從江蘇高考卷看化學(xué)平衡常數(shù)的運用

蔣金虎

摘要：運用化學(xué)平衡常數(shù)，從定量角度解讀2010年江蘇高考化學(xué)試卷第14題以及2013年江蘇高考化學(xué)試卷第15題，從而有效解決運用化學(xué)平衡常數(shù)教學(xué)取代等效平衡教學(xué)的問題。

關(guān)鍵詞：等效平衡；化學(xué)平衡常數(shù)；江蘇高考卷

文章編號：1008-0546（2014）02-0085-02 中圖分類號：G632.41 文獻標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.02.033

等效平衡是學(xué)生認(rèn)知上難以跨越的一道障礙。教學(xué)實踐中，教師的難教與學(xué)生的難學(xué)始終糾結(jié)在一起，甚至使部分學(xué)生喪失學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。新教材引入化學(xué)平衡常數(shù)的知識學(xué)習(xí)，試圖從定量的角度取代等效平衡，但是，2010年高考江蘇卷第14題以及2013年高考江蘇卷第15題，讓大部分教師認(rèn)為等效平衡卷土重來，從而在教學(xué)中花大量的時間和精力來進行等效平衡的教學(xué)。那么，如何運用化學(xué)平衡常數(shù)來解讀這兩年高考試題，進而明白高考命題者強化化學(xué)平衡常數(shù)作為定量工具來解決問題的呢？

先看2013年江蘇高考化學(xué)卷第15題。

（2013年江蘇高考卷.15）一定條件下存在反應(yīng)：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），其正反應(yīng)放熱?，F(xiàn)有三個相同的2L恒容絕熱（與外界沒有熱量交換）密閉容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1 mol CO和1 mol H2O，在Ⅱ中充入1 mol CO2 和1 mol H2，在Ⅲ中充入2 mol CO 和2 mol H2O，700℃條件下開始反應(yīng)。達到平衡時，下列說法正確的是（ ）

A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反應(yīng)速率相同

B.容器Ⅰ、Ⅲ中反應(yīng)的平衡常數(shù)相同

C.容器Ⅰ中CO 的物質(zhì)的量比容器Ⅱ中的多

D.容器Ⅰ中CO 的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2 的轉(zhuǎn)化率之和小于1

對于C選項，教師在講解時大部分都從等效平衡角度假設(shè)恒溫條件下，達到平衡時，容器Ⅰ中CO 的物質(zhì)的量和容器Ⅱ中的一樣多，但是，在恒容絕熱條件下，Ⅰ中溫度升高，平衡逆向移動，Ⅱ中溫度降低，平衡正向移動，所以，容器Ⅰ中CO 的物質(zhì)的量比容器Ⅱ中的多，C正確。對于D選項，同樣教師在講解時大部分都從等效平衡角度假設(shè)恒溫條件下，達到平衡時，容器Ⅰ中CO 的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2 的轉(zhuǎn)化率之和等于1，但是，在恒容絕熱條件下，Ⅰ中溫度升高，平衡逆向移動，轉(zhuǎn)化率減?。虎蛑袦囟冉档?，平衡正向移動，轉(zhuǎn)化率減小，所以，容器Ⅰ中CO 的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2 的轉(zhuǎn)化率之和小于1，D正確。那么，我們來看看從化學(xué)平衡常數(shù)角度如何方便快捷的解決這類問題。

因為Ⅰ溫度高于Ⅱ，所以K1y（C正確）；x+y<1（D正確）。So easy，無需等效平衡。

再看2010年江蘇高考化學(xué)卷第14題。

（2010年江蘇高考卷.14）在溫度、容積相同的3個密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測得反應(yīng)達到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下（已知N2（g）+3H2=2NH3（g） ？駐H=-92.4kJ·mol-1）

下列說法正確的是（ ）

A. 2c1 > c3 B. a + b = 92.4

C.2p2 < p3 D. ？琢1 + ？琢3 < 1

對于從等效平衡角度解決該題思路可參看蘇大附中張媛老師《從2010年高考江蘇卷第14題看“等效平衡”問題的變遷》[1]一文。

那么，我們來看看從化學(xué)平衡常數(shù)角度如何解決該題。

甲：N2（g） + 3H2 2NH3（g）

1 mol 3 mol 0

α1 3 α1 2α1

1-α1 3（1-α1） 2α1

K=

乙：N2（g） + 3H2 2NH3（g）

0 0 2 mol

α2 3α2 2α2

α2 3α2 2（1-α2）

K=

丙：N2（g） + 3H2 2NH3（g）

0 0 4 mol

2α3 6α3 4α3

2α3 6α3 4（1-α3）

K=

首先對各選項進行分析。A中2c1 > c3即2（2α1/v）> 4（1-α3）/v，即α1+α3>1是否成立問題，與D問題一致；B中a = 92.4α1，b = 92.4α2，則a + b = 92.4也就是α1+α2=1是否成立問題；C中2p2

因為恒溫恒容，所以，K1=K2=K3。A中=，即<，整理得（1-α1-α3）（1-α1+α1α3）>0。因為0<α1<1，0<α3<1，所以1-α1+α1α3 >0，因此，1-α1-α3 > 0，即α1 + α3 < 1，A錯誤D正確。B中=，整理得（1-α1-α2）（1-α1+α1α2）=0。因為0<α1<1，0<α2<1，所以1-α1+α1α2>0，因此，1-α1-α2=0，即α1+α2=1，B正確；C中=，即 < ，整理得（α2-α3）（α2+α3-α2α3）>0。因為0<α2<1，0<α3<1，所以α2+α3-α2α3>0，因此，α2-α3>0，即α2>α3，C錯誤。通過該題計算、分析過程可以看出，運用化學(xué)平衡常數(shù)計算可以解決所謂的“等效平衡”問題。

從以上分析結(jié)合江蘇高考化學(xué)考試說明“理解化學(xué)平衡和化學(xué)平衡常數(shù)的含義，能用化學(xué)平衡常數(shù)進行簡單計算?！笨梢钥闯?，等效平衡問題可以用化學(xué)平衡常數(shù)有關(guān)計算進行解決，教師在課堂教學(xué)中應(yīng)該提升運用化學(xué)平衡常數(shù)計算解決問題的能力，而不應(yīng)該把精力放在等效平衡的模型建構(gòu)上，消耗學(xué)生大量的時間和精力以及對化學(xué)學(xué)習(xí)的熱情。

參考文獻

[1] 張媛. 從2010年高考江蘇卷第14題看“等效平衡”問題的變遷[J].化學(xué)教與學(xué)，2010，（10）：61-62

摘要：運用化學(xué)平衡常數(shù)，從定量角度解讀2010年江蘇高考化學(xué)試卷第14題以及2013年江蘇高考化學(xué)試卷第15題，從而有效解決運用化學(xué)平衡常數(shù)教學(xué)取代等效平衡教學(xué)的問題。

關(guān)鍵詞：等效平衡；化學(xué)平衡常數(shù)；江蘇高考卷

文章編號：1008-0546（2014）02-0085-02 中圖分類號：G632.41 文獻標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.02.033

等效平衡是學(xué)生認(rèn)知上難以跨越的一道障礙。教學(xué)實踐中，教師的難教與學(xué)生的難學(xué)始終糾結(jié)在一起，甚至使部分學(xué)生喪失學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。新教材引入化學(xué)平衡常數(shù)的知識學(xué)習(xí)，試圖從定量的角度取代等效平衡，但是，2010年高考江蘇卷第14題以及2013年高考江蘇卷第15題，讓大部分教師認(rèn)為等效平衡卷土重來，從而在教學(xué)中花大量的時間和精力來進行等效平衡的教學(xué)。那么，如何運用化學(xué)平衡常數(shù)來解讀這兩年高考試題，進而明白高考命題者強化化學(xué)平衡常數(shù)作為定量工具來解決問題的呢？

先看2013年江蘇高考化學(xué)卷第15題。

（2013年江蘇高考卷.15）一定條件下存在反應(yīng)：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），其正反應(yīng)放熱?，F(xiàn)有三個相同的2L恒容絕熱（與外界沒有熱量交換）密閉容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1 mol CO和1 mol H2O，在Ⅱ中充入1 mol CO2 和1 mol H2，在Ⅲ中充入2 mol CO 和2 mol H2O，700℃條件下開始反應(yīng)。達到平衡時，下列說法正確的是（ ）

A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反應(yīng)速率相同

B.容器Ⅰ、Ⅲ中反應(yīng)的平衡常數(shù)相同

C.容器Ⅰ中CO 的物質(zhì)的量比容器Ⅱ中的多

D.容器Ⅰ中CO 的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2 的轉(zhuǎn)化率之和小于1

對于C選項，教師在講解時大部分都從等效平衡角度假設(shè)恒溫條件下，達到平衡時，容器Ⅰ中CO 的物質(zhì)的量和容器Ⅱ中的一樣多，但是，在恒容絕熱條件下，Ⅰ中溫度升高，平衡逆向移動，Ⅱ中溫度降低，平衡正向移動，所以，容器Ⅰ中CO 的物質(zhì)的量比容器Ⅱ中的多，C正確。對于D選項，同樣教師在講解時大部分都從等效平衡角度假設(shè)恒溫條件下，達到平衡時，容器Ⅰ中CO 的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2 的轉(zhuǎn)化率之和等于1，但是，在恒容絕熱條件下，Ⅰ中溫度升高，平衡逆向移動，轉(zhuǎn)化率減小；Ⅱ中溫度降低，平衡正向移動，轉(zhuǎn)化率減小，所以，容器Ⅰ中CO 的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2 的轉(zhuǎn)化率之和小于1，D正確。那么，我們來看看從化學(xué)平衡常數(shù)角度如何方便快捷的解決這類問題。

因為Ⅰ溫度高于Ⅱ，所以K1y（C正確）；x+y<1（D正確）。So easy，無需等效平衡。

再看2010年江蘇高考化學(xué)卷第14題。

（2010年江蘇高考卷.14）在溫度、容積相同的3個密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測得反應(yīng)達到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下（已知N2（g）+3H2=2NH3（g） ？駐H=-92.4kJ·mol-1）

下列說法正確的是（ ）

A. 2c1 > c3 B. a + b = 92.4

C.2p2 < p3 D. ？琢1 + ？琢3 < 1

對于從等效平衡角度解決該題思路可參看蘇大附中張媛老師《從2010年高考江蘇卷第14題看“等效平衡”問題的變遷》[1]一文。

那么，我們來看看從化學(xué)平衡常數(shù)角度如何解決該題。

甲：N2（g） + 3H2 2NH3（g）

1 mol 3 mol 0

α1 3 α1 2α1

1-α1 3（1-α1） 2α1

K=

乙：N2（g） + 3H2 2NH3（g）

0 0 2 mol

α2 3α2 2α2

α2 3α2 2（1-α2）

K=

丙：N2（g） + 3H2 2NH3（g）

0 0 4 mol

2α3 6α3 4α3

2α3 6α3 4（1-α3）

K=

首先對各選項進行分析。A中2c1 > c3即2（2α1/v）> 4（1-α3）/v，即α1+α3>1是否成立問題，與D問題一致；B中a = 92.4α1，b = 92.4α2，則a + b = 92.4也就是α1+α2=1是否成立問題；C中2p2

因為恒溫恒容，所以，K1=K2=K3。A中=，即<，整理得（1-α1-α3）（1-α1+α1α3）>0。因為0<α1<1，0<α3<1，所以1-α1+α1α3 >0，因此，1-α1-α3 > 0，即α1 + α3 < 1，A錯誤D正確。B中=，整理得（1-α1-α2）（1-α1+α1α2）=0。因為0<α1<1，0<α2<1，所以1-α1+α1α2>0，因此，1-α1-α2=0，即α1+α2=1，B正確；C中=，即 < ，整理得（α2-α3）（α2+α3-α2α3）>0。因為0<α2<1，0<α3<1，所以α2+α3-α2α3>0，因此，α2-α3>0，即α2>α3，C錯誤。通過該題計算、分析過程可以看出，運用化學(xué)平衡常數(shù)計算可以解決所謂的“等效平衡”問題。

從以上分析結(jié)合江蘇高考化學(xué)考試說明“理解化學(xué)平衡和化學(xué)平衡常數(shù)的含義，能用化學(xué)平衡常數(shù)進行簡單計算?！笨梢钥闯?，等效平衡問題可以用化學(xué)平衡常數(shù)有關(guān)計算進行解決，教師在課堂教學(xué)中應(yīng)該提升運用化學(xué)平衡常數(shù)計算解決問題的能力，而不應(yīng)該把精力放在等效平衡的模型建構(gòu)上，消耗學(xué)生大量的時間和精力以及對化學(xué)學(xué)習(xí)的熱情。

參考文獻

[1] 張媛. 從2010年高考江蘇卷第14題看“等效平衡”問題的變遷[J].化學(xué)教與學(xué)，2010，（10）：61-62

摘要：運用化學(xué)平衡常數(shù)，從定量角度解讀2010年江蘇高考化學(xué)試卷第14題以及2013年江蘇高考化學(xué)試卷第15題，從而有效解決運用化學(xué)平衡常數(shù)教學(xué)取代等效平衡教學(xué)的問題。

關(guān)鍵詞：等效平衡；化學(xué)平衡常數(shù)；江蘇高考卷

文章編號：1008-0546（2014）02-0085-02 中圖分類號：G632.41 文獻標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.02.033

等效平衡是學(xué)生認(rèn)知上難以跨越的一道障礙。教學(xué)實踐中，教師的難教與學(xué)生的難學(xué)始終糾結(jié)在一起，甚至使部分學(xué)生喪失學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。新教材引入化學(xué)平衡常數(shù)的知識學(xué)習(xí)，試圖從定量的角度取代等效平衡，但是，2010年高考江蘇卷第14題以及2013年高考江蘇卷第15題，讓大部分教師認(rèn)為等效平衡卷土重來，從而在教學(xué)中花大量的時間和精力來進行等效平衡的教學(xué)。那么，如何運用化學(xué)平衡常數(shù)來解讀這兩年高考試題，進而明白高考命題者強化化學(xué)平衡常數(shù)作為定量工具來解決問題的呢？

先看2013年江蘇高考化學(xué)卷第15題。

（2013年江蘇高考卷.15）一定條件下存在反應(yīng)：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），其正反應(yīng)放熱?，F(xiàn)有三個相同的2L恒容絕熱（與外界沒有熱量交換）密閉容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1 mol CO和1 mol H2O，在Ⅱ中充入1 mol CO2 和1 mol H2，在Ⅲ中充入2 mol CO 和2 mol H2O，700℃條件下開始反應(yīng)。達到平衡時，下列說法正確的是（ ）

A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反應(yīng)速率相同

B.容器Ⅰ、Ⅲ中反應(yīng)的平衡常數(shù)相同

C.容器Ⅰ中CO 的物質(zhì)的量比容器Ⅱ中的多

D.容器Ⅰ中CO 的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2 的轉(zhuǎn)化率之和小于1

對于C選項，教師在講解時大部分都從等效平衡角度假設(shè)恒溫條件下，達到平衡時，容器Ⅰ中CO 的物質(zhì)的量和容器Ⅱ中的一樣多，但是，在恒容絕熱條件下，Ⅰ中溫度升高，平衡逆向移動，Ⅱ中溫度降低，平衡正向移動，所以，容器Ⅰ中CO 的物質(zhì)的量比容器Ⅱ中的多，C正確。對于D選項，同樣教師在講解時大部分都從等效平衡角度假設(shè)恒溫條件下，達到平衡時，容器Ⅰ中CO 的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2 的轉(zhuǎn)化率之和等于1，但是，在恒容絕熱條件下，Ⅰ中溫度升高，平衡逆向移動，轉(zhuǎn)化率減??；Ⅱ中溫度降低，平衡正向移動，轉(zhuǎn)化率減小，所以，容器Ⅰ中CO 的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2 的轉(zhuǎn)化率之和小于1，D正確。那么，我們來看看從化學(xué)平衡常數(shù)角度如何方便快捷的解決這類問題。

因為Ⅰ溫度高于Ⅱ，所以K1y（C正確）；x+y<1（D正確）。So easy，無需等效平衡。

再看2010年江蘇高考化學(xué)卷第14題。

（2010年江蘇高考卷.14）在溫度、容積相同的3個密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測得反應(yīng)達到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下（已知N2（g）+3H2=2NH3（g） ？駐H=-92.4kJ·mol-1）

下列說法正確的是（ ）

A. 2c1 > c3 B. a + b = 92.4

C.2p2 < p3 D. ？琢1 + ？琢3 < 1

對于從等效平衡角度解決該題思路可參看蘇大附中張媛老師《從2010年高考江蘇卷第14題看“等效平衡”問題的變遷》[1]一文。

那么，我們來看看從化學(xué)平衡常數(shù)角度如何解決該題。

甲：N2（g） + 3H2 2NH3（g）

1 mol 3 mol 0

α1 3 α1 2α1

1-α1 3（1-α1） 2α1

K=

乙：N2（g） + 3H2 2NH3（g）

0 0 2 mol

α2 3α2 2α2

α2 3α2 2（1-α2）

K=

丙：N2（g） + 3H2 2NH3（g）

0 0 4 mol

2α3 6α3 4α3

2α3 6α3 4（1-α3）

K=

首先對各選項進行分析。A中2c1 > c3即2（2α1/v）> 4（1-α3）/v，即α1+α3>1是否成立問題，與D問題一致；B中a = 92.4α1，b = 92.4α2，則a + b = 92.4也就是α1+α2=1是否成立問題；C中2p2

因為恒溫恒容，所以，K1=K2=K3。A中=，即<，整理得（1-α1-α3）（1-α1+α1α3）>0。因為0<α1<1，0<α3<1，所以1-α1+α1α3 >0，因此，1-α1-α3 > 0，即α1 + α3 < 1，A錯誤D正確。B中=，整理得（1-α1-α2）（1-α1+α1α2）=0。因為0<α1<1，0<α2<1，所以1-α1+α1α2>0，因此，1-α1-α2=0，即α1+α2=1，B正確；C中=，即 < ，整理得（α2-α3）（α2+α3-α2α3）>0。因為0<α2<1，0<α3<1，所以α2+α3-α2α3>0，因此，α2-α3>0，即α2>α3，C錯誤。通過該題計算、分析過程可以看出，運用化學(xué)平衡常數(shù)計算可以解決所謂的“等效平衡”問題。

從以上分析結(jié)合江蘇高考化學(xué)考試說明“理解化學(xué)平衡和化學(xué)平衡常數(shù)的含義，能用化學(xué)平衡常數(shù)進行簡單計算?！笨梢钥闯?，等效平衡問題可以用化學(xué)平衡常數(shù)有關(guān)計算進行解決，教師在課堂教學(xué)中應(yīng)該提升運用化學(xué)平衡常數(shù)計算解決問題的能力，而不應(yīng)該把精力放在等效平衡的模型建構(gòu)上，消耗學(xué)生大量的時間和精力以及對化學(xué)學(xué)習(xí)的熱情。

參考文獻

[1] 張媛. 從2010年高考江蘇卷第14題看“等效平衡”問題的變遷[J].化學(xué)教與學(xué)，2010，（10）：61-62