平衡移动对转化率影响的解决策略

2019-08-30 09:50王凯
课程教育研究 2019年34期
关键词:化学平衡反应物转化率

王凯

化学平衡移动的内容抽象、思维能力要求高,而判断转化率的变化对学生来说又是一个难点,此部分内容抽象,难于想像,他们往往把握不准而丢分。但若引入建模方法,将部分过程模型化,则可给学生以直观印象,起到事半功倍的效果,提高做题准确率。下面我就此体会说明如下:

一、建模方法概述

建模就是建立模型,就是为了理解事物而对事物做出的一种抽象,是对事物的一种无歧义的书面描述。建立系统模型的过程,又称模型化。可以通过对系统本身运动规律的分析,根据事物的机理来建模;也可以通过对系统的实验或统计数据的处理,并根据关于系统的已有的知识和经验来建模。还可以同时使用几种方法,实际建模时,必须在模型的简化与分析结果的准确性之间作出适当的折衷,这常是建模遵循的一条原则。

二、化学平衡中的转化率

1.定义:平衡转化率是指某一可逆化学反应达到化学平衡状态时,转化为目的产物的某种原料的量占该种原料起始量的百分数。

2.计算方法:如 aA+bB?葑cC+dD α(A)=(A的初始浓度-A的平衡浓度)/A的初始浓度?鄢100%=(c0(A)-【A】)/c0(A)?鄢100%

即:表达式:ɑ =n转化率/n起始量╳100%

三、化学平衡移动对转化率的影响

对于aA(g)+bB(g)?葑 cC(g)反应

1.改变温度。若升温平衡正向移动,则反应物的转化率均增大;若升温平衡逆向移动,则反应物的转化率均减小。

2.改变压强。探究压强对平衡转化率的影响时就可用建模思想,首先用建模方法建立模型:假设有一容器,一侧器壁可自由移动,其次分析:当这侧器壁向内移动时,就增大了压强(通过压缩体积来实现),此时若a+b>c,则平衡正向移动,A和B的转化率均增大。

当这侧器壁向外移动时,就减小了压强(通过扩大体积来实现),若a+b>c,则平衡逆向移动,A和B的转化率均减小。

若a+b

若a+b=c,则不论增大压强或减小压强,平衡均不移动,反应物转化率均不变。这些也都可通过建立模型来讨论推理。

3.改变反应物的浓度

(1)恒温恒容条件下

a.反应达到平衡后,若单独加入A,则增大了反应物A的浓度,平衡正向移动,A的转化率增大,B的转化率减小。

反应达到平衡后,若单独加入B,则增大了反应物B的浓度,平衡正向移动,B的转化率增大,A的转化率减小。

b.若按起始比例同时加入少量A和B,直接分析,变化因素多,不好分析,难度较大。若用建模的方法来解决,则可化繁为简,化抽象为具体,化难为易:先假设一密闭容器中,有一可自由移动的薄板,此薄板先将原有气体压缩,空出一定体积真空,供新加入的气体A和B充分反应,此时只要空间体积合适,则其达到平衡时与原平衡为等效平衡,即各反应物转化率相等,此时只需考虑将原有气体加压后,平衡移动情况。分三种情况:

(1)若a+b>c 加压后,平衡正向移动,反应物A和B的转化率都增大。

(2) 若a+b=c 加压后,平衡不移动,反应物A和B的转化率都不变。

(3)a+b

若不按起始比例同时加入少量A和B,则改变因素太多,无法讨论,在此不累述。

(2)恒温恒压条件下

a.反应达到平衡后按起始比例同时加入少量A和B,应用建模方法:假设一密闭容器中,其一侧器壁可自由移动。

反应达平衡后再按起始比例同时加入少量A和B,要保持恒压,需将器壁外移,从而体系体积增大,多出的空间,供新加入的气体A和B充分反应,空间合适,新反应达平衡后其与原平衡为等效平衡,反应物转化率相同,又由于原平衡不移动,反应物转化率不变,可综合得出:反應物A和B转化率都不变。

学生在解答化学平衡中转化率的变化得分率低,还有另一个原因是题目给的条件分析不透彻。因此,要在课堂上让学生理解转化率的变化,关键是教师要精选例题,特别要引导学生在审题过程中进行4个关注:一要关注容器是否可变,二要关注化学反应是否可逆,三要关注各物质的状态是否都为气体,四要关注反应两边气体体积是否相等。下面就设计以下例题帮助学生理解概念。

1.增大某一反应物浓度可使其它反应物转化率增大,自身转化率下降。

2.若容器体积不变,使其它反应物的浓度减小,则自身的转化率也下降。

3.若容器体积不变, 对于反应aA(g)+bB(g)?葑cC(g)+dD(g),达到平衡后,按原比例同倍数的增加反应物A和B的量。

通过建立模型,化抽象思维活动为具体可见,可操作的过程,思维过程清晰,可视,从而降低思维难度,提高学习效率和做题准确度,教师在教学中不断培养学生解决化学平衡问题的技巧和方法,则学生的思维将得以拓展,化学平衡移动原理就能运用自如。

猜你喜欢
化学平衡反应物转化率
我国全产业领域平均国际标准转化率已达75%
化学平衡状态的判断
数学方法在化学平衡学习中的重要应用
小题也可大做——由一道化学平衡题想到的
立足高考考点着眼化学平衡
初中化学中气体的制取、净化与干燥
曲料配比与米渣生酱油蛋白质转化率的相关性
化学反应中的能量变化考点点击
透视化学平衡中的转化率
化学平衡移动对反应物转化率的影响