高中化学中对化学平衡原理的巧用研究

2020-06-28 19:21龚哲杞
大众科学·下旬 2020年7期
关键词:化学平衡高中化学

龚哲杞

摘 要:随着课程改革的推进与核心素养培养的要求,成绩已不再是衡量学生学习效果的唯一指标,学生的思维能力、学习能力等综合素养才是教学和学习的重要内容。高中化学属于重要的高中理科课程之一,相对于初中阶段化学知识,学习范围和难度都有所提高。在高中化学教学之中化学平衡原理是其中的重点,同样也是难点,该原理会帮助学生梳理化学反应的一般规律以及化学反应的实质。化学平衡原理在当下的考查中也是一项重要的考点,涉及到的题型也不确定。所以要想提升成绩并掌握好高中化学就一定要充分理解化学平衡原理以及一些具体的应用技巧。

关键词:高中化学;化学平衡;平衡原理

引言

德国著名的教育学家第斯多惠曾提出:“一个懂得传递知识的教师只是一个合格的教师,一个教学过程中能够创造知识,并且引导学生自觉发现知识的教师才是一个优秀的教师。”可以说,教育不仅仅是知识的传递,教师也不只是一个知识传递的中介。教学是一门高级艺术,教师只有掌握了课堂教学这门艺术,才能提高课堂教学的质量。

一、高中化学中对化学平衡原理的理解

在化学的课堂教学时,教师可以利用化学平衡原理相关主题,说明化学平衡原理应用技术,以便更好地归纳和总结化学平衡的特点,将化学平衡原理应用技术准确传授给学生,讓他们在学习中应用这些技术,从而提高对平衡知识的理解度和解决问题的效率。学生要掌握化学平衡原理,必须重点理解以下几个词的本质。

(一)、化学平衡的研究对象是可逆反应,因此,标题中的一些化学式如果不是可逆反应,就可以直接排除,这与均衡反应完全无关。

(二)、“等”根据化学平衡原理的意义,教师强调反应过程中正反应速率和逆反应速率相等,并且速率不等零,掌握这种关系也能判断化学反应是否平衡。例如在实验中,如果反应物的溶解速度等于生成物的生成速度,那么该反应就达到了平衡状态。

(三)、“定”是任何可逆反应,如果发现反应物、生成物混合物中各种成分所占的比例没有变化,可以说化学反应达到平衡。所谓比例包含物质的量百分比、体积分数百分比、浓度百分比等。

(四)、化学平衡是动态的,在化学反应过程中,物质的浓度、容器体积、外部温度、容器压强、催化剂添加等外部条件发生变化时,这些条件会打破外部的化学平衡,导致正反应速率、逆反应速率的变化。因此,学生必须仔细观察题目,理解外部条件的影响。

二、高中化学中对化学平衡原理的巧用策略

(一)、准确判定平衡状态

在使用该原理解决化学习题的时候看化学反应是不是处在一个平衡状态之中是非常重要的一个条件。通常情况下是针对其反应物的浓度实施计算,要是整个浓度不再产生变化的时候就可以依据该平衡原理判断整个化学反应处于一个平衡状态之下,对此学生们应该要熟练使用该反应物浓度的计算。要是出于可逆反应的时候也是可以以一些宏观反应为基础去判断平衡状态。例如:一些有颜色的反应物在发生化学反应的时候可以根据整个过程中的颜色去判断,要是颜色深浅不再产生变化的时候就是处于平衡状态。但是这种平衡状态一般都很难保持,很多因素都会导致其被破坏掉,比如温度是维持平衡状态一个非常重要的因素,但是实际反映过程中经常会发生温度变化,这时候要是温度达到一个稳定的状态时,就可以判定平衡。

(二)、巧用其他条件

(1)有气体参与的化学平衡反应的运用。在高中化学学习中,在化学反应中,如果反应物和生成物都为气体的情况下,而且反应前后气体的分子数目发生改变,这种情况下则需要运用质量守恒定理,即M=m/n来进行解答,其中已知M不变的话就说明该反应达到平衡状态。比例在N2+3H2=2NH3化学反应过程中,平均摩尔质量M保持不变,因此该反应达到平衡状态。但在化学平衡反应中当有气体参与时,还会存在个例,即反应前后气体分子数保持不变,M也保持不变,这种情况下则无法说明该化学反应达到平衡状态。因此,在化学平衡原理运用时需要掌握具体的条件。

(三)、有气体液体发生的反应

对于有气体发生的反应,当进行反应的反应物和生成物全都是气体,并且反应前后的分子数目有变化时,那么学生可以根据已经学习过的质量守恒定律以及公式,即平均摩尔质量M不变,根据公式M=m总/n总,就可以判断该反应是否达到了平衡的状态。例如,在生成物、反应物全为气体的N2+3H2=2NH3的反应中,因为是纯气体的化学反应,一旦在这个反应过程中其平均摩尔质量是一定的,就可以证明这个反应已经达到了平衡状态。需要注意的是,如果在反应前后气体的分子数目是不固定的,那么虽然平均摩尔质量不变,也不能够说明这一反应是否处于平衡状态。而对于有液体或固体产生的反应,不论气体的体积在反应前后是否相等,其摩尔质量都是不变的,那么就能够说明这个反应达到了平衡状态。当然,也有一些特殊的情况,例如CO和H2发生反应之后会生成H2O和C,这时虽然混合气体的平均摩尔质量是不变的,为15g/mol,但是并不能说明已经达到了平衡状态,反而当其平均摩尔质量不再等于15g/mol时,并且CO和H2物质的量相等时,才能够说明这个反应达到了平衡状态。

(四)、合理利用化学平衡常数解题

在实际化学学习中,学生学生还要通过利用化学平衡常数来进行解题,即根据化学平衡常数大小来正确判断可逆反应程度,这其中当化学平衡常数变大情况下,则反应会朝着正方向进行,相反,该反应会向着逆方向进行。

(五)、定期进行教学检测与反思

为确保学生的学习效率,教师应定期进行教学检测,可以使用当堂检测和课后检测的形式,也可以通过考试的形式。教师应根据学生的答题情况,掌握学生对知识的理解程度,对在学习中遇到障碍的学生予以帮助,并以此为基础调整教学方案和教学计划。教师也要对自身的教学进行反思,适当调整教学计划和教学方法,帮助学生更好地适应高中化学课程的学习。

结束语

化学反应平衡移动的实质就是向反应速率较大的方向移动,因此可以从改变反应物、生成物浓度,改变压强、温度等方面考虑。需要注意的是,添加催化剂会使得正逆反应同时、同倍数地加速,因此,反应速率始终恒定,化学平衡不发生移动。

参考文献

[1]刘晓芳.高中化学中对化学平衡原理的巧用研究[J].课程教育研究,2019(40):197.

[2]付东明.高中化学中化学平衡原理的巧用[J].中学化学教学参考,2019(12):36.

[3]许修齐.浅析高中化学中对化学平衡原理的巧用[J].云南化工,2018,45(02):250-251.

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