再探高中化学等效平衡的教学设计

摘要：化学平衡是高中化学一个重要的化学概念，是高考必考题之一。有关化学平衡的计算，缺乏思维深度的学子们极为畏惧，尤其是等效平衡原理的应用。

关键词：化学；教学设计；效平衡原理

一、 首先让学生认识什么样的平衡状态为相同的平衡状态

以SO2的催化氧化反应为例：分别在三个密闭容器中（不管其体积、温度、压强等条件）充入一定量的气体（三个容器充入的气体量都不一样），如果达到平衡后，三个容器中的“SO2、O2、SO3”的含量都相同，我们就说三个容器中存在的是相同的平衡状态。我们把这三个容器中的平衡状态叫做“等效平衡”。

结论：等效平衡的建立，既可以从正反应方向开始也可以从逆反应方向开始，还可以从两个方向同时开始，只要最终各成分的含量相同即可。

二、 然后开始探究为什么要在一定条件下，在什么条件下，主要是研究什么样的化学平衡有这样的等效平衡状态

仍然以SO2的催化氧化反应为例子进行分析

问题一：假若在一个容积不变的1L的密闭容器中充入4molSO2和2molO2，在恒温下反应达到平衡状态，然后将容器从中间截开，两部分中的平衡状态会不会变？当然不会改变。

原因：相当于把原组分分成两半在两个容器中进行，物质的量减半，体积减半，浓度不变，平衡不移动。也就是说反过来我们投入等倍量的物质，体积增倍，相当于浓度不变，压强不变，平衡不移动，因此达到平衡时与原平衡等效。由此我们可以得出这样的结论：说明恒温恒压，等倍量投入反应物平衡没有移动，两平衡等效。

问题二：假若把它们压缩为原容器一半体积，在恒温下反应达到平衡状态，平衡状态会不会变？为什么？会改变，相当于加压。

4molSO22molO22molSO21molO22molSO21molO24molSO22molO2

问题一问题二

结论：恒温恒容，对于像这样气体分子数会改变的反应[2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）]，等倍量投入反应物，相当于对原平衡加压，由于气体分子数不同，气体浓度改变不同，平衡会移动，与原平衡不等效。

问题三：如果气体体积不变的可逆反应，恒温恒容下投入等倍量的气体，平衡会不会移动？H2（g）+I2（g）2HI（g）

1molH21molI22molH22molI2

问题三

结论：恒温恒容，对于像这样气体分子数不变的反应等倍量投入反应物，也相当于对原平衡加压，但由于气体分子数不变，两边气体浓度改变相同，平衡不移动，只是各组分的浓度增倍，百分含量仍相同，因此与原平衡等效。

综合上面的讨论分析，等效平衡状态一般研究有气体物质的可逆反应，包括恒温恒容下的等效平衡和恒温恒压下的等效平衡两种情况，且与两边气体分子数是否相等有关。

三、 归纳总结等效平衡状态的分类与判断：分清三种类型

1. 恒温恒容条件下的体积可变反应。判断方法：极值等量即等效。

如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质，其物质的量与对应组分的起始加入量相同，则建立的化学平衡状态是等效的。

常温、常压下的可逆反应：

2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）

①2mol1mol0mol

②0mol0mol2mol

③0.5mol0.25mol1.5mol

上述①②③三種配比，按方程式的化学计量数关系均转化为反应物，则SO2均为2mol、O2均为1mol，三者建立的平衡状态完全相同。平衡时各物质的百分含量及浓度均相同。

2. 恒温恒压条件下的体积可变反应。判断方法：极值等比即等效。

实例：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）

①2mol3mol0mol

②1mol3.5mol2mol

③4mol6mol0mol

上述①②③中n（SO2）∶n（O2）=2∶3，故互为等效平衡，平衡时各物质的百分含量及浓度均相同。

3. 恒温恒压条件下的体积不变反应。判断方法：极值等比即等效。

实例：H2（g）+I2（g）2HI（g）

①1mol1mol0mol

②2mol2mol1mol

③00amol

上述①②③中，全部反应到反应物一侧时n（H2）∶n（I2）=1∶1，故互为等效平衡，平衡时各物质的百分含量相同，浓度成比例。

教学感想：备学生的重要性。让学生先理解再归类、巩固练习，把课堂还给学生，让学生成为课堂的主人。本节结合容器模型的构建帮助学生理解什么样的化学平衡在什么条件下可等效平衡，什么条件下不行。这也是作为老师的我们应重点反思的地方，如何才能使设计的问题更符合学生的实际基础，不造成对学生的思维积极性的挫伤和时间的浪费，提高学生学习的兴趣和自信心。这就要求在教学设计时对学生学情要全面掌握。只有这样才能设计出符合学生实际的实用的教学案。

参考文献：

[1]韩海清主编.《高中总复习导与练》.新世纪出版社，2016年，P113.

作者简介：

张伟，福建省漳州市芗城中学。endprint