高中化学中对化学平衡原理的巧用研究

作者:未知

  摘要:高中是学生学习最重要的时期,直接关系到学生未来的发展。在高中阶段,化学是一门重要的教学科目,在考试的总成绩上也占有一定的比例,因此,教師要重视学生化学学科的学习。化学平衡原理是高中化学重要的教学内容,几乎贯穿了整个高中化学,如果学生不能够掌握化学平衡原理的话,会直接降低学生的化学解题能力。本篇文章主要通过研究化学平衡原理的运用技巧,进而归纳化学平衡原理解题的基本技巧,从而使高中生能给更好的运用化学平衡原理解题。
  关键词:高中化学;化学平衡原理;研究
  引言:
  对于高中化学来说,就是初中化学知识的延伸,无论是在教学内容的难度上还是在教学内容的广度上都进行了提升。化学平衡原理是高中化学教学中一项重要的教学内容,同时也是教学的一个难点,在归纳总结化学反应蕴含的规律、反应化学的本质等方面具有很大的帮助作用。高中生必须要花费大量的时间和及精力,才能实现对化学平衡原理熟练的掌握和应用。
  一、化学平衡原理的概念
  对于化学平衡原理来说,主要的应用对象是可逆的化学反应。化学平衡原理指的是一定量的反应物在一定温度下,在密闭容器中所发生的可逆反应,使反应物和生成物的质量形成反比,就是在反应物不断消耗的过程中,生成物的量会随之增加,且正反应的速率也在逐渐减小,逆反应速率随之逐渐增大,直至两者的反应已进行到一定程度,并且在特定的时间内,正、逆反应的速率达到相等的状态,且各反应物与生成物浓度呈现稳定的状态,即两者的反应已进行至极限状态,这时的状态便可称为化学平衡[1]。
  二、能够判断达到化学平衡的方法
  (一)依靠反应物和生成物的颜色进行判定
  在一些化学反应中,会存在带有颜色的反应物或者生成物,一旦出现这种情况,就能够依靠反应物或者生成物的颜色判断化学反应是是否达到平衡的状态。例如,教师在教学浓盐酸与二氧化锰发生化学反应生成氯气的反应中,对应的化学方程式为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,在这些反应物和生成物中,二氧化锰和氯气都是带有颜色的物质,在这次化学反应中,能够对氯气的颜色变化进行观察。如果随着时间的推移氯气由原本的黄绿色不断变化,就说明没有达到平衡状态;如果氯气的颜色深度停止发生变化,则说明氯气浓度不再发生变化,即上述化学反应属于符合化学平衡原理。此种方法需要学生在日常的化学学习中不断进行常见化学有色物质的总结和归纳,方便在化学反应过程中利用常识进行判断[2]。
  (二)运用化学平衡常数进行判定
  在化学反应中,常数k值的大小与正反应的程度呈现出正相关的情况。常数k与反应物和生成物的浓度无关,意思是对于同一个反应,改变反应物或生成物的浓度,平衡虽然按勒夏特列原理的方向移动,但达到新平衡后,平衡常数并未改变。此外,由于化学平衡常数k不受催化剂、压强以及浓度影响,但是其受温度影响,因此在化学反应中能够依据化学反应平衡常数k进行热效应问题判断,化学反应过程中如果出现吸热反应,温度升高则k值增大。
  (三)有固体和液体参加的反应
  在高中化学教学中,液体或者固体参加化学反应的情况十分常见,在这种化学反应中,气体的体积是否相等是不会影响到平均摩尔质量的,能够直接确定化学反应是否已经达到了平衡的状态。不仅如此,也是存在意外情况的发展,教师要在实际教学中需要格外强调例外的情况。例如,在一定条件下,一氧化碳和氢气发生化学反应会生成炭和液态水,这时混合气体的平均摩尔质量M=15g/mol可以确定,但是不能确定该化学反应达到平衡,反而在混合气体的平均摩尔质量M≠15g/mol时,一氧化碳的物质的量和氢气的物质的量相等时,说明该反应为达到平衡状态。
  (四)在密闭容器中的化学反应
  在密闭的空间中,类似于浓度、速率以及压强都化学反应的条件如果发生变化,会直接破坏化学的平衡状态。例如,例如:4NH3+5O2=4NO+6H2O,在保证化学反应条件不变的情况下,向密闭的容器中注入氦气,则由于惰性气体的加入容器内的气体总压强增大,但是在容器体积不变的情况下,反应物和生成物浓度不发生改变,反应速率不变,因此依然满足v(正)=v(逆),该化学反应处于平衡状态;但是如果将氦气换成氨气,则反应物浓度增加,正反应速率增大,v(正)>v(逆),平衡正向移动[3]。因此在此类实验中,如果需要判定化学反应是否处于平衡状态,需要将化学条件的变化情况作为可逆反应平衡状态判定的一个重要参考因素[3]。
  (五)通过图像进行判定
  想要判断是否已经达到化学平衡,利用图像的方式也能够进行正确的判定。例如,在一些化学平衡试题中,会出现很多坐标的图像,主要是考察学生对图像横坐标、纵坐标、曲线的起点或者拐点等位置的含义。所以在高中化学教师要注意培养学生一定的图像认知能力,这样能够帮助学生通过图像就能够判定化学平衡的状态。在图像中,假设纵坐标代表反应速率,则学生能够结合曲线图像获知化学反应速率大小,曲线斜率和化学反应的激烈程度呈正相关,当曲线斜率为0时,则可以判定该化学反应已经处于平衡状态。
  三、化学平衡原理在生活中的运用
  (一)用热浓的Na2C03溶液除油污
  对于油污来说,其主要的成分是油脂,而油脂和酸或碱在高温的状态下先和谁发生水解反应会生成相应的高级脂肪酸和甘油。油脂水解反应也是可逆反应,若用酸性物质做催化剂,水解反应不完全。若用碱性物质作催化,水解反应完全。而纯碱的碳酸根离子水解后显示碱性,油脂在碱性溶液中生成溶于水的高级脂肪酸盐和甘油容易清洗,碳酸钠溶液中碳酸根离子水解是吸热反应,升温促进水解,溶液碱性强,去污效果就好[4]。
  (二)平时应用的泡沫灭火器
  泡沫灭火器中的主要成分为硫酸铝和碳酸氢钠溶液,在平时不用的状态下,会将二者分装在不同的容器中,一但需要使用时,将灭火器倒立,使二者进行混合而发生双水解反应,生成二氧化碳气体和沉淀,不利于燃烧的条件,有利于扑灭火势。
  (三)酒驾时的酒精测试
  在日常生活中,经常会在马路上看到交警检查可疑车辆,会让司机在仪器上吹一口气,倘若仪器中的物质发生变色的情况,司机就要接受相应的处罚,证明他是酒后驾驶,违反了道路交通管理条例,酒精测试仪中的橙色物质是重铬酸钾,人们饮酒后,血液中的酒精含量增多,人在呼气的时候就会有乙醇蒸汽呼出,乙醇蒸汽遇到了重铬酸钾就会变成绿色物质,酒精测试仪中还加入硫酸,在硫酸中反应,可以判定司机是否酒驾,酒精测试仪的发明和广泛应用,客观上加强了酒后驾驶的查处力度,让违法者被查出来的几率大大的增加,同时也让他们接受的处罚更加有剧可依。
  四、结束语
  综上所述,化学平衡原理在生活中的应用十分的广泛,并且在高中化学教学中也是重要教学内容,所以教师在化学教学的时候,要注意培养学生对化学反应平衡原理的巧妙应用,为学生的化学学习能力提升提供助力,促进高中生的化学成绩提升。
  参考文献:
  [1]王一帆. 高中化学中对化学平衡原理的巧用研究[J]. 化工管理, 2016(9):29-29.
  [2]闫萍. 微探高中化学中对化学平衡原理的巧用[J]. 考试周刊, 2017(30):143-143.
  [3]刘卓然. 高中化学中对化学平衡原理的巧用研究[J]. 同行, 2016(15).
  [4]安发光. 高中化学中对化学平衡原理的巧用研究[J]. 学苑教育, 2017(9):96-96.
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