高中化学教学中化学平衡原理的应用

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高中化学教学中化学平衡原理的应用

摘要:在高中化学学习中,化学平衡原理是难点也是重点内容,该原理可反映化学的本质,能够让学生对化学反应蕴含的规律进行总结与归纳。而实际上,学生要熟练掌握这一原理具有一定难度,严重时甚至会打击学生学习化学的信心。文章主要针对化学平衡原理的应用进行分析,以帮助学生掌握化学平衡原理的知识和运用技巧。

关键词:高中化学;化学平衡原理;化学反应;学习技巧

在化学反应过程中,待化学反应达到一定程度的时候,没有继续出现反应现象,而反应物和生成物处于逐渐稳定的状态,即被称为化学平衡,其实质是指化学本身蕴含的规律性。在这些化学反应过程中,反应物与生成物都不会发生数量变化,但却会以其他的物质形态而存在。由此可见,化学平衡这一原理在本质上类似于质量守恒原理。这部分化学知识在高中化学知识体系中占据着重要地位,大纲要求学生能够对这一原理进行理解,并掌握其应用技巧。

一、化学平衡状态的判断技巧

1.基于化学平衡的基本概念

学生要理解化学平衡知识点,其重难点都在于判断化学反应的平衡状态。而判断方法有多种,以化学平衡基本概念入手是其中的一种方法。在某一特定条件下发生的一种可逆反应,其正、逆的反应速率是相等关系,即在V正=V逆的情况下,可认为该化学反应处于平衡状态。在某些化学反应中,会涉及参与反应物质的相关浓度变化计算,这就要求学生能够掌握这一计算方法,去判断化学平衡状态。例如,在制取二氧化碳的化学反应中,其化学方程式分别含有氯化钙与稀盐酸,若是两者浓度都不再发生变化,即可表明该化学反应处于平衡状态。

2.有色物质参与可逆反应的判断

在判断化学平衡状态时,也可从可逆反应的具体现象来入手,尤其是有色物质参与化学反应的情况下,更利于学生去判断。若是某个参与反应的物质有颜色,那么该化学物质的颜色会随着化学反应的进行而出现变化,一旦变化停滞或消失,则可判断该化学反应是平衡状态。例如,在化学反应4HCl(浓)+MnO2=MnCl2+Cl2+2H2O中,其等号两端的化学方程式都存在有色物质。在这个化学反应中,若是生成的氯气呈现的黄绿色没有再随着时间变化而变化,则可判断该化学反应已经达到平衡状态。在教学这部分的判断方法及技巧之后,教师可借助更多的类似题目来巩固学生所学知识,并锻炼其类推能力。例如,在化学反应3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O中,其生成的NO的颜色若是没有再发生变化,则可认为这一化学反应处于平衡状态。

3.基于化学反应环境的不同

除了上述两种判断方法,也要依据化学反应环境的不同,灵活采用相对应的判断标准。若是在密闭恒定容量容器中发生了化学反应,那么容器内的气体压强没有再出现变化的时候,可认为该容器内处于化学平衡状态。而教师在教学的过程中,也要注意讲解客观因素(如温度)对化学平衡状态的影响,让学生更全面地掌握相关知识。如果化学反应出现吸热或者放热情况,那么学生可结合温度变化予以判断。若是温度趋向稳定,那么表明化学反应慢慢处于平衡状态。在三氧化二铁和铝的化学反应中就很容易受外界温度影响,一般需要在高温环境下进行化学实验,且其化学反应会释放大量的热量。因此,学生在观察这一化学反应时,应该明白温度趋向稳定时,即意味着其处于化学平衡状态。

二、化学平衡原理解题技巧的例题分析

化学平衡原理虽然看似简单,但是在实际运用中,学生却依旧难以对其进行很好的理解和掌握。下面以一道与化学平衡原理相关的题目为例,探讨学生在化学平衡原理学习中容易犯的错误,并分析正确的解题方法。例题:在恒温的状态下,在某固定容器内进行化学实验,其发生的正化学反应为2NO2→N2O4,这一正反应可以释放热量,待化学平衡后,如果分别单独改变以下条件,等到重新达到化学平衡状态之后,可以减少平衡混合气体相对分子质量。有四个答案选项,其中三个分别是通入N2、NO2、N2O4,而最后一个选项则为升高温度。学生在思考和解答该题时,容易陷入解题误区而选择NO2这个答案。这部分学生认为,NO2的通入会增大其体积分数,结合化学平衡原理可知,平衡趋向减弱状态,但不会彻底消失,可得出NO2的体积分数增大的结果,进而得出气体相对分子质量下降的结论。只是题干中提示了其化学反应物仅为一种,NO2的通入会引起压强上升,而化学平衡却会以右边为转移方向,在这样的情况下,NO2的体积分数下降,而混合气体相对分子质量却反增。而通入N2,平衡不会出现移动,但是其相对分子质量却会比通入NO2时的相对分子质量更小。综合可知,这一题目应该得出答案为N2,而学生需要继续思考,在升温前提下,化学平衡的转移方向为生成二氧化氮的方向,也就是发生吸热现象的方向。在这个过程中,相对分子质量会下降,学生可以此得出正确答案。

三、结束语

总之,教师应该重视化学平衡原理这个重难点内容的有效教学,引导学生掌握化学平衡原理这一知识点,促使学生掌握应用化学平衡原理的方法,增强其解答相关化学问题的能力,从而实现化学课堂教学效率的大幅提升。

参考文献:

[1]修凤艳,马颜红,王梅.“化学平衡理论”的教学思考[J].中学化学教学参考,2017(10)

作者:李铁 单位:江苏省沛县张寨中学