高考化学中平衡常数应用例谈
2021-07-11桂发勇
桂发勇
[摘 要]化学平衡常数包括浓度平衡常数和压力平衡常数,随着高中化学教材的不断修订,它们出现的频次增加了,应用的场景增多了,运用平衡常数可以判断平衡移动的方向,而在进行平衡常数运算时需要注意反应条件。文章结合近几年的高考题对平衡常数的应用进行分析。
[关键词]平衡常数;浓度平衡常数;压力平衡常数
[中图分类号] G633.8 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058(2021)14-0080-03
2003年教育部颁布了《普通高中化学课程标准(实验)》,规定了高中化学课程的结构,共设8个课程模块,对应8册高中化学教材(必修2册+选择性必修3册+选修3册),目前正在使用的有人教版、鲁教版、苏教版等版本,在选择性必修模块《化学反应原理》中普遍增加了运用化学平衡常数来解决问题的篇幅。
高中化学需培养学生的“证据推理与模型认知”化学学科核心素养,即让学生能利用各种证据,基于证据进行分析推理,能解释证据与结论之间的关系,确定形成科学结论所需要的证据。我们知道,高中化学教材中出现了许多平衡问题,相应的平衡常数名称也变得很丰富,如溶解平衡、化学平衡(Kc或Kp)、电离平衡(Ka或Kb)、盐类水解平衡(Kh)、水的电离平衡(Kw)、沉淀溶解平衡(Ksp)、配合物的平衡(稳定常数K稳)等。而以化学平衡常数计算为主题的内容大量出现,它能帮助我们解释很多表面看上去十分抽象的问题。本文主要对平衡常数能解决哪些常规的平衡问题,以及不同版本教材中的浓度平衡常数和压力平衡常数的有关计算及它们之间存在的定量关系,做一些分析梳理,希望对同行有所裨益。
一、据平衡常数可推证压强改变对平衡移动的影响
苏教版教材中关于压强变化对平衡的影响可根据合成氨工业的数据柱状图得出結论。实际教学中,很难通过实验去验证结论,因为增大压强是在缩小体积,即使平衡不移动,各组分的浓度仍然是增大的。基于这种情况,教材引入了平衡常数,据此,平衡如何移动的教学不再苍白无力。
平衡思想、证据观念是高中化学学科核心素养的重要内容,培养学生严谨的思维也是高中化学教育的核心任务。在平衡常数的应用中,一方面要运用动态平衡的观点分析化学反应,在一定条件下预测反应的移动方向,另一方面需要基于证据进行分析推理,证实和证伪都需要依据条件,决不能为了凑答案形成逻辑矛盾,这是我们教师在教学中需要慎之又慎的。
(责任编辑 张 简)