閆瑤
摘 要:高中化學知識點多,內(nèi)容涉及廣泛,這就對學生的學習能力和思維能力提出了更高的要求?;瘜W平衡原理是學習和研究化學內(nèi)容的一種重要化學思想,在對化學知識和試題的分析、推斷上有著比較廣的應用,諸如:差量法、平衡法等。本文通過對高中化學平衡原理的應用研究,提出一些相關的方法和技巧,供大家參考。
關鍵詞:化學平衡原理;高中化學;研究
中圖分類號:G633.8 文獻標識碼: A 文章編號:1992-7711(2018)08-058-01
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化學平衡原理在高中化學的學習和解題的過程中,是經(jīng)常需要用到的,主要是指可逆反應達到平衡時的狀態(tài),也就是正反應速率和逆反應速率相等的化學平衡狀態(tài)?;瘜W平衡原理的內(nèi)容比較簡單,也比較容易理解,然而,在進行應用的時候,卻比較困難,因此高中化學教師在教學中,要注重一些有關平衡原理分析和判斷技巧的滲透,引導學生在實際的化學知識學習或是化學問題解決的過程中,能夠結合具體情況進行化學平衡原理的靈活運用,從而提高學生的學習效率和解題能力。
一、運用化學平衡原理進行化學反應平衡的判斷
高中化學的反應中,有許多的可逆反應,當可逆反應的正逆反應速率相等,各物質(zhì)的量保持不變的時候,該化學反應就達到了平衡狀態(tài)。在進行化學問題研究的時候,常常會伴隨著反應條件的改變,這就使得化學平衡不斷被打破,不斷的進行新條件下的平衡。因此,教師要在學生對化學反應平衡的知識掌握的基礎上,根據(jù)化學反應的特點進行化學平衡的判斷。同時,化學反應平衡原理也可以讓學生進行一些有關物質(zhì)濃度的試題的分析和計算,從而判斷化學反應是否達到平衡。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(tài)
B.如果單位內(nèi)消耗a mol NH3的同時生成a mol NO,則該化學反應達到平衡狀態(tài)
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(tài)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(tài),應該單位時間內(nèi),生成a mol NH3的同時生成a mol NO;增大容器體積,物質(zhì)濃度減小,正逆反應速率都將減??;因此,只有D正確。
二、化學平衡原理的判斷條件
化學平衡的判斷主要從化學反應的實質(zhì)特征進行。對于平衡體系中的某一部分,若有V正=V逆,則反應已達到平衡;對于不同組分,若有V正:V逆=,則可判定可逆反應達到化學平衡(表示各物質(zhì)的化學計量數(shù))。
(一)對于有色物質(zhì)可逆反應的判定
在高中化學的可逆反應中,有些反應的物質(zhì)或是生成的物質(zhì)中有有色物質(zhì),化學反應想象比較明顯,那么,我們就可以根據(jù)反應的顏色變化進行可逆反應是否平衡的判定,當化學反應中的顏色不在變化的時候,該反應就達到了平衡狀態(tài)。比如在二氧化氮和四氧化二氮的化學反應中,初始反應物二氧化氮是棕紅色氣體,在高溫和催化劑的作用下,隨著反應的進行,容器中的顏色會逐漸的變淡,當容器中的顏色不再進行變化的時候,這個反應就達到了化學平衡的狀態(tài)了。
(二)對于恒定容量的容器來說
在體積一定的條件下,如果可逆反應的壓強達到平衡的狀態(tài),則該可逆反應也達到了平衡狀態(tài)。比如二氧化硫和氧氣反應生產(chǎn)三氧化硫的可逆反應,結合化學方程式2SO2+O2 2SO3可知,如果反應的容器體積一定,隨著反應的進行,容器中的壓強不斷下降,當容器中的壓強不再進行變化的時候,我們就可以判斷該可逆反應達到了平衡狀態(tài)。
(三)對可逆反應的溫度來說
溫度也是影響可逆反應的條件之一,對一些放熱或是吸熱的化學反應來說,我們可以通過溫度的變化來進行可逆反應達到平衡的判定。比如在絕熱的容器中,讓氫氣和氯氣進行化學反應,H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g),正反應為放熱反應,逆反應為吸熱反應,當反應開始的時候,容器中的溫度會升高,當溫度不再變化的時候,這個反應就達到了平衡狀態(tài)。
三、化學反應平衡原理的特點
化學反應的過程比較復雜,但是最終會達到平衡狀態(tài),對于各種反應的平衡原理,都有著以下的特點:1.可逆反應,化學反應平衡原理一般適用于可逆反應,也就是正反應和逆反應同時進行,直到二者達到平衡狀態(tài)的時候,反應物和生成物的物質(zhì)的量不再變化,因此,當我們在進行有關化學平衡判定的時候,可以先將非可逆反應進行排除,這樣更有利于提高解題效率,避免受到干擾項的干擾。2.化學反應的正反應速率和逆反應速率是相等,也就是說,在可逆反應中達到平衡,物質(zhì)變化的速率保持一致,生成物和反應物都不再增加和減少。3.可逆反應中的各物質(zhì)的量保持不變的時候,該反應就達到了反應平衡狀態(tài)。4.可逆反應的化學平衡并不是固定的,當某個化學條件發(fā)生改變,比如增加壓強,添加反應物或是生成物,調(diào)整反應溫度等,化學平衡就會被打破,化學反應正逆反應速率不相等,開始達到新的平衡狀態(tài)。所以我們在對化學平衡狀態(tài)進行判斷或者計算的時候,一定要先審清題意,然后再進行答題。5.可逆反應的化學反應平衡是一個動態(tài)的過程,生成物和反應物都在不斷的反應變化著,只是正反應和逆反應的速率相等,這就讓整個反應中的物質(zhì)處于平衡狀態(tài)。比如二氧化硫和氧氣反應生成三氧化硫的可逆反應中,二氧化硫的反應速率和二氧化硫的生成速率是相等的,這樣雖然可逆反應在不斷的進行,但是各物質(zhì)的量卻不再發(fā)生變化。
四、結束語
總之,可逆化學反應的平衡判定是高中化學中經(jīng)常用到的知識,因此,高中化學教師要引導學生對化學平衡原理進行深入的學習和探究,不僅掌握原理的內(nèi)容,還要在實際的問題中進行有效的應用,從而提升學生的學習效率和解題效率,促進整個化學教學質(zhì)量的提升。
[參考文獻]
[1]裴東平.化學平衡疑難點探析[J].中學教學參考·理科版2016年12期.
[2]周芃瑋.高中化學中對化學平衡原理的巧用研究探討[J].教育:文摘版,2016(12).