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高中化学中对化学平衡原理的巧用与探究

作者:未知

  摘 要:高中化学中有关于化学平衡方面的知识是教学的重点内容,在高考的化学卷面考试中它的分值也占着较高的比重。要解决化学平衡的相关问题,高中生就需要掌握一些判断方法及与其相关的解题技巧,例如平衡法,差量法等等。掌握这方面的知识有助于提高学生的学习效率,让其更加灵活的分析复杂的化学反应。本文中笔者以日常教学经验为切入点,对此类问题进行了分析探究,希望对完善高中化学教学有所帮助。
  关键词:高中化学;化学平衡;判断;方法与技巧
  一、 高中化学平衡原理简介
  化学平衡原理是高中化学学习中最常见的内容,在许多习题中都有体现,而且对于高中化学学习具有重要的意义,是认识化学规律的重要途径。在高中化学中所涉及到的可逆反应,在一定条件下达到平衡状态时,反应物和生成物的浓度不再改变,这是化学反应平衡的主要标志。当化学平衡不发生移动时,反应物和生成物的浓度不再发生改变。在可逆反应中当正反应的速率等于逆反应的速率,而且混合物中的各组分浓度不发生变化时,那么就达到了化学平衡状态。对于一定条件下的可逆反应,当物质消耗的速率与生成速率一致时,那么也达到了化学平衡状态。在化学平衡原理中,化学反应生成物的浓度等于消耗的物质,在化学平衡移动的过程中物质的量不变,遵循物料守恒等规律。
  二、 判断化学反应达到平衡的技巧分析
  (一) 直接判断一个化学反应达到平衡的技巧
  在高中化学中,化学平衡是指在一定条件下发生的可逆反应,正反应速率与逆反应速率是相等的,而且,反应混合物中各组分的浓度不再发生变化。也可以说,v(正)=v(逆),即为化学平衡。我们可以根据化学平衡的概念去判断一个化学反应是否达到平衡,当v(正)=v(逆)时,有时涉及到化学反应物质的浓度变化的计算,有时候也涉及到化学键的断裂。例如,在实验室进行CO2的制取时,CaCO3+2HCICacl2+CO2+H2O,当化学方程式两端的氯化钙和稀盐酸的浓度不发生改变时,说明化学反应达到平衡。
  (二) 根据其他方法判断化学反应达到平衡的技巧及解题方法
  对于有色物质参加或者生成的可逆反应体系,当物质的颜色不发生改变时,可判断化学反应达到平衡,例如:HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2+H2O的化学反应中,我们可以发现,化学方程式两端都有有色物质的参与,当生成气体氯气的黄绿热不随时间发生改变时,我们可以断定的化学反应达到了平衡状态。高中化学教师应该在化学教学中培养学生举一反三,以此类推的逻辑思维能力。3Cu+8HNOs(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O的化学反应中,学生依然可以根据一氧化氮的颜色不再发生改变来判断该化学反应达到平衡。教师应该在对学生的反复的练习中,通过大量的习题,使学生掌握在可逆反应中,当物质的颜色不发生改变时,可以断定该化学反应达到平衡这一结论。
  对于恒定容量的容器来说,当反应体系内的气体总压强保持不变时,我们可以确定化学反应达到平衡状态。例如:4NH3+5O24NO2+6H2O的化学方程式中,根据我们初中时期学习的质量守恒定律可以知道,容器内混合气体的总质量不变,容器的体积在化学反应过程中也未发生任何变化,说明混合气体的总压强没有发生改变,混合气体的密度保持不变,此化学反应达到了平衡状态。
  根据图像解决化学平衡问题,在图像分析过程中,教学目标应该使学生明晰图像横坐标、纵坐标代表的意义;曲线的起点、终点以及拐点所提示的内容;重点的关注曲线的走向。我们在进行中知道,对于一个化学可逆反应来说,催化剂的参与,环境温度的改变均会使化学反应受到影响,使化学反应向正向进行,或者向逆向进行。因此,学生要根据图像判定化学反应是否达到平衡时候,如果图像的纵坐标是速率时,注意到曲线的陡峭程度越大,即斜率越大时候,说明化学反应正在加速进行着,当达到某一时间点,斜率变为0是,我们可以肯定的判断,该化学反应达到了平衡状态。
  三、 化学反应平衡原理的研究
  (一) 逆
  即化學平衡反应均属于可逆反应,反应物与生成物是不可能在化学反应中完全消耗殆尽的。因此高中生在考试中判断化学平衡的选择题时,如果有出现不是可逆反应的化学方程式,就可以根据这一-特征直接将无效选项排除,节约了做题时间,提高了化学学习效率。
  (二) 等
  当化学反应正反应速率与逆反应速率相等时,可以判断化学反应达到平衡。
  (三) 定
  可逆反应中,当反应混合物中各组分的百分含量不发生改变时,化学反应达到了平衡。所谓的百分含量,就是该物质的质量与参加总质量的比例。NH3+H2ONH3·H2O中,当三种物质中的其中任何一种物质的百分含量不发生变化时,该反应达到了平衡状态。
  (四) 变
  在可逆反应进行过程中,当外界条件发生改变时,例如容器的体积发生变化、环境的温度发生调整、催化剂的加入等等,均可以打破化学反应的平衡状态,使正反应速率与逆反应速率不等。因此,学生在进行化学平衡状态的判断或者计算时,一定要审清题意,再下笔答题。
  (五) 动
  学生在长时间的练习中可以总结出:所谓的化学平衡反应,其实质是一种动态的平衡过程,正反应和逆反应时刻都在同步进行。2SO2+O22SO3的化学反应中,当二氧化硫的“溶解”速率与三氧化硫的“结晶”速率相等时,该可逆化学反应达到平衡状态。
  四、 总结
  高中化学中化学平衡原理经常会出现,恰当运用这一原理能够提高化学学习的趣味性,降低对于知识点的理解难度。依托化学平衡原理熟练掌握各类平衡系能够简化复杂、晦涩难懂的反应原理,本文中笔者对此类问题进行了分析探究,希望对推进相关工作的落实有所帮助。
  参考文献:
  [1]周芃玮.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.
  [2]汪勇.高中化学中巧用化学平衡原理的研究[J].科普童话:新课堂,2016(42).
  [3]王才福.高中化学平衡原理的巧用研究[J].文理导航,2017(23):81.
  作者简介:
  孙亮,黑龙江省双鸭山市,黑龙江省双鸭山市友谊县农垦红兴隆管理局第二高级中学。
论文来源:《读天下》 2019年3期
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