高中化學(xué)對(duì)化學(xué)平衡原理的巧用研究

莫時(shí)軍

（四川省儀隴中學(xué)校，四川 南充 637600）

高中化學(xué)較之初中化學(xué)，其基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)雜性和思維難度都有一定程度的提升，教材中所設(shè)計(jì)的化學(xué)原理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容也更加寬泛。在高中化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容中，化學(xué)平衡相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)是教學(xué)工作中十分重要的部分，這部分內(nèi)容在化學(xué)試卷上分?jǐn)?shù)的占比較高，教師要想讓學(xué)生對(duì)化學(xué)平衡相關(guān)知識(shí)點(diǎn)做到融會(huì)貫通，就需要培養(yǎng)學(xué)生掌握判斷化學(xué)平衡的基本方法，以及熟練使用解決化學(xué)平衡題目的解題技巧，例如化學(xué)等效平衡法，其是研究化學(xué)平衡狀態(tài)，解決化學(xué)平衡題目的最有效的方法之一。

在一定的化學(xué)反應(yīng)條件下，可逆反應(yīng)以正逆反應(yīng)速率相等的情況同時(shí)發(fā)生即是化學(xué)平衡原理?；瘜W(xué)平衡原理的定義簡(jiǎn)單明了，但在學(xué)生應(yīng)用化學(xué)平衡原理判斷可逆反應(yīng)狀態(tài)和應(yīng)用原理解題時(shí)常常會(huì)遇到很多困難。為了幫助高中生解決這樣的麻煩，在遇到相應(yīng)題目時(shí)能夠及時(shí)地想出相對(duì)應(yīng)的解題方法和解題技巧，提高其解決相關(guān)題目的正確率和效率，促使學(xué)生能夠較為輕松地學(xué)習(xí)高中化學(xué)，本人將提供一系列高效的解題技巧，供以廣大化學(xué)教師和學(xué)生使用，幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)高中化學(xué)的階段養(yǎng)成分析和解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。

一、合理利用化學(xué)平衡的定義判斷化學(xué)反應(yīng)是否平衡

化學(xué)平衡原理的定義中提到化學(xué)平衡即為一定化學(xué)條件下，正逆反應(yīng)速率達(dá)到相等的狀態(tài)的可逆反應(yīng)，并且在達(dá)到正逆反應(yīng)速率相等以后混合溶液中的各種物質(zhì)的濃度不再改變。簡(jiǎn)單地說(shuō)，可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率大小相等，可視為達(dá)到化學(xué)平衡。那么我們就能夠通過(guò)合理利用化學(xué)平衡的定義來(lái)判斷一個(gè)可逆的化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，當(dāng)滿(mǎn)足正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率大小相等的條件時(shí)，我們就可以通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或測(cè)量反應(yīng)物濃度方法來(lái)判斷該可逆反應(yīng)是否已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。例如，通過(guò)在進(jìn)行使用碳酸鈣和氯化氫溶液制取二氧化碳的直取實(shí)驗(yàn)時(shí)，因?yàn)樵摲磻?yīng)會(huì)生成二氧化碳、氯化鈣和水，那么當(dāng)混合溶液中的氯化氫和氯化鈣的濃度保持不變以后就可以判定該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)。

二、根據(jù)多種方法判斷化學(xué)反應(yīng)是否平衡

（一）判斷有色物質(zhì)的濃度

一些化學(xué)反應(yīng)存在有色物質(zhì)參與或產(chǎn)生，對(duì)于這一類(lèi)的化學(xué)反應(yīng)，可以通過(guò)觀察物質(zhì)的顏色變化來(lái)進(jìn)行判斷，當(dāng)混合物的顏色深淺不再變化時(shí)，即可確定該化學(xué)反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到了化學(xué)平衡。例如：在濃鹽酸和二氧化錳制取實(shí)驗(yàn)中，該制取反應(yīng)的反應(yīng)物濃鹽酸和其生成物氯氣均為有色物質(zhì)，黃綠色的氯氣尤為明顯，當(dāng)反應(yīng)容器內(nèi)的氯氣顏色深淺保持穩(wěn)定不再改變時(shí)，我們便可以判定該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)。在教學(xué)過(guò)程中，教師不僅僅需要教授學(xué)生如何解題，還應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)學(xué)生類(lèi)比推理的能力，對(duì)相應(yīng)的題目能夠舉一反三。又例如：在銅和濃硝酸反應(yīng)來(lái)制取二氧化氮的反應(yīng)中，反應(yīng)物中顏色變化不明顯，但是二氧化氮呈現(xiàn)紅棕色，在這個(gè)反應(yīng)中，學(xué)生應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到可以通過(guò)觀察容器內(nèi)二氧化氮的顏色變化來(lái)判定該反應(yīng)是否達(dá)到平衡，在課堂的教學(xué)和作業(yè)的布置中，教師應(yīng)當(dāng)重視對(duì)這一技巧的練習(xí)以及向?qū)W生介紹高中階段常常遇到的化學(xué)反應(yīng)中的各種有色物質(zhì)，促使學(xué)生能夠融會(huì)貫通地把這一解題技巧應(yīng)用到相應(yīng)的題目中。

（二）判斷容器內(nèi)氣壓變化

通常情況下，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)都是在恒定容量的容器中進(jìn)行的，那么在有氣體參與或生成的反應(yīng)中，恒定容器內(nèi)的氣壓不再變化時(shí)，我們就能夠判斷該反應(yīng)是否已經(jīng)是化學(xué)平衡狀態(tài)。例如：在氨氣與氧氣參與反應(yīng)生成二氧化氮和水的化學(xué)反應(yīng)中，通過(guò)已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的質(zhì)量守恒定理我們可以知道反應(yīng)容器內(nèi)的物質(zhì)的總質(zhì)量不會(huì)改變，并且因?yàn)槭呛闳萑萜?，所以容器的體積也與反映前保持一致，那么當(dāng)反應(yīng)容器內(nèi)的混合氣體壓強(qiáng)保持不變時(shí)，就可以說(shuō)此反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)。

（三）判斷反應(yīng)容器內(nèi)的平均分子質(zhì)量和反應(yīng)體系中混合氣體密度變化

在有氣體參與或生成的反應(yīng)中，如果一個(gè)反應(yīng)容器內(nèi)的混合氣體的平均分子質(zhì)量成為一個(gè)定值，或者混合氣體的分子密度不變時(shí)，我們就能夠判定這個(gè)反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)。還是用上一個(gè)氨氣與氧氣參與反應(yīng)生成二氧化氮和水的化學(xué)反應(yīng)為例，反應(yīng)后，如果參與反應(yīng)的反應(yīng)氣體或者反應(yīng)生成的生成氣體的平均分子質(zhì)量成為了一個(gè)定值，化學(xué)平衡狀態(tài)就達(dá)到了。高中化學(xué)教師教授平均分子質(zhì)量相關(guān)章節(jié)時(shí)就應(yīng)向?qū)W生提及其與化學(xué)平衡部分的關(guān)系，讓學(xué)生重視學(xué)習(xí)判斷平均分子質(zhì)量的方法。同時(shí)，教師還應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)靈活使用解題技巧的重要性，化學(xué)平衡相關(guān)的題目眾多，需要學(xué)生能夠?qū)⒏鞣N判斷方法熟記于心，靈活使用才能夠在解題時(shí)游刃有余地將其應(yīng)用到解題當(dāng)中。

（四）判斷圖像變化

一部分化學(xué)平衡題目是以圖像的形式出現(xiàn)的，圖像通過(guò)橫縱坐標(biāo)給出不同時(shí)刻溶液中某一物質(zhì)的濃度變化或氣體中某一氣體的分子密度變化來(lái)讓學(xué)生進(jìn)行判斷反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡。幫助學(xué)生有效地完成這一類(lèi)問(wèn)題的前提，是要在教學(xué)過(guò)程中讓學(xué)生對(duì)坐標(biāo)圖建立起清晰的認(rèn)識(shí)，做到能夠正確理解某一張坐標(biāo)圖的橫縱坐標(biāo)的實(shí)際意義，以及坐標(biāo)曲線中各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)例如起點(diǎn)、終點(diǎn)、拐點(diǎn)的意義，注意到坐標(biāo)曲線的變化趨勢(shì)。例如：化學(xué)平衡題目中的坐標(biāo)圖的縱坐標(biāo)是化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注坐標(biāo)曲線的變化，曲線的斜率與反應(yīng)速率相關(guān)，斜率越大化學(xué)反應(yīng)速率也就越大，這種情況下，判斷化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)就只需要判斷曲線斜率是否為0。

（五）判斷溫度變化

化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生往往伴隨著放熱和吸熱的現(xiàn)象，在一個(gè)保溫效果較好的容器中發(fā)生放熱或吸熱反應(yīng)時(shí)，學(xué)生就應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注容器內(nèi)溫度的變化，當(dāng)混合物質(zhì)的溫度保持不變時(shí)，我們就可以輕松地判定該反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)。

三、結(jié)束語(yǔ)

本文只是歸納了一部分解決化學(xué)平衡問(wèn)題的技巧和方法，希望可以為高中化學(xué)教師和學(xué)生提供一定的幫助，起到提高教師教學(xué)成果和學(xué)生學(xué)習(xí)效率的作用，同時(shí)為后面對(duì)于電離相關(guān)章節(jié)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。在高中化學(xué)教學(xué)中，教師還是應(yīng)當(dāng)注重學(xué)生對(duì)于方法的理解，讓學(xué)生能夠從基本原理入手，由淺入深地建立起對(duì)于各種方法的認(rèn)識(shí)和理解，從而能夠讓知識(shí)和方法都內(nèi)化于心，還需要讓學(xué)生盡量多接觸一些不同種類(lèi)的題目，確保一定的練習(xí)量，在解決化學(xué)平衡的相關(guān)題目時(shí)才能夠靈活地結(jié)合所學(xué)知識(shí)巧妙地完成題目。