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高中化学中对化学平衡原理的巧用研究

2016-03-13王一帆安徽省南陵中学安徽芜湖340200

化工管理 2016年9期
关键词:化学平衡原理高中生

王一帆(安徽省南陵中学,安徽 芜湖 340200)

高中化学中对化学平衡原理的巧用研究

王一帆(安徽省南陵中学,安徽芜湖340200)

相对于初中化学而言,高中化学所涉及的内容更加广泛,难度也随之提高。高中化学中的化学平衡知识是教学的重点内容,在高考的化学卷面考试中它的分值也占着较高的比重。要解决化学平衡的相关问题,高中生就需要掌握一些判断方法及与其相关的解题技巧,例如平衡法,差量法等等。化学等效平衡法是研究化学平衡原理的最主要,最有效的研究方法。作者结合高中化学教材内容分析,归总一些解答化学平衡原理的技巧,以帮助高中生深入的理解化学平衡原理的内涵。

高中化学;化学平衡的判断;方法与技巧

所谓的化学平衡原理,又称为“勒夏特列”原理,是指在宏观化学反应条件下,进行的正逆反应速率相等的可逆反应。看似简洁的定义描述,应用起来会出现各种各样的疑难困惑。为了使学生在解决化学平衡问题时能恰当的运用相关技巧,提高高中生学习高中化学的兴趣,轻松的解决化学习题中的难点。作者凭借多年的化学教学经验,在本文中总结了一些高效的技巧和方法,以供高中化学教师与学生共同参考借鉴,有效的解决化学平衡问题,培养高中生的化学分析问题,以及解决问题的逻辑思维能力。

1 直接判断一个化学反应达到平衡的技巧

在高中化学中,化学平衡是指在一定条件下发生的可逆反应,正反应速率与逆反应速率是相等的,而且,反应混合物中各组分的浓度不再发生变化。也可以说,v(正)=v(逆),即为化学平衡。我们可以根据化学平衡的概念去判断一个化学反应是否达到平衡,当v(正)=v(逆)时,有时涉及到化学反应物质的浓度变化的计算,有时候也涉及到化学键的断裂。例如,在实验室进行CO2的制取时,CaCO3+2HCⅠ=Cacl2+CO2+H2O,当化学方程式两端的氯化钙和稀盐酸的浓度不发生改变时,说明化学反应达到平衡。

2 根据其他方法判断化学反应达到平衡的技巧及解题方法

2.1对于有色物质参加或者生成的可逆反应体系,当物质的颜色不发生改变时,可判断化学反应达到平衡,例如:HCL(浓)+MnO2=MnCL2+cl2+H2O的化学反应中,我们可以发现,化学方程式两端都有有色物质的参与,当生成气体氯气的黄绿热不随时间发生改变时,我们可以断定的化学反应达到了平衡状态。高中化学教师应该在化学教学中培养学生举一反三,以此类推的逻辑思维能力。3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O的化学反应中,学生依然可以根据一氧化氮的颜色不再发生改变来判断该化学反应达到平衡。教师应该在对学生的反复的练习中,通过大量的习题,使学生掌握在可逆反应中,当物质的颜色不发生改变时,可以断定该化学反应达到平衡这一结论。

2.2对于恒定容量的容器来说,当反应体系内的气体总压强保持不变时,我们可以确定化学反应达到平衡状态。例如,:4NH3+5O2=4NO2+6H20的化学方程式中,:根据我们初中时期学习的质量守恒定律可以知道,容器内混合气体的总质量不变,容器的体积在化学反应过程中也未发生任何变化,说明混合气体的总压强没有发生改变,混合气体的密度保持不变,此化学反应达到了平衡状态。

2.3当化学反应中体内气体的平均分子质量保持不变时候,或者反应体系内的气体的密度保持不变时,我们可以肯定的判断该化学反应达到了平衡状态。这里我们依然以4HH3+ 5O2=4NO2+6H2O为例,当参加化学反应的气体的平均分子质量保持不变时,化学反应达到了平衡。高中化学教师在教师在教学中应该强调,真正化学反应的反例很多,学生应该灵活的运用所学知识,做到具体情况具体具体分析。

2.4根据图像解决化学平衡问题,在图像分析过程中,教学目标应该使学生明晰图像横坐标、纵坐标代表的意义;曲线的起点、终点、以及拐点所提示的内容;重点的关注曲线的走向。我们在进行中知道,对于一个化学可逆反应来说,催化剂的参与,环境温度的改变均会使化学反应受到影响,使化学反应向正向进行,或者向逆向进行。因此,学生要根据图像判定化学反应是否达到平衡时候,如果图像的纵坐标是速率时,注意到曲线的陡峭程度越大,即斜率越大时候,说明化学反应正在加速进行着,当达到某一时间点,斜率变为0是,我们可以肯定的判断,该化学反应达到了平衡状态。

2.5根据化学反应过程中的温度判定化学平衡,当物质之间发生化学反应时候,总会出现吸热或者放热的现象。当化学反应是绝热的体系,当参加化学反应体系的温度恒定不变时,我们可以断定化学反应达到平衡。例如,在化学反应2AL+ Fe2O3=AL2O3+Fe的放热化学反应中,当体系的温度不发生改变时,化学反应达到平衡。

3 对化学反应平衡原理的研究

在长期的高中化学教学中,通过大量的,与化学平衡原理相关习题的演练,化学教师凭借多年教学经验,总结归纳化学平衡的特点,供高中生参考,以提高他们对平衡知识的理解程度,提高做题的效率,以下本文将详细的阐述,希望得到高中教师的借鉴,也希望得到专业人士的指正和点评,使其更为完整。

3.1逆。即化学平衡反应均属于可逆反应,反应物与生成物是不可能在化学反应中完全消耗殆尽的。因此高中生在考试中判断化学平衡的选择题时,如果有出现不是可逆反应的化学方程式,就可以根据这一特征直接将无效选项排除,节约了做题时间,提高了化学学习效率。

3.2等。当化学反应正反应速率与逆反应速率相等时,可以判断化学反应达到平衡

3.3定。可逆反应中,当反应混合物中各组分的百分含量不发生改变时,化学反应达到了平衡。所谓的百分含量,就是该物质的质量与参加总质量的比例。NH3+H2O=NH3.H2O中,当三种物质中的其中任何一种物质的百分含量不发生变化时,该反应达到了平衡状态。

3.4变。在可逆反应进行过程中,当外界条件发生改变时,例如容器的体积发生变化、环境的温度发生调整、催化剂的加入等等,均可以打破化学反应的平衡状态,使正反应速率与逆反应速率不等。因此,学生在进行化学平衡状态的判断或者计算时,一定要审清题意,再下笔答题。

3.5动。学生在长时间的练习中可以总结出:所谓的化学平衡反应,其实质是一种动态的平衡过程,正反应和逆反应时刻都在同步进行。2SO2+O2=2SO3的化学反应中,当二氧化硫的“溶解”速率与三氧化硫的“结晶”速率相等时,该可逆化学反应达到平衡状态。

4 对化学平衡原理的拓展学习

我们知道,学习是发现问题、解决问题、深入问题本质的过程。在高中化学原理的学习中,学习如果初步并且扎实的掌握平衡原理的相关知识,那么就应该扩展其涉及以及应用的范围。以下本文将进行对平衡原理知识的拓展。

4.1弱电解质的电离和盐类的水解问题

本文仅仅提供以下一道例题供读者参考。已知0.1mol/L的醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOH=CH3COO~+H+加水稀释时,c(C3COOH)、c(CH3COO~)、c(H+)都等倍数减小与气体反应中减小压强的实质一样,因此平衡向右移动,达新平衡时c (CH3COOH)、c(CH3CO~)、c(H+)均会比原平衡时小很多。

4.2.温度对化学平衡移动的影响

例:已知在绝热条件下,密闭容器中N2+3H2=2NH的反应为放热放应,当反应达平衡时体系的温度为T1,将温度升高至T2,平衡向逆反应方向移动。达新平衡时体系的温度为T3,则T1<T3<T2,体系的温度仍大于原平衡,平衡移动的结果仅仅是减弱了“温度升高”这种改变,反之亦然。

5 结语

本文以上是对高中化学中平衡原理的部分解析,希望它能够帮助高中生在最短的时间内充分的掌握平衡原理的相关理论知识,为高中以后的电解以及电离知识的学习做铺垫,有助于学生大学时代【大学化学】、【有机化学】的学习。高中生作为化学平衡知识,丰富了高中化学理知识,提高了学生学习高中化学的兴趣,直接提高高中生高考总成绩,帮助高中生走进理想的大学,实人生理想。总而言之,高中教师及学生必须认识到,高中化学中平衡移动问题,平衡的判断及计算是高考的重点内容,因此这需要得到师生的高度的,一致的重视,只有我们一起努力,共同攻克难关,才能顺利的完成学业。

[1]何环.高中生化学平衡相关概念学习的研究[D].扬州大学,2013.

[2]严延.高中生“化学平衡”心智模型的研究[D].扬州大学,2014.

王一帆(1997-),安徽人,民族:汉,职称:无,学历:高中在读。研究方向:无,单位:安徽省南陵中学。

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