol1.5mol

上述①②③三種配比，按方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，則SO2均為2mol、O2均為1mol，三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。平衡時(shí)各物質(zhì)的百分含量及濃度均相同。

2. 恒溫恒壓條件下的體積可變反應(yīng)。判斷方法：極值等比即等效。

實(shí)例：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）

①2mol3mol0mol

②1mol3.5mol2mol

③4mol6mol0mol

上述①②③中n（SO2）∶n（O2）=2∶3，故互為等效平衡，平衡時(shí)各物質(zhì)的百分含量及濃度均相同。

3. 恒溫恒壓條件下的體積不變反應(yīng)。判斷方法：極值等比即等效。

實(shí)例：H2（g）+I2（g）2HI（g）

①1mol1mol0mol

②2mol2mol1mol

③00amol

上述①②③中，全部反應(yīng)到反應(yīng)物一側(cè)時(shí)n（H2）∶n（I2）=1∶1，故互為等效平衡，平衡時(shí)各物質(zhì)的百分含量相同，濃度成比例。

教學(xué)感想：備學(xué)生的重要性。讓學(xué)生先理解再歸類、鞏固練習(xí)，把課堂還給學(xué)生，讓學(xué)生成為課堂的主人。本節(jié)結(jié)合容器模型的構(gòu)建幫助學(xué)生理解什么樣的化學(xué)平衡在什么條件下可等效平衡，什么條件下不行。這也是作為老師的我們應(yīng)重點(diǎn)反思的地方，如何才能使設(shè)計(jì)的問題更符合學(xué)生的實(shí)際基礎(chǔ)，不造成對(duì)學(xué)生的思維積極性的挫傷和時(shí)間的浪費(fèi)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和自信心。這就要求在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)學(xué)生學(xué)情要全面掌握。只有這樣才能設(shè)計(jì)出符合學(xué)生實(shí)際的實(shí)用的教學(xué)案。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓海清主編.《高中總復(fù)習(xí)導(dǎo)與練》.新世紀(jì)出版社，2016年，P113.

作者簡(jiǎn)介：

張偉，福建省漳州市薌城中學(xué)。endprint