高職無機(jī)化學(xué)中化學(xué)平衡教學(xué)探析

李邦玉

(蘇州市職業(yè)大學(xué) 教育與人文科學(xué)系，江蘇 蘇州 215104)

高職無機(jī)化學(xué)中化學(xué)平衡教學(xué)探析

李邦玉

(蘇州市職業(yè)大學(xué) 教育與人文科學(xué)系，江蘇 蘇州 215104)

高職無機(jī)化學(xué)中化學(xué)平衡內(nèi)容多,分量重,涉及面廣,學(xué)生學(xué)起來有一定難度.通過比較、分析、歸納化學(xué)平衡相關(guān)內(nèi)容,幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和掌握化學(xué)平衡的相關(guān)知識.

無機(jī)化學(xué)；化學(xué)平衡；教學(xué)

Abstract:It is very difficult to study the chemical equilibrium in inorganic chemistry for students in higher vocational college. This paper analyses, compares and generalizes the contents of chemical equilibrium, in order to help the students to study and grasp it.

Key words:inorganic chemistry; chemical equilibrium; teaching

無機(jī)化學(xué)是食品、醫(yī)藥、化工、環(huán)境、檢驗等專業(yè)的首要專業(yè)基礎(chǔ)課.無機(jī)化學(xué)中化學(xué)平衡內(nèi)容多，分量重，涉及面廣，跨度大，學(xué)生學(xué)起來有一定難度.探討這方面教學(xué)方法的文章不是很多，有啟發(fā)性、針對高職的內(nèi)容就更少了[1-2].通過多輪無機(jī)化學(xué)課程的教學(xué)，筆者試圖把教材[3]中涉及到的化學(xué)平衡內(nèi)容進(jìn)行梳理、歸納、總結(jié)，期望能對學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)平衡有所幫助.

1 由物理變化中的平衡引入化學(xué)平衡的學(xué)習(xí)

根據(jù)平衡的性質(zhì)，把平衡分為物理變化中的平衡和化學(xué)平衡.物理變化中的平衡是通過物理變化建立起來的平衡，如溶解結(jié)晶平衡、蒸發(fā)凝聚平衡、升華凝華平衡等.化學(xué)平衡是通過化學(xué)變化建立起來的平衡體系，如弱酸弱堿的解離平衡、鹽的水解平衡、配位反應(yīng)平衡.學(xué)好物理變化中的平衡對學(xué)習(xí)化學(xué)平衡有很大幫助.下面以物理變化中的平衡為例，如水的蒸發(fā)凝聚平衡、化學(xué)平衡中的NO2和N2O4間相互轉(zhuǎn)化平衡，說明它們之間的區(qū)別和相似處，如表 1 所示.可見兩類平衡雖然本質(zhì)上不同，但在表達(dá)形式、特征、圖示上都顯示出一致性，可以把已經(jīng)掌握的物理變化中的平衡知識遷移到化學(xué)平衡的學(xué)習(xí)上來.

2 由一般反應(yīng)解讀物質(zhì)解離

在學(xué)習(xí)電解質(zhì)解離反應(yīng)時，把其當(dāng)成特殊的化學(xué)反應(yīng).其中弱電解質(zhì)的解離反應(yīng)、難溶強(qiáng)電解質(zhì)的沉淀溶解反應(yīng)、配合物的解離反應(yīng)等作為可逆反應(yīng)處理，強(qiáng)電解質(zhì)的解離反應(yīng)作為不可逆反應(yīng)對待.這樣水溶液中的解離反應(yīng)就和一般意義上的化學(xué)反應(yīng)統(tǒng)一起來了，如表2 所示.

表2 一般反應(yīng)與解離反應(yīng)比較

3 由一般平衡推及特殊平衡

根據(jù)化學(xué)平衡體系中物質(zhì)存在的形式，化學(xué)平衡可分為非離子反應(yīng)平衡和離子反應(yīng)平衡.非離子反應(yīng)平衡包括氣相反應(yīng)平衡、氣固相反應(yīng)平衡、部分非水溶劑中反應(yīng)平衡等，都是以分子形式參與反應(yīng)，平衡常數(shù)一般就用KΘ表示.離子反應(yīng)平衡包括水的解離平衡、弱酸弱堿的解離平衡、易溶鹽的水解平衡、難溶鹽的沉淀溶解平衡、配位反應(yīng)平衡和部分非水溶劑中離子反應(yīng)平衡等，用KiΘ表示，隨體系的不同，下標(biāo)i 用不同的字母或文字代替，如w (water，水) 、a (acid，酸)、b (base，堿)、h(hydrolyse，水解)、sp (solubility product，溶度積)、d (dissociation constant,不穩(wěn))等.KΘ 常用來表示任意平衡常數(shù)，只要把反應(yīng)物和生成物換成相應(yīng)的物種就可以得出其他特殊平衡的表達(dá)式，如表3 所示.

表3 非離子反應(yīng)平衡和離子反應(yīng)平衡比較

4 由簡單平衡認(rèn)識復(fù)雜平衡

根據(jù)化學(xué)平衡的復(fù)雜程度，把化學(xué)平衡分為簡單平衡和復(fù)雜(多重)平衡.復(fù)雜平衡的每一步平衡就是一個簡單平衡，其平衡常數(shù)是相應(yīng)的幾個簡單平衡的平衡常數(shù)的組合，如表4所示.

5 計算物質(zhì)轉(zhuǎn)化 合并等價概念

有關(guān)化學(xué)平衡轉(zhuǎn)化率的概念比較多，在不同的體系中叫法不一樣，細(xì)究起來，其本質(zhì)上是一樣的，如表5所示.轉(zhuǎn)化率、解離度、水解度等都是比值:某物質(zhì)已轉(zhuǎn)化的濃度/該物質(zhì)初始濃度，其大小都表示物質(zhì)解離的程度大小;溶解度大小表示沉淀物溶解能力的大小，即沉淀轉(zhuǎn)化為離子的多少，也是一種轉(zhuǎn)化率.

表4 簡單平衡和復(fù)雜(多重)平衡比較

表5 化學(xué)平衡轉(zhuǎn)化率的比較

6 考察平衡移動 比較方向判據(jù)

判定一個反應(yīng)處于何種狀態(tài)，或判斷一個已經(jīng)平衡的反應(yīng)體系在新條件下的移動方向，在不同的體系中運用不同的判據(jù)，如表6所示.由表可知，三個判據(jù):反應(yīng)商判據(jù)、溶度積規(guī)則和電極電勢判據(jù)在形式上是一致的，都是用一個量和另一個量進(jìn)行比較，最后得出平衡移動的方向.

表6 化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)比較

7 結(jié) 論

化學(xué)平衡是無機(jī)化學(xué)中的重要內(nèi)容，所占份量很重，涉及到的面相當(dāng)廣，結(jié)合化學(xué)平衡教學(xué)，以此整合化學(xué)知識，如圖1所示.就章節(jié)而言，第二章、第三章、第四章、第七章為重點章節(jié);就領(lǐng)域而言，包括化學(xué)動力學(xué)、化學(xué)熱力學(xué)、電解質(zhì)化學(xué)、電化學(xué)、配位化學(xué)等.通過化學(xué)平衡的教學(xué)，可以串起大量的化學(xué)知識，同時，用學(xué)到的各類知識可以全面學(xué)習(xí)和深刻領(lǐng)會化學(xué)平衡問題.

在高職無機(jī)化學(xué)課程中,化學(xué)平衡內(nèi)容分散在多個章節(jié)中，占據(jù)較大分量，學(xué)生難以將有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行聯(lián)系融合, 學(xué)習(xí)有難度.但是，通過上述分析、比較、歸納，會使學(xué)生對該內(nèi)容更易理解、學(xué)習(xí)和掌握.

圖1 化學(xué)平衡知識體系簡圖

[1] 余新武, 陳紫妍. 無機(jī)化學(xué)原理中一致性原則[J]. 高師理科學(xué)刊,2009,29(4):101-105.

[2] 覃世輝. 淺析無機(jī)化學(xué)中的化學(xué)平衡及其應(yīng)用[J]. 河池學(xué)院學(xué)報:增刊,2007,27(1):115-118.

[3] 高職高專化學(xué)教材編寫組.無機(jī)化學(xué)[M]. 3版.北京:高等教育出版社,2008.

(責(zé)任編輯: 李 華)

Teaching of Chemical Equilibrium in Inorganic Chemistry Course in Higher Vocational College

LI Bang-yu
(Department of Education and Humanities, Suzhou Vocational University, Suzhou 215104,China)

G642;O61-0

A

1008-5475(2011)01-0080-03

2010-10-27;

2010-12-31

蘇州市職業(yè)大學(xué)博士啟動基金資助項目(2009BS01)

李邦玉(1968－),男,安徽宣城人,副教授,博士,主要從事金屬有機(jī)化學(xué)和基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)研究.