摘 要:高中化學相對于初中化學而言,其教學內容的深度和廣度都有著很大的變化,使得學生學習難度也隨之增加。高中化學作為一門重要的自然學科,對學生今后的學習和成長有著重要的影響,其中平衡原理既是高中化學教學的重點內容,也是教學難點,這就需要教師采取有效的教學方法提高學生對知識的理解和掌握?;诖耍疚慕Y合筆者多年的實踐教學經驗,就高中化學中對化學平衡原理的運用進行探究,并提出一些個人的觀點。
關鍵詞:高中化學;平衡原理;運用
一、 化學平衡原理對于高中化學教學的意義
高中化學教程中,化學平衡原理貫穿于整個高中化學中,涉及溶劑水、弱電解質的電離、鹽類的水解、沉淀的溶解等內容,這部分內容,高考每年都會涉及,一般為綜合應用題,能力要求高。這就要求我們在化學平衡原理的教學中,除了要讓學生獲得一些具體的知識外,更重要的是要讓他們體會到平衡體系研究的一般思路和方法,最終能舉一反三。要求學生掌握化學平衡狀態的特征,會判斷一個可逆反應在給定條件下是否處于平衡狀態。所以我們要幫助學生學習如何運用化學平衡理論解決一些實際問題,增強學生分析、解決問題的能力,提高高中化學學習效果。
二、 高中化學平衡原理的巧用
(一) 準確把握化學平衡狀態
想要巧妙利用化學平衡原理解決問題,教師就必須在對學生進行化學知識教學的過程中,幫助學生準確地把握化學平衡狀態?;瘜W平衡是指在宏觀條件一定的可逆反應中,正逆反應速率相等,反應物和生成物各組分的濃度不再隨著時間的變化而變化的狀態。當反應達到平衡時,無論是正反應還是逆反應,都在進行著,反應并沒有停止,所以化學平衡是動態平衡?;瘜W平衡是在一定條件下建立的,根據平衡移動原理即“勒夏特列”原理,如果一個已達平衡的系統被改變,該系統會隨之改變來抗衡這種改變。我們可以采用聯想、類推、畫圖、實驗的方法,幫助學生建立化學平衡觀點,也可通過化學實驗中多種形式的實驗現象(如反應體系的壓強、溫度、顏色等),讓學生判斷在該條件下,可逆反應是否達到平衡。
例如:在恒溫、恒容的密閉容器中,如果是氫氣與碘蒸汽反應生成碘化氫的反應,當體系壓強不再變化時不能夠說明反應達到平衡,但顏色不再變化時可以說明;可如果是氮氣與氫氣合成氨的反應,體系壓強不再變化時就可以證明反應達到了平衡。所以,教學中舉例要全面,不能單一,要有針對性、代表性。
另外,教學過程中我們還要注意,化學平衡不同于物理學的動態平衡,化學平衡中相互轉化著的是物質——反應物與產物達到平衡時,它們的量不再改變;而物理學中的動態平衡相互轉化的是能量——動能與勢能,處于動態平衡時,他們的大小不斷地改變著?;瘜W平衡也不同于日常生活中的平衡(如收支平衡),化學平衡只有在封閉的系統里才能夠達到。所以,不要隨意借助物理、生活中的一些“平衡”實例幫助學生理解“化學平衡”,如果解釋不好有時會適得其反,不利學生理解。
(二) 加大解析力度,全面掌握化學平衡原理
隨著課改的不斷深化,化學平衡原理作為課程教育的重要內容,高考對其考查力度加大,考查要求不斷提升,我們只有不斷增加對化學平衡原理的解析,才能準確把握其規律,從而不斷提升學習能力。教授學生化學平衡常數(K)、濃度商(Q)、平衡轉化率等相關計算,從化學平衡常數和濃度商的相對關系來判斷反應是否處于平衡狀態或反應向哪個方向進行。當前,高中生多半是借助解答習題的方式來深化自我對化學平衡原理的認知,在解答過程中學生需要重視實驗現象的記錄,總結實驗變化對應的反應知識。在練習過程中,總結學習經驗,獨自或以小組的形式歸納實驗現象,依據化學平衡原理的多種特征判斷實驗情況,從而準確解決問題。借助對化學平衡原理的深度解析,總結歸納與化學平衡關聯的內容,由淺至深的梳理平衡原理知識,以便在遇到問題時第一時間確定關鍵量,依據核心信息及多項關聯要素,準確解決問題。需要注意的是,可逆反應中,反應物與產物是不能完全轉換的。學生在解答問題時,需要充分利用這一特點,清晰數量解題思路,明確反應中多種變化物質。
(三) 扎實化學平衡知識基礎
化學反應會受環境因素的影響,所以化學平衡的建立過程中自然就受外界條件的影響,因此了解影響化學平衡的外界因素才能合理把握化學平衡。對于外界條件影響化學平衡的規律,可以結合實驗現象和圖表關系,建立平衡移動模型,通過學生討論、總結,得出規律性知識。這樣可以更好地掌握平衡移動原理,提升學生對平衡原理的應用能力。例如:研究壓強對平衡的影響時,可以在一個密閉的帶活塞的注射器中注入一定量二氧化氮氣體,記錄顏色現象,再突然將活塞推至針筒原氣體體積的二分之一,觀察現象:“氣體顏色突然加深,后逐漸變淺,一段時間后氣體顏色不再變化,但對比沒有加壓之前,氣體顏色深”。從而讓學生理解平衡移動原理“在封閉體系中,改變影響平衡的一個條件,平衡將向著減弱這種改變的方向移動”里“減弱”的含義。
化學平衡移動的定性規律只適用于封閉體系且只改變一個條件的情況,但是在開放體系中運用該規律在絕大多數情況下也能得出正確的結論,因此一般進行判斷時可以使用化學平衡移動的定性規律作為判據,但在較復雜情況下(如同時改變了兩個影響平衡的條件:增加反應物的同時升高了溫度),定性規律就不能判斷了,這種情況下最好借助定量判據,即根據平衡常數K與濃度商Q的相對大小來分析。所以在教學中,老師要在開展“外界條件對化學平衡的影響”的實驗探究活動中,發展學生演繹推理、系統假設等思維能力。
三、 結語
化學知識是培養學生化學學科核心素養的重要載體,化學教學是落實化學課程目標、引導學生達成化學學業質量標準的基本途徑。老師在化學教學中應緊緊圍繞“發展學生化學學科核心素養”這一主旨,優化教學過程,有效提高教學質量。而化學平衡原理不但貫穿于整個高中的化學學習過程中,而且在實踐考試應用中也占據著極大的比重,要認識化學平衡和反應速率的綜合調控對生產、生活和科學研究的重要作用。教師應當注重化學平衡性的教學問題,增強學生的化學思維能力。
參考文獻:
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[4]普通高中課程標準實驗教科書.化學《化學反應原理》教師用書,ISBN978-7-5331-4079-3.
作者簡介:
杭玉美,中學高級教師,山東省樂陵市,山東省樂陵第一中學。