对化学平衡状态的探究及思考

李强龙

摘 要：高中学生听到化学平衡状态这一块内容，都说难度大，这是由于内容比较抽象，学生不易理解。现在的学生大多数基础比较差，教师应尽可能地将内容简单化，先让学生能够听懂，增强学生的兴趣和自信心。

关键词：化学平衡；探究；速率平衡

中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1673-9132（2017）25-0037-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2017.25.021

为了培养学生的学习兴趣，本人利用了兰州兰炼兰化工业生产上的一些图片，在充分考虑反应速率和原料转化率的基础上，对可逆反应开始前、反应进行中、反应一段时间后的生成物和反应物浓度的变化情况以及化学反应速率的情况进行讨论，最后画图并分析得出各组分的浓度保持不变，正反应速率和逆反应速率相等，从而引出了化学平衡状态的概念。

一、结合工业生产，直接导入

怎样才能让学生喜欢化学呢？结合本人多年的教学经验，我发现课堂的导入非常关键。通过图片导入化学平衡的概念，引出化学平衡的概念等一系列的问题，可以促使学生带着问题进一步学习化学平衡。

二、数形结合，引出化学平衡的特征

（一）化学平衡的建立

根据反应速率V正=V逆，对于一个从正反应开始的化学反应，在反应开始的瞬间，反应体系内只有反应物而没有生成物，此时V正最大而V逆为0。随着反应的进行，反应物的浓度逐渐减小，生成物的浓度逐渐增大，则正反应速率逐渐减小而逆反应速率逐渐增大。当反应进行到某一时刻时，V正=V逆，此时，单位时间内减少的反应物和单位时间内生成的反应物的量相同，反应物和生成物的浓度不再发生变化，反应混合物中各组分的质量（或体积）分数也不再发生变化，这时，该化学反应就达到了化学平衡状态。

（二）化学平衡特征的剖析

1.“逆”：化学平衡研究的对象是可逆反应或可逆过程。

2.“等”：化学平衡的实质是正逆反应速率相等，即V正=V逆。

3.“动”：化学平衡是动态平衡，达到平衡状态时，反应混合物中各组分的浓度虽不再变化，但反应并没有停止，即V正=V逆≠0。

4.“定”：平衡时反应混合物中各组分的浓度及质量（或体积）分数保持一定，（但不一定相等）。反应物的转化率一定，不随时间变化而变化。

5.“变”：化学平衡是一定外界条件下的平衡，如果外界条件发生改变，则化学平衡状态可能随之发生变化，即产生平衡的移动。

6.“同”：化学平衡的建立与反应的途径无关。

三、化学平衡状态的判断依据在高考化学中的应用

根据本人的教学经历，我发现学生对化学平衡状态的判断依据的掌握不是很好，因此，现将其做出如下总结：

判断一个化学反应是否达到平衡状态，关键是根据平衡状态的概念，判断正、逆反应的速率是否相等或反应混合物中各组分的浓度是否保持不变。对于不同条件下的不同反应可具体化为不同的指标。

1.正、逆速率相等（V正=V逆）。

这是指反应体系中用同一种物质表示的正反应速率和逆反应速率相等。对不同种物质而言，速率不一定相等，但其比例应与对应的化学计量数之比相同。下面以N2+3H2=2NH3为例，说明判断V正=V逆的依据：在单位时间、单位体积内：

（1）若消耗1mol N2，同时有1mol N2生成，则V正=V逆，反应已达平衡。

（2）若消耗1mol N2，同时有3mol H2生成，则V正=V逆，反应已达平衡。

（3）若有1mol N2消耗，同时消耗2mol NH3生成，则V正=V逆，反应已达平衡。

（4）若断裂1mol N≡N的同时，断裂6mol N—H键或形成3mol H—H键，则V正=V逆，反应已达平衡。

2.反应混合物中各组分的浓度不变。

反应达平衡时，因为V正=V逆≠0，所以，在同一瞬间，同一物质的消耗量等于生成量，则反应混合物中各组分成分物质的量、质量、浓度、百分含量（质量分数、体积分数）、反应物的转化率等是一定值，不随时间变化而变化。这些现象都可以作为判断反应已达平衡状态的依据。

3.体系内温度一定。

化学反应总是伴随着能量变化。当化学反应未达到化学平衡时，反应会吸收或释放热量。

4.有气体参与的可逆反应。

对于有气体参与的可逆反应，除可用上述判断依据外，还可从以下情况讨论：

（2）从气体密度ρ考虑：

ρ = m/V 式中m为气体的总质量，V为容器的体积。

a.若反应体系中各物质均为气体，则：

恒容时，ρ值恒定不变，不能作为判断依据。

恒压时，若反应前后体积不变，则ρ值恒定不变，不能作为判断依据。若反应前后体积有变化，则ρ值不随时间而改变时，可作为判断平衡达到的依据。

b.若反应体系中有非气体物质参加时，则：

恒容时，ρ值不随时间改变而改变时，可判断反应已达到平衡。

恒压时，若反应前后体积不变，且ρ值不随时间而改变时，可作为判断平衡达到的依据。

5.根据反应体系的颜色变化判断是否达到平衡状况。

本节内容已归纳大量判断平衡的方法，旨在培养学生的逻辑思维能力，让学生知道在学习中可以做到“条条大路通罗马”这一层面。

综上所述，优秀的教师传给学生的是方法、兴趣、解决问题时处变不惊的态度和审视问题的穿透力。有句話让我记忆非常深刻，谈到教师与专家的区别是什么时说，把一个原本复杂的问题或事物，用简单的，容易理解的语言呈现给学生，这就是教师。所以，教师是学生的引路人，让学生慢慢走入正道。

参考文献：

[1] 杨华.关于化学平衡教学的思考[J].河北理科教学研究，2011（1）：39-42.

[2] 杜志建.教材帮（YLNJ）[M].新疆：新疆青少年出版社，2016.