从江苏高考卷看化学平衡常数的运用
2014-02-12蒋金虎
蒋金虎
摘要：运用化学平衡常数，从定量角度解读2010年江苏高考化学试卷第14题以及2013年江苏高考化学试卷第15题，从而有效解决运用化学平衡常数教学取代等效平衡教学的问题。
关键词：等效平衡；化学平衡常数；江苏高考卷
文章编号：1008-0546（2014）02-0085-02 中图分类号：G632.41 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.02.033
等效平衡是学生认知上难以跨越的一道障碍。教学实践中，教师的难教与学生的难学始终纠结在一起，甚至使部分学生丧失学习化学的兴趣。新教材引入化学平衡常数的知识学习，试图从定量的角度取代等效平衡，但是，2010年高考江苏卷第14题以及2013年高考江苏卷第15题，让大部分教师认为等效平衡卷土重来，从而在教学中花大量的时间和精力来进行等效平衡的教学。那么，如何运用化学平衡常数来解读这两年高考试题，进而明白高考命题者强化化学平衡常数作为定量工具来解决问题的呢？
先看2013年江苏高考化学卷第15题。
（2013年江苏高考卷.15）一定条件下存在反应：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），其正反应放热。现有三个相同的2L恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1 mol CO和1 mol H2O，在Ⅱ中充入1 mol CO2 和1 mol H2，在Ⅲ中充入2 mol CO 和2 mol H2O，700℃条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是（ ）
A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同
B.容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同
C.容器Ⅰ中CO 的物质的量比容器Ⅱ中的多
D.容器Ⅰ中CO 的转化率与容器Ⅱ中CO2 的转化率之和小于1
对于C选项，教师在讲解时大部分都从等效平衡角度假设恒温条件下，达到平衡时，容器Ⅰ中CO 的物质的量和容器Ⅱ中的一样多，但是，在恒容绝热条件下，Ⅰ中温度升高，平衡逆向移动，Ⅱ中温度降低，平衡正向移动，所以，容器Ⅰ中CO 的物质的量比容器Ⅱ中的多，C正确。对于D选项，同样教师在讲解时大部分都从等效平衡角度假设恒温条件下，达到平衡时，容器Ⅰ中CO 的转化率与容器Ⅱ中CO2 的转化率之和等于1，但是，在恒容绝热条件下，Ⅰ中温度升高，平衡逆向移动，转化率减小；Ⅱ中温度降低，平衡正向移动，转化率减小，所以，容器Ⅰ中CO 的转化率与容器Ⅱ中CO2 的转化率之和小于1，D正确。那么，我们来看看从化学平衡常数角度如何方便快捷的解决这类问题。
因为Ⅰ温度高于Ⅱ，所以K1
再看2010年江苏高考化学卷第14题。
（2010年江苏高考卷.14）在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下（已知N2（g）+3H2=2NH3（g） ？驻H=-92.4kJ·mol-1）
下列说法正确的是（ ）
A. 2c1 > c3 B. a + b = 92.4
C.2p2 < p3 D. ？琢1 + ？琢3 < 1
对于从等效平衡角度解决该题思路可参看苏大附中张媛老师《从2010年高考江苏卷第14题看“等效平衡”问题的变迁》[1]一文。
那么，我们来看看从化学平衡常数角度如何解决该题。
甲：N2（g） + 3H2 2NH3（g）
1 mol 3 mol 0
α1 3 α1 2α1
1-α1 3（1-α1） 2α1
K=
乙：N2（g） + 3H2 2NH3（g）
0 0 2 mol
α2 3α2 2α2
α2 3α2 2（1-α2）
K=
丙：N2（g） + 3H2 2NH3（g）
0 0 4 mol
2α3 6α3 4α3
2α3 6α3 4（1-α3）
K=
首先对各选项进行分析。A中2c1 > c3即2（2α1/v）> 4（1-α3）/v，即α1+α3>1是否成立问题，与D问题一致；B中a = 92.4α1，b = 92.4α2，则a + b = 92.4也就是α1+α2=1是否成立问题；C中2p2 因为恒温恒容，所以，K1=K2=K3。A中=，即<，整理得（1-α1-α3）（1-α1+α1α3）>0。因为0<α1<1，0<α3<1，所以1-α1+α1α3 >0，因此，1-α1-α3 > 0，即α1 + α3 < 1，A错误D正确。B中=，整理得（1-α1-α2）（1-α1+α1α2）=0。因为0<α1<1，0<α2<1，所以1-α1+α1α2>0，因此，1-α1-α2=0，即α1+α2=1，B正确；C中=，即 < ，整理得（α2-α3）（α2+α3-α2α3）>0。因为0<α2<1，0<α3<1，所以α2+α3-α2α3>0，因此，α2-α3>0，即α2>α3，C错误。通过该题计算、分析过程可以看出，运用化学平衡常数计算可以解决所谓的“等效平衡”问题。 从以上分析结合江苏高考化学考试说明“理解化学平衡和化学平衡常数的含义，能用化学平衡常数进行简单计算。”可以看出，等效平衡问题可以用化学平衡常数有关计算进行解决，教师在课堂教学中应该提升运用化学平衡常数计算解决问题的能力，而不应该把精力放在等效平衡的模型建构上，消耗学生大量的时间和精力以及对化学学习的热情。 参考文献 [1] 张媛. 从2010年高考江苏卷第14题看“等效平衡”问题的变迁[J].化学教与学，2010，（10）：61-62
摘要：运用化学平衡常数，从定量角度解读2010年江苏高考化学试卷第14题以及2013年江苏高考化学试卷第15题，从而有效解决运用化学平衡常数教学取代等效平衡教学的问题。
关键词：等效平衡；化学平衡常数；江苏高考卷
文章编号：1008-0546（2014）02-0085-02 中图分类号：G632.41 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.02.033
等效平衡是学生认知上难以跨越的一道障碍。教学实践中，教师的难教与学生的难学始终纠结在一起，甚至使部分学生丧失学习化学的兴趣。新教材引入化学平衡常数的知识学习，试图从定量的角度取代等效平衡，但是，2010年高考江苏卷第14题以及2013年高考江苏卷第15题，让大部分教师认为等效平衡卷土重来，从而在教学中花大量的时间和精力来进行等效平衡的教学。那么，如何运用化学平衡常数来解读这两年高考试题，进而明白高考命题者强化化学平衡常数作为定量工具来解决问题的呢？
先看2013年江苏高考化学卷第15题。
（2013年江苏高考卷.15）一定条件下存在反应：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），其正反应放热。现有三个相同的2L恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1 mol CO和1 mol H2O，在Ⅱ中充入1 mol CO2 和1 mol H2，在Ⅲ中充入2 mol CO 和2 mol H2O，700℃条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是（ ）
A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同
B.容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同
C.容器Ⅰ中CO 的物质的量比容器Ⅱ中的多
D.容器Ⅰ中CO 的转化率与容器Ⅱ中CO2 的转化率之和小于1
对于C选项，教师在讲解时大部分都从等效平衡角度假设恒温条件下，达到平衡时，容器Ⅰ中CO 的物质的量和容器Ⅱ中的一样多，但是，在恒容绝热条件下，Ⅰ中温度升高，平衡逆向移动，Ⅱ中温度降低，平衡正向移动，所以，容器Ⅰ中CO 的物质的量比容器Ⅱ中的多，C正确。对于D选项，同样教师在讲解时大部分都从等效平衡角度假设恒温条件下，达到平衡时，容器Ⅰ中CO 的转化率与容器Ⅱ中CO2 的转化率之和等于1，但是，在恒容绝热条件下，Ⅰ中温度升高，平衡逆向移动，转化率减小；Ⅱ中温度降低，平衡正向移动，转化率减小，所以，容器Ⅰ中CO 的转化率与容器Ⅱ中CO2 的转化率之和小于1，D正确。那么，我们来看看从化学平衡常数角度如何方便快捷的解决这类问题。
因为Ⅰ温度高于Ⅱ，所以K1
再看2010年江苏高考化学卷第14题。
（2010年江苏高考卷.14）在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下（已知N2（g）+3H2=2NH3（g） ？驻H=-92.4kJ·mol-1）
下列说法正确的是（ ）
A. 2c1 > c3 B. a + b = 92.4
C.2p2 < p3 D. ？琢1 + ？琢3 < 1
对于从等效平衡角度解决该题思路可参看苏大附中张媛老师《从2010年高考江苏卷第14题看“等效平衡”问题的变迁》[1]一文。
那么，我们来看看从化学平衡常数角度如何解决该题。
甲：N2（g） + 3H2 2NH3（g）
1 mol 3 mol 0
α1 3 α1 2α1
1-α1 3（1-α1） 2α1
K=
乙：N2（g） + 3H2 2NH3（g）
0 0 2 mol
α2 3α2 2α2
α2 3α2 2（1-α2）
K=
丙：N2（g） + 3H2 2NH3（g）
0 0 4 mol
2α3 6α3 4α3
2α3 6α3 4（1-α3）
K=
首先对各选项进行分析。A中2c1 > c3即2（2α1/v）> 4（1-α3）/v，即α1+α3>1是否成立问题，与D问题一致；B中a = 92.4α1，b = 92.4α2，则a + b = 92.4也就是α1+α2=1是否成立问题；C中2p2 因为恒温恒容，所以，K1=K2=K3。A中=，即<，整理得（1-α1-α3）（1-α1+α1α3）>0。因为0<α1<1，0<α3<1，所以1-α1+α1α3 >0，因此，1-α1-α3 > 0，即α1 + α3 < 1，A错误D正确。B中=，整理得（1-α1-α2）（1-α1+α1α2）=0。因为0<α1<1，0<α2<1，所以1-α1+α1α2>0，因此，1-α1-α2=0，即α1+α2=1，B正确；C中=，即 < ，整理得（α2-α3）（α2+α3-α2α3）>0。因为0<α2<1，0<α3<1，所以α2+α3-α2α3>0，因此，α2-α3>0，即α2>α3，C错误。通过该题计算、分析过程可以看出，运用化学平衡常数计算可以解决所谓的“等效平衡”问题。 从以上分析结合江苏高考化学考试说明“理解化学平衡和化学平衡常数的含义，能用化学平衡常数进行简单计算。”可以看出，等效平衡问题可以用化学平衡常数有关计算进行解决，教师在课堂教学中应该提升运用化学平衡常数计算解决问题的能力，而不应该把精力放在等效平衡的模型建构上，消耗学生大量的时间和精力以及对化学学习的热情。 参考文献 [1] 张媛. 从2010年高考江苏卷第14题看“等效平衡”问题的变迁[J].化学教与学，2010，（10）：61-62
摘要：运用化学平衡常数，从定量角度解读2010年江苏高考化学试卷第14题以及2013年江苏高考化学试卷第15题，从而有效解决运用化学平衡常数教学取代等效平衡教学的问题。
关键词：等效平衡；化学平衡常数；江苏高考卷
文章编号：1008-0546（2014）02-0085-02 中图分类号：G632.41 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.02.033
等效平衡是学生认知上难以跨越的一道障碍。教学实践中，教师的难教与学生的难学始终纠结在一起，甚至使部分学生丧失学习化学的兴趣。新教材引入化学平衡常数的知识学习，试图从定量的角度取代等效平衡，但是，2010年高考江苏卷第14题以及2013年高考江苏卷第15题，让大部分教师认为等效平衡卷土重来，从而在教学中花大量的时间和精力来进行等效平衡的教学。那么，如何运用化学平衡常数来解读这两年高考试题，进而明白高考命题者强化化学平衡常数作为定量工具来解决问题的呢？
先看2013年江苏高考化学卷第15题。
（2013年江苏高考卷.15）一定条件下存在反应：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），其正反应放热。现有三个相同的2L恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1 mol CO和1 mol H2O，在Ⅱ中充入1 mol CO2 和1 mol H2，在Ⅲ中充入2 mol CO 和2 mol H2O，700℃条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是（ ）
A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同
B.容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同
C.容器Ⅰ中CO 的物质的量比容器Ⅱ中的多
D.容器Ⅰ中CO 的转化率与容器Ⅱ中CO2 的转化率之和小于1
对于C选项，教师在讲解时大部分都从等效平衡角度假设恒温条件下，达到平衡时，容器Ⅰ中CO 的物质的量和容器Ⅱ中的一样多，但是，在恒容绝热条件下，Ⅰ中温度升高，平衡逆向移动，Ⅱ中温度降低，平衡正向移动，所以，容器Ⅰ中CO 的物质的量比容器Ⅱ中的多，C正确。对于D选项，同样教师在讲解时大部分都从等效平衡角度假设恒温条件下，达到平衡时，容器Ⅰ中CO 的转化率与容器Ⅱ中CO2 的转化率之和等于1，但是，在恒容绝热条件下，Ⅰ中温度升高，平衡逆向移动，转化率减小；Ⅱ中温度降低，平衡正向移动，转化率减小，所以，容器Ⅰ中CO 的转化率与容器Ⅱ中CO2 的转化率之和小于1，D正确。那么，我们来看看从化学平衡常数角度如何方便快捷的解决这类问题。
因为Ⅰ温度高于Ⅱ，所以K1
再看2010年江苏高考化学卷第14题。
（2010年江苏高考卷.14）在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下（已知N2（g）+3H2=2NH3（g） ？驻H=-92.4kJ·mol-1）
下列说法正确的是（ ）
A. 2c1 > c3 B. a + b = 92.4
C.2p2 < p3 D. ？琢1 + ？琢3 < 1
对于从等效平衡角度解决该题思路可参看苏大附中张媛老师《从2010年高考江苏卷第14题看“等效平衡”问题的变迁》[1]一文。
那么，我们来看看从化学平衡常数角度如何解决该题。
甲：N2（g） + 3H2 2NH3（g）
1 mol 3 mol 0
α1 3 α1 2α1
1-α1 3（1-α1） 2α1
K=
乙：N2（g） + 3H2 2NH3（g）
0 0 2 mol
α2 3α2 2α2
α2 3α2 2（1-α2）
K=
丙：N2（g） + 3H2 2NH3（g）
0 0 4 mol
2α3 6α3 4α3
2α3 6α3 4（1-α3）
K=
首先对各选项进行分析。A中2c1 > c3即2（2α1/v）> 4（1-α3）/v，即α1+α3>1是否成立问题，与D问题一致；B中a = 92.4α1，b = 92.4α2，则a + b = 92.4也就是α1+α2=1是否成立问题；C中2p2 因为恒温恒容，所以，K1=K2=K3。A中=，即<，整理得（1-α1-α3）（1-α1+α1α3）>0。因为0<α1<1，0<α3<1，所以1-α1+α1α3 >0，因此，1-α1-α3 > 0，即α1 + α3 < 1，A错误D正确。B中=，整理得（1-α1-α2）（1-α1+α1α2）=0。因为0<α1<1，0<α2<1，所以1-α1+α1α2>0，因此，1-α1-α2=0，即α1+α2=1，B正确；C中=，即 < ，整理得（α2-α3）（α2+α3-α2α3）>0。因为0<α2<1，0<α3<1，所以α2+α3-α2α3>0，因此，α2-α3>0，即α2>α3，C错误。通过该题计算、分析过程可以看出，运用化学平衡常数计算可以解决所谓的“等效平衡”问题。 从以上分析结合江苏高考化学考试说明“理解化学平衡和化学平衡常数的含义，能用化学平衡常数进行简单计算。”可以看出，等效平衡问题可以用化学平衡常数有关计算进行解决，教师在课堂教学中应该提升运用化学平衡常数计算解决问题的能力，而不应该把精力放在等效平衡的模型建构上，消耗学生大量的时间和精力以及对化学学习的热情。 参考文献 [1] 张媛. 从2010年高考江苏卷第14题看“等效平衡”问题的变迁[J].化学教与学，2010，（10）：61-62
