摘要:化学平衡原理是高考的一个重要考点,在单选题、不定项选择题、计算题等各类题型中都会涉及这部分内容。本文通过简述判断化学反应达到平衡的技巧和方法及扩展学习,以期帮助学生更好地掌握这部分内容。
关键词:高中化学;平衡原理;方法
一、直接判断一个化学反应达到平衡的技巧
可逆反应是高中化学平衡原理学习阶段的一个重要概念,理解领悟这个概念对如何满足化学平衡的条件具有重要意义。某个化学反应在发生过程中,不仅存在着正方向发生的正反应,还存在着与正方形相反的逆反应,那么该化学反应就是可逆反应。在大自然环境中,可逆反应一般存在于绝大多数的化学反应里面。因此,大家会疑惑:可逆反应与化学平衡原理之间有怎样的内在联系呢?答案是可逆反应中往往伴随着化学平衡,而非可逆反应中没有伴随着化学平衡。那么,可逆反应在进行到什么程度或什么状态,它才能达到平衡状态呢?平衡,从字面意思来理解,就是各个化学物质已经处于相对稳定的状态了,也就意味着正反应速率和逆反应速率相等。正反应速率和逆反应速率是否相等是直接判断一个可逆反应达到平衡的重要方法。
二、根据其他方法判断一个化学反应是否达到平衡
直接判断化学平衡的方法是比较简单的,但是大多数的出题老师是不会在题目中直接给出可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等这一条件。题目的条件中一般会隐藏着该化学反应是否达到平衡,因此需要学生耐心阅读,挖掘出化学平衡的满足条件。虽然比较困难,但是这样才能真正地考察出学生是否掌握了化学平衡原理。在实际生活中,我们不会直接看出化学反应的速率,要通过测量去判断速率。下面是笔者在实际学习过程中总结下来的判断化学平衡的一些经验。
(一)有气体参与的化学反应
在出现气体的可逆反应中,我们要特别注意:气体的压强、颜色和体积的变化。课本中给出了平均摩尔质量的计算公式,平均摩尔质量=总质量/总的物质的量。其标准单位为kg/mol。例如,当可逆反应中,只有气体来作为反应物和生成物的时候,并且反应物和生成物的物质的量不相同,若是达到了化学平衡状态,则说明总的物质的量已经恒定,不再变化。反之,如果总的物质的量没有趋于稳定,则表示该可逆反应不能满足化学平衡的条件。
需要注意的地方是,这类只有气体参与的化学反应中必须满足一个前提,即反应物的物质的量不能与生成物的相等。如果在这类都是气体参与的化学反应中,平均物质的量一直没有改变,那么,不能单纯地用平均摩尔质量这个物理量来辨别其是不是否处于化学平衡中。
怎么计算总物质的量呢?我们可以通过公式解决,一般都把可逆反应按照在标准情况下进行。气体的物质的量=气体的体积/标准状况下气体的摩尔体积(22.4L/mol)。
另外,如果我们根据气体的颜色来判断化学平衡时,需要注意满足的条件是反应物与生成物两者之间的颜色是可以看出差别的。当密闭的环境中,压强不再改变,气体的颜色也保持不变后,那么该反应达到了化学平衡。反之,说明反应没有达到化学平衡。
化学反应中,一旦有气体出现,我们就要认真读题,找出题目中满足化学平衡的条件。
(二)通过温度来判断是否达到化学平衡
反应物在参加反应的过程中,它们的化学键会断裂,重新组合成新的化学键,生成新的物质。在新旧化学键交替的过程中,会发生能量的变化。所以温度变化是会发生在任何一个化学反应中的。因而,化学反应被划分成两类,即放热反应和吸热反应。
当可逆化学反应发生在一个相对理想的环境中时,在没有达到平衡状态的时候,温度一定会有变化。相反,如果该环境的温度保持不变,则证明满足了化学平衡的要求。
(三)有固体和液体参与的可逆反应
在这一类化学反应中,我们要根据:反应物和生成物的量不再变化这个特性来判断该反应是否达到了平衡。
即使是刚形成的化学平衡,如果我们改变外界条件,平衡就会被破坏。如何判断反应方向,需要依靠化学平衡移动原理(勒夏特列原理),即平衡建立后,如果加大反应物的浓度或减少生成物的浓度,反应向正方向移动;增大压强,平衡会向气体压强小的方向移动;升高温度,反应向吸热的方向移动;催化剂不会破坏化学平衡。
[HTH]三、化学平衡原理在生活中的广泛应用[HT]
不仅化学反应中体现着相对平衡,我们生活的自然界也有对平衡。这些例子比比皆是,人类只顾自己的生活能多些舒适,于是不计后果地砍伐森林,导致森林存量锐减,植被破坏,土地流失。过了一些年后,我们才发现由于植物数量的减少,不能吸收掉我们生活中排放的大量温室气体,造成气候越来越暖,产生“暖冬”的现象;缺少了绿地和植物的保护,各地频发沙尘暴、洪水等自然灾害;生活垃圾也难以被微生物降解;就连煤炭、石油、天然气等生活必须品的供应也不能被正常满足,这时我们才领教了大自然的威力;我们才知道自然界也需要平衡。于是,我们才领悟到既要金山银山,又要绿水青山的道理。在未来,我们国家必须倡导发展绿色化学工业,积极开展植物造林和退耕还林的双向举措,尽力地保护好生态平衡,造福于子孙后代。
四、结语
综上所述,化学平衡原理是一个重要的知识点,是高中生必须面对的一项挑战,在考试中占着很大的比重。因此,我们要高度重视化学平衡的学习内容,踏实地掌握判断方法。在平时练习中,根据具体题目条件,科学分析,理性对待,多方面考虑反应物和生成物在物质的量、气体体积、温度、气体压强等在达到化学平衡时有什么变化,做到融会贯通、学为己用。
參考文献:
[1]李广虎.关于化学平衡相关概念学习策略的研究[J].化工管理,2017(10).
[2]周梵玮.高中化学中对化学平衡原理的巧用研究探讨[J].教育(文摘版),2016(12): 00104.
[3]哀进.高中化学中对化学平衡原理的巧用研究[J].教育科学:全文版,2016(4): 00216.
作者简介:唐晨昊(2000),男,汉族,山东淄博人,研究方向:化学利用。