吳季洹 湖南省長(zhǎng)沙市明德中學(xué)
高中化學(xué)中“化學(xué)平衡常數(shù)”的應(yīng)用分析
吳季洹 湖南省長(zhǎng)沙市明德中學(xué)
學(xué)生在學(xué)習(xí)“化學(xué)平衡常數(shù)”相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候,只有準(zhǔn)確把握每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的概念以及各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系,才能夠使學(xué)習(xí)活動(dòng)更加具有針對(duì)性以及有效性?;谶@樣的背景之下,本文對(duì)高中化學(xué)當(dāng)中的“化學(xué)平衡常數(shù)”相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了分析,以此提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的效率。
化學(xué)平衡常數(shù) 反應(yīng)方向 計(jì)算
在化學(xué)學(xué)習(xí)的過程中,學(xué)生應(yīng)該加強(qiáng)學(xué)習(xí)的積極性以及主動(dòng)性,同時(shí)對(duì)“化學(xué)平衡常數(shù)”相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深入了解和分析。只有掌握“化學(xué)平衡常數(shù)”相關(guān)的知識(shí)點(diǎn),才能為水的離子積、弱電解質(zhì)的電離常數(shù)等相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
通常情況下,“化學(xué)平衡常數(shù)”可以對(duì)化學(xué)反應(yīng)的程度以及反應(yīng)的方向進(jìn)行判斷。在對(duì)化學(xué)反應(yīng)的程度進(jìn)行判斷的時(shí)候,可以根據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行判斷:第一就是如果K越大,那就說明反應(yīng)的程度越大,反應(yīng)物之間轉(zhuǎn)化的效率也就越大。第二就是如果當(dāng)?shù)臅r(shí)候,該反應(yīng)能夠完全進(jìn)行。
對(duì)于“化學(xué)平衡常數(shù)”可以對(duì)化學(xué)反應(yīng)的方向進(jìn)行判斷,可以通過相關(guān)例題的解答以及分析來得出相應(yīng)的結(jié)論。
例題1:在一個(gè)特定溫度以及特定容器的環(huán)境當(dāng)中,當(dāng)反應(yīng)方程式達(dá)到了平衡的時(shí)候,經(jīng)過測(cè)算,A、B、C三種物質(zhì)的質(zhì)量為別為4mol,2mol以及4mol,如果對(duì)溫度以及壓強(qiáng)不變,對(duì)三種物質(zhì)做出哪種變化能夠使化學(xué)方程式的平衡右移?
A、三種物質(zhì)的質(zhì)量全部減半;
B、三種物質(zhì)的質(zhì)量全部加倍;
C、三種物質(zhì)的質(zhì)量全部增加1mol;
D、三種物質(zhì)的質(zhì)量全部減少1mol。
在對(duì)這道題進(jìn)行解答的時(shí)候,大部分學(xué)生都能夠運(yùn)用多種比較的方法得出正確的答案。運(yùn)用“化學(xué)平衡常數(shù)”相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行解答就會(huì)更加方便,比如可以設(shè)容器的容積為V,K=V,如果三種物質(zhì)的質(zhì)量全部減半或者是全部加倍,各種物質(zhì)的濃度是不變的,所以K也就不會(huì)變,化學(xué)方程式的平衡也就不會(huì)移動(dòng)。如果三種物質(zhì)的質(zhì)量全部增加1mol或者是全部減少1mol,當(dāng)全部增加1mol的時(shí)候,那么就可以設(shè)容積為,那么>V),則K>Q那么就可以得出在這個(gè)時(shí)段反應(yīng)物的濃度是大于平衡常數(shù)的,所以應(yīng)該向反方向移動(dòng)。當(dāng)全部減少1mol的時(shí)候,得出的結(jié)果與當(dāng)全部增加1mol的時(shí)候相反,所以D選項(xiàng)正確。
根據(jù)上面例題的分析可以得出。在反應(yīng)環(huán)境以及其它條件相同的情況之下,化學(xué)反應(yīng)式的平衡狀態(tài)是可以達(dá)到最大限度的,在這樣的情況之下,各種物質(zhì)之間的濃度關(guān)系是能夠與平衡常數(shù)K相一致的。根據(jù)這樣的關(guān)系建立出化學(xué)反應(yīng)的方程式,就能夠?qū)@些問題進(jìn)行有效解決。如果當(dāng)?shù)臅r(shí)候,該反應(yīng)能夠完全進(jìn)行。
如果化學(xué)反應(yīng)方程式 Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常數(shù)是,化學(xué)反應(yīng)方程式 Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)的平衡常數(shù)是,當(dāng)溫度為973℃的時(shí)候,為 1.47,為2.28;當(dāng)溫度為1173℃的時(shí)候,為 2.15,為 1.67。
(1)根據(jù)上面的分析,可以得出化學(xué)反應(yīng)方程式F(es)+CO(2g)FeO(s)+CO(g)是吸熱反應(yīng)。
(2)現(xiàn)在有一個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式CO(2g)+H(2g)CO(g)+H2O(g),根據(jù)已知的條件,該反應(yīng)式的平衡常數(shù)(H2O)/C(CO2)·C(H2)。
(3)根據(jù) Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)以及Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g),就可以得出之間的關(guān)系,
“化學(xué)平衡常數(shù)”知識(shí)點(diǎn)十分廣闊,但是只要將“化學(xué)平衡常數(shù)”知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有效的概括,就能夠在具體的運(yùn)用過程中通過判斷平衡常數(shù)的方法對(duì)化學(xué)反應(yīng)式反應(yīng)的程度以及方向進(jìn)行判斷。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中,應(yīng)該把握“化學(xué)平衡常數(shù)”的重點(diǎn)以及核心,提高自己解題的技巧,以此提高化學(xué)成績(jī)。
[1]朱艷雨.高中生“化學(xué)平衡常數(shù)”概念的心智模型研究[D].安徽師范大學(xué),2016