◎許春梅
引言:在高中化學學習過程中,學生解題和學習經常需要利用到化學平衡原理。許多學生能夠掌握化學平衡原理的內容,但卻不能有效的應用,這需要教師在教學過程中多向學生滲透一些有關平衡原理的應用技巧,增強學生解決化學問題的能力和獨立學習能力。
化學平衡原理主要指的是可逆反應達到平衡時的狀態,也就是正反應速率和逆反應速率相等的化學平衡狀態。當達到這一狀態時便不會再出現任何的化學反應。而在基本情況下,化學平衡最明顯的顯現就是逆反應中的物質耗損量與新成分的量達成了一致,這也是證明化學平衡的關鍵。掌握了這一原理及其應用方法,能夠使許多化學難題迎刃而解[1]。
1.掌握判斷化學反應平衡的基本方法 在化學學習過程中,如能夠判斷出化學反應是否平衡,則能夠輕易的解決許多化學難題,學生也能夠更深入的了解化學平衡的本質。想要準確的判斷出化學反應是否平衡,需要學生首先計算物質的濃度,從而研究出化學反應中的兩種物質是否達到了平衡狀態。這一環節的難度相對較小。但對于可逆反應的研究,判斷物質是否平衡就需要涉及到判斷反應現象、對比反應比值、解讀數據等。想要在學習和解題過程中巧妙的利用化學平衡原理,教師必須首先幫助學生掌握化學平衡狀態,教會學生計算反應物和生成物濃度的方法。
在不同的環境中,判斷是否平衡的標準也有所不同,需要結合實際情況而定。如化學反應處于一個密閉的恒定量空間,如該空間內的強壓不變動,就可得出化學反應依然處于一種平衡的狀態,此時對于氣體狀態的判定就相對容易了,能夠幫助學生解決相關問題。以密閉容器中氮氣與氧氣的實驗教學為例,如容器中的壓強沒有變化,就可以基本得出氮氣和氧氣產生了化學反應,且處于平衡的狀態。如在實驗過程中出現了物質變化,就應找到實驗的漏洞和問題。在氧氣制作的實驗中,如水中沒有冒出氣泡,說明化學反應已經結束,此時該化學反應中的物質已經處在平衡狀態[2]。此外,為了避免受到環境的影響,學生還必須了解影響化學反應的各類因素。三氧化二鐵與鋁的反應受所處環境的溫度影響很大,需要在溫度較高的環境下進行,此時學生對化學平衡的判斷就可以以溫度為依據,如溫度已經穩定,則證明化學反應已經結束,且物質已經處于平衡狀態[3]。
2.加強對化學平衡原理的應用 如今,素質教育要求教師在傳授知識的同時一同教會學生學習的方法,增強他們學習的能力。對于化學平衡原理,不僅要掌握,更要應用。教師在習題教學和實驗教學過程中應要求學生仔細觀察、分析實驗現象,結合化學平衡原理來解析,更高效、準確的解決問題。通過整理有關化學平衡原理的知識,在化學問題中能夠迅速的確定關鍵量,根據重要的數據和信息快速的解決問題。在此過程中需要注意,如遇到可逆反應,實驗中發生化學反應的物質和所產生的產物是不能完全轉換的。在解決問題過程中應結合這一特點梳理問題,找到解決的思路。對于可逆反應,學生應掌握生成物和反應物的平衡判定方法,即兩個變量不再變化時,說明已經處于了平衡狀態。
3.利用化學平衡原理判斷化學反應的平衡 在一些習題和實驗當中,反應條件常常會不斷的改變,因此原有的化學平衡也會被多次打破,在新的條件下再次達到平衡狀態。學生在學習過程中需要不斷的驗證新條件下的反應平衡,在此過程中需要利用化學平衡原理進行判斷和解析。另外,利用化學平衡原理也可以通過計算出物質的濃度來判斷化學反應是否平衡。比如:已知可逆反應 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在密閉容器中進行,那么,有關反應的說法正確的是()
A.當v正=v逆=0時,該化學反應達到平衡狀態
B.如果單位內消耗amol NH3的同時生成amol NO,則該化學反應達到平衡狀態
C.如果在反應達到平衡時,增大容器體積,則正反應速率減少,逆反應速率增大?
D.如果在反應達到平衡時,改變反應條件,當υ正>υ逆的時候,平衡向正反應方向移動
解析:化學反應平衡是動態的,正逆反應速率相等但不能為零;化學反應平衡時,反應物和生成物處于平衡狀態,應該單位時間內,生成amol NH3的同時生成amol NO;增大容器體積,物質濃度減小,正逆反應速率都將減小;因此,只有D正確[4]。
綜上所述,化學平衡原理是化學學習過程中必須掌握的基礎學習思想,也可作為一項工具方便學生的學習和研究。隨著化學教學步入改革階段,單純的向學生傳授知識已經無法滿足他們的需求,需要將該學科的思想、特點和方法一并傳授給學生,促進他們能力和素質的同步提升,讓他們在化學學習之路上走的更加順暢。而學生對化學平衡原理的掌握無疑是達成這一目標的關鍵所在。