高三《化学平衡的判断与移动》复习难点突破
2014-12-03张胜利
张胜利
摘 要:《化学反应速率与化学平衡》是化学科高考必考的考点,表面上看起来这部分内容理论性很强,枯燥无味,难以理解。这一部分知识在高考中的重要性是不容置疑的,复习好这一章节就显得尤为重要。
关键词:高考复习;平衡;速率;关系
中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2014)20-324-01
在当前新课改的背景下,任何一科的学习都不再知识单纯的知识的学习,而应该在知识学习的基础上,全面培养学生的学习能力,能把学过的知识运用到日常的生活中去。
《化学反应速率与化学平衡》就是一个非常好的载体,这也是其作为高考的重要考点的原因吧。在高中化学中,有关化学平衡的知识历来都是学生最难理解又最容易遗忘的,特别是有关平衡的判断,速率与平衡移动的关系等不仅是化学的重点,也是高考的热点,它考查的知识覆盖面广,综合性强, 常常困扰着学生。
笔者根据高考复习经验,斗胆把自己对这两个难点的复习策略拿来分享一下。
一、化学平衡的判断
要判断一个反应是否达到平衡,我们首先必须知道什么是化学平衡。简单理解就是一定条件下,一个可逆反应进行到极限,好像停止了,当然,我们知道并不是真的停止,而是达到了动态平衡。
从定义上我们知道平衡研究的对象是可逆反应,而平衡的判断标准只有两个:一是正反应速率与逆反应速率相等,二是各物质的质量或浓度不再变化。但是考试时它常常会变化出不同的说法,不同的物理量来考查,这时很多的同学就会迷糊了,这时我们必须牢记以上两个判断标准。
1、判断标准一即正反应速率与逆反应速率相等
同一个反应是可以用不同物质来表示的(固体和纯液体除外),且不同物质表示的速率之比等于各物质的计量数之比。但是一定注意没有特别说明,所有速率都指正反应速率。因此,如果描述为速率判断平衡与否的一定要体现正反应速率和逆反应,同一物质的一定要体现相等,不同物质的一定与方程式的计量数成比例。
比如:一定条件下,在恒温恒容的密闭容器中充入一定量氮气和氢气,发生如下反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。
下列描述可以说明反应达到平衡的是:
(1)单位时间内消耗amol N2(g)时,生成2amol NH3(g)(消耗N2(g)生成NH3(g)均指正反应,没有体现出逆反应,不能判断)。
(2)单位时间内消耗amol N2(g)时,同时消耗2amol NH3(g)(有体现正反应和逆反应,有体现等,可以判断)。
(3)3v(N2)=v(H2)(没特别说明都指正反应,没有体现出逆反应,不能判断)。
(4)3v正(N2)=v逆(H2)(有体现正反应和逆反应,有体现等,可以判断。注意速率乘积的把它转化成比值关系不容易出错)。
2、判断标准二即各物质的质量或浓度不再变化
这个就可以衍生出很多的物理量,而该标准的关键则在于不再变化,简单的说就是“变化的量不再变化”。因此你必须先判断当反应朝某个方向进行时(通常可以考虑正向),该物理量是否变化,只有会变的物理量才可以用于判断平衡。同样对于上述合成氨反应。
(5)当N2(g)、H2(g)、NH3(g)浓度之比为1︰3︰2(没有体现不再变化,不能判断)。
(6)当N2(g)转化率达到最大(转化率是个变量,达到最大就不再变化,可以判断)。
(7)当NH3(g)的百分含量不再变化(可以判断)。
(8)容器内气体压强不再变化(可以判断)。
(9)容器内气体密度不再变化(不能判断)。
此外针对不同的反应,可能还会有颜色、温度等其它的判断,在这些判断中压强和气体密度是相对较难的。如果恒温恒容,压强与气体物质的量有关,只要分析反应前后气体计量数关系就好,同样,密度则关键看气体总质量是否会变。合成氨的反应反应物气体计量数和为4,生成物为2,不同,当反应正向进行时,压强会逐渐减小,压强可用于判断。而这个反应因所有物质都是气体,气体总质量一定不变,因此密度是个不变量,不可用于判断。所以在利用压强和密度进行平衡状态的判断中一定要根据具体反应特点来确定。
总而言之,判断反应是否达到平衡一定要理解好,用好以上两个判断标准。
二、化学平衡移动的判断
平衡移动的方向可以利用条件改变后反应速率的变化或利用平衡常数的计算式进行推断,这里主要介绍平衡移动与反应速率的关系。
首先确定一个处于平衡状态的反应,当外界条件改变时,速率可能改变,而平衡的移动取决与正逆反应的速率关系,所以速率改变,平衡不一定移动,但平衡移动则一定是速率变化的结果。且速率改变后,v(正)>v(逆),平衡正向移动,v(正)=v(逆),平衡不移动,v(正) 其次一般来说影响化学反应速率的外界因素主要有浓度、压强、温度、催化剂。 1、浓度通常指改变一种物质浓度(固体纯液体除外),在改变条件的瞬间,反应物浓度影响正反应速率,生成物浓度影响逆反应速率,且浓度增大,速率加快,浓度减小,速率减慢。比如,一个处于平衡状态的反应,此时v(正)=v(逆),其它条件不变时,增大反应物浓度(固体纯液体除外),在这瞬间,v(正)突然增大,v(逆)不变,导致v(正)与v(逆)不再相等,v(正)>v(逆),平衡正向移动。改变其它浓度一样分析。 2、压强(一般指的是压缩容器体积)当然就只针对有气体参与的反应,而且压强增大,所有速率增大,压强减小,所有速率减慢,只是增大减小幅度的不同而已。如果变化之后仍有v(正)=v(逆),平衡不移动。当然这个变化的大小我们可以借助平衡常数来推断(如有学习瞬时速率的也可以用瞬时速率来推断)。通过推断,得出压强增大,速率增大,平衡向反应气体减少方向移动,压强减小,速率减小,平衡向气体增多方向移动。当然,对于前后气体相等的反应,在审题过程中要注意准确性、深刻性和整体性,要证明的不等式右端与平面上两点之间的距离表示很像,而等式的左端又可以是表示点到原点的距离,经过审题中的这样一系列的思考可以把这道代数问题与几何问题相结合,进而求解。 3、充分结合多媒体技术 传统的教学方式非常的单一枯燥,学生在课堂学习中提不起兴趣。为了激发学生的学习热情,老师可以在高一数学起始教学阶段充分结合多媒体技术,更加的灵活的为学生展示教材上的学习内容,帮助学生把握学习重点和难点。 具体举例:比如在学习必修3第三章的几何概型这部分知识时,过去老师只能让学生看着课本上的素材学习,但是信息技术的应用使得老师可以转变教学方式,在课堂上选取一组数据,为学生展示几何概型的相关知识。 高一数学起始教学中还存在很多需要解决的问题,教师应当充分分析产生问题的本质原因,进而制定科学合理的教学计划来开展高一数学起始教学,帮助学生奠定扎实的数学基础。 参考文献: [1] 夏鸣英.培养高一学生良好数学学习习惯初探[J].数学教学通讯,2013, [2] 李 红.千里之行始于足下-浅谈高一数学起始教学[J].中国校外教育(理论)2011,