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摘要:本文针对化学平衡移动方向在教学传授存在的错误认知,提出了对化学平衡移动方向进行判定的正确方法,简述了化学平衡移动的定义,并指出了勒夏特例原理在判断平衡移动中可以使用的应用条件。经探究分析中,详细阐述了化学平衡移动其实是一种过程变量。
关键词:化学平衡;移动方向;应用原理;研究分析
一、引言
在学习化学平衡移动方向课程中,学生对于化学平衡移动方向经常产生错误认知,根据课本中对化学平衡移动方向的定义可知,在化学中一个可逆反应在达到相对平衡状态以后,通过改变外界条件使温度、压强浓度产生变化。可使反应由原平衡状态向另一个新的平衡状态进行变化,这种反应物产生的反应变化即为化学平衡的移动,化学教研人员如何使学生正确判断化学平衡移动方向,本文在此提出了几个简单有效的判断方法。
二、问题的提出
在化学教师进行针对“化学平衡”传授授课中,遇到一个相关习题如下:
在恒温和恒容条件下,向一个1L密闭容器中加入1molSO3的气体,使其发生反应。
2SOz(g)+O2(g)达到一定平衡后,然后再在容器中加入1mol SO,观察此时平衡向什么方向进行移动?
根据本习题中关注的化学平衡移动方向,在进行激烈的讨论以后,学生最后对于本习题形成两种相关观点:
①平衡为正反应方向移动,根据勒夏特例原理可知,在对化学反应过程中,向其加入反应物,通过反应物的作用下SO3浓度增大,u正>u逆,所以平衡向正反应反向移动
②平衡为逆向移动,根据上述反应达到平衡以后,再次加入1molSO反应物,化学反应因此向正反方向进行,通过反应再次达到平衡以后,化学体系的压强相比原来压强要大很多,能够增大体系的压强。根据勒夏特例原理我们可以知道,在增大体系压强的情况下,平衡逐渐向体积较小的方向开始移动,即为逆向移动。
化学老师在进行授课完毕以后,在办公室与其他化学老师进行研讨此题,观点也是不同,同学们和老师做出的答案那个是正确的那,我们可以具体分析一下。
三、问题的解决比较三个概念
1.化学平衡的移动
在我国人教版教材高中教科书(必修加选修)化学》第2册第2章第3节“影响化学平衡的条件”此节中详细介绍了化学平衡移动的定义理论。一个可逆反应在达到平衡状态以后,当温度、压强、浓度等外界条件进行改变时,能够使反应由原本平衡状态向另一个新的平衡状态进行转化,所产生的这种变化即为化学平衡的移动。因为改变外界条件正、逆反应速度而产生的影响不同,所以使得化学平衡发生移动。当v正>v逆时,平衡向正反应方向进行移动,v逆>v正时,平衡向逆反反向进行移动。
2.化学平衡的效果
化学平衡的移动效果是通过化学平衡反应产生的移动效果,其只要求分析前平衡状态和后平衡状态两者相比情况下有着如何变化和不同。比如产生物质最终体积分数发生什么变化有何改变,与平衡移动方向有关无关,和新的平衡状态建立中的过程和途径有无关系。比如上述化学习题中,通过在原理平衡体系中再次加)',AmolSO3的反应物,达到再次平衡以后,通过使S03的转化率降低,达到SO3的体积分数增大,这些都属于平衡移动效果的分析范围之内。
3.化学反应进行的方向
通过在一个反应体系中加入任何一种反应物,使其浓度开始增大,化学反应平衡必会向浓度减小的方向进行移动。如果反应对象是一个已经达到平衡状态的体系,因为外界条件的改变使得化学反应移动方向产生的情况为v正>v逆,此结果可以证明化学平衡是向正反应方向进行移动
四、推导与证明
1.利用浓度商Qc和平衡常数K比较法判断
针对本化学习题,有多种证明方法可以得到正确的结论,可以采用浓度商Qc和平衡常数K比较法判断,对于一定温度下及压强下原本的平衡状态;
2.利用勒夏特例原理判断
通过勒夏特例原理我们可以知道,温度、浓度、压强等都是改变及影响平衡的条件。平衡都是向着逐渐减弱的此种改变方向进行移動。在本化学习题中,通过在其他具备的条件不发生改变的情况下,再在原来平衡中再次加入1molSO3反应物,使的S03在化学反应情况下浓度迅速增大,然而其他物质的浓度却不会发生改变。所以平衡必然是一定向着SO3其浓度开始减少的地方进行移动,此种平衡移动即为正反应方向平衡移动。
五、结语
根据以上综合分析以后可知,同学们提出的两种观点,观点2是正确的观点,化学老师所述习题中化学平衡是向正反应方向移动。此观点可以通过勒夏特例原理或者浓度商Qc和平衡常数K比较法判断证实。简单来说化学平衡移动具体是指从原本的化学平衡改变至新的化学平衡而建立的过程。其主要研究分析了各反应物在参与平衡反应中浓度所产生的变化,以及正反应速率和逆反应速率的变化。我们在判断化学平衡反应中移动方向可以通过勒夏特例原理来判断。本文所述的几种判断化学反应过程中平衡移动方向的方方在实际使用中都可应用,其方法是通过不断研究分析得到的判定方法。在以后实际教学过程中,化学教师也可以通过传授这几种方法使学生正确掌握判断化学平衡移动方向的能力。