試論高中化學(xué)中對(duì)化學(xué)平衡原理的巧用

謝海鳳

（安徽省鳳陽中學(xué)，安徽 滁州）

在高中化學(xué)教學(xué)中，化學(xué)平衡原理是教學(xué)的重點(diǎn)，也是高考試題中的重要構(gòu)成部分。為此，教師需要引導(dǎo)學(xué)生有效把握化學(xué)平衡原理的相關(guān)知識(shí)與應(yīng)用技巧。然而化學(xué)平衡原理多晦澀難懂，從而導(dǎo)致學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)無法取得理想成績(jī)。為此，化學(xué)教師可以通過巧用化學(xué)平衡原理，從多個(gè)角度闡述化學(xué)平衡的相關(guān)知識(shí)，以引導(dǎo)學(xué)生更好地把握化學(xué)平衡原理的要點(diǎn)，并掌握解題方法與思路。

一、高中化學(xué)平衡原理的認(rèn)知

對(duì)于化學(xué)平衡原理的定義具體表述為：在宏觀化學(xué)反應(yīng)條件下，正反應(yīng)與逆反應(yīng)所表現(xiàn)出的速率是一致的，且兩者表現(xiàn)為可逆反應(yīng)。在平衡狀態(tài)下，反應(yīng)物、生成物相應(yīng)的濃度不會(huì)變化，且相應(yīng)值是恒定的。雖然定義較為簡(jiǎn)單，但在應(yīng)用中卻會(huì)帶來較多的困惑與難點(diǎn)。這也是高中化學(xué)課程的難點(diǎn)所在。為了讓學(xué)生更好地掌握化學(xué)平衡的相關(guān)技巧，提高化學(xué)學(xué)習(xí)興趣與自信，教師需要巧用化學(xué)平衡原理，引導(dǎo)學(xué)生更好地解決化學(xué)平衡的相關(guān)問題，提升學(xué)習(xí)效果。

二、判斷化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的技巧與應(yīng)用分析

1.直接判斷法

依據(jù)化學(xué)平衡原理與其特征可以了解到，在化學(xué)平衡狀態(tài)中存在v正=v逆。依據(jù)化學(xué)平衡的定義，可以對(duì)化學(xué)反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)進(jìn)行判斷。如化學(xué)反應(yīng)存在v正=v逆，則需要對(duì)化學(xué)反應(yīng)式中化學(xué)鍵斷裂情況或化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)濃度變化問題做出判斷。在這里以制取CO2為例，具體化學(xué)反應(yīng)式為：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O。如在以上反應(yīng)式中，當(dāng)兩邊的CaCl2與HCl的濃度都沒有變化，則可以判斷CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。

2.依據(jù)有色物質(zhì)進(jìn)行判斷

依據(jù)有色物質(zhì)的變化，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)反應(yīng)平衡狀態(tài)的判斷與分析。具體判斷的依據(jù)是在有色物質(zhì)參與或生成的可逆反應(yīng)體系中，物質(zhì)顏色不再改變時(shí)，可以判斷化學(xué)反應(yīng)此時(shí)處于平衡狀態(tài)。在這里，以4HCl（濃）+MnO2=MnCl2+Cl2↑+2H2O反應(yīng)為例進(jìn)行闡述。通過觀察該化學(xué)反應(yīng)式可以看出，在反應(yīng)式兩端都存在有色物質(zhì)。在該反應(yīng)過程中，如生成氣體的Cl2的顏色不隨時(shí)間變化而變化時(shí)，則可以判定此時(shí)化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。在教學(xué)中這類方法的應(yīng)用較多，如在3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O反應(yīng)中，可以依據(jù)一氧化氮顏色是否隨時(shí)間變化而發(fā)生改變進(jìn)行化學(xué)平衡判斷。

3.依據(jù)容器容量進(jìn)行判斷

在恒定容量容器條件下，如反應(yīng)體系內(nèi)氣體總壓強(qiáng)為恒定值時(shí)，則可以判定此時(shí)化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。以4NH3+5O2=4NO↑+6H2O化學(xué)反應(yīng)為例進(jìn)行分析，依據(jù)質(zhì)量守恒定律可以得知，容器中混合氣體的整體質(zhì)量并不會(huì)發(fā)生改變，且在化學(xué)反應(yīng)時(shí)，容器體積也沒有出現(xiàn)變化，這也表明，混合氣體的總壓強(qiáng)為固定值，混合氣體密度沒有發(fā)生改變，由此可以判斷，該化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。

4.依據(jù)圖像進(jìn)行判斷

在分析化學(xué)平衡原理時(shí)，如選擇依據(jù)圖像法進(jìn)行判斷，教師需要讓學(xué)生明確了解到圖像縱橫坐標(biāo)的實(shí)際意義，了解曲線的起點(diǎn)、終點(diǎn)與拐點(diǎn)相應(yīng)的內(nèi)容，特別應(yīng)重視曲線走向的分析。對(duì)于可逆的化學(xué)反應(yīng)來看，環(huán)境溫度、催化劑等的應(yīng)用都會(huì)引起化學(xué)反應(yīng)狀況的改變，甚至可能會(huì)決定化學(xué)反應(yīng)是正向或逆向的?；诖?，在應(yīng)用圖像法進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)平衡狀態(tài)判斷時(shí)，如圖像縱坐標(biāo)代指的是速率，且曲線表現(xiàn)出較為明顯的陡峭走勢(shì)，曲線斜率增大，說明化學(xué)反應(yīng)在快速進(jìn)行。如，在某時(shí)間點(diǎn)上曲線曲率表現(xiàn)為零值，則此時(shí)可以判定該化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。

5.依據(jù)分子平均質(zhì)量進(jìn)行判斷

在化學(xué)反應(yīng)過程中，如氣體平均質(zhì)量不再改變時(shí)，則可以判斷該化學(xué)反應(yīng)表現(xiàn)為平衡狀態(tài)。如在4NH3+5O2=4NO+6H2O反應(yīng)中，分子平均質(zhì)量并沒有出現(xiàn)改變，依據(jù)這種特征，可以判定其處于平衡狀態(tài)。

此外，也可選擇溫度條件來進(jìn)行化學(xué)平衡判斷。在化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行中，伴隨著一定的放熱或吸熱現(xiàn)象。如，化學(xué)反應(yīng)本身屬于絕熱體系，如該化學(xué)反應(yīng)溫度為恒定值時(shí)，則可以判斷其處于平衡狀態(tài)。如在2Al+Fe2O3高溫=Al2O3+2Fe反應(yīng)公式中，其屬于發(fā)熱反應(yīng)，在該化學(xué)體系溫度不會(huì)隨時(shí)間而改變時(shí)，則可以判定為該化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。

化學(xué)平衡原理與相關(guān)題型是高中化學(xué)的難點(diǎn)所在，學(xué)生需要充分了解到化學(xué)平衡反應(yīng)均表現(xiàn)為可逆反應(yīng)，在化學(xué)反應(yīng)過程中反應(yīng)物與生成物是不可能完全消耗盡的。如反應(yīng)過程中，其正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率完全一致，則可以判定為平衡狀態(tài)。對(duì)于化學(xué)反應(yīng)體系是否表現(xiàn)為平衡狀態(tài)，則可以采取多種技巧來進(jìn)行判斷，除直接判斷法外，還可以依據(jù)有色物質(zhì)、容器容量、圖像曲線、分子平均質(zhì)量、溫度等進(jìn)行化學(xué)體系平衡狀態(tài)判斷。學(xué)生在具體問題分析時(shí)，需要找準(zhǔn)判斷的條件與依據(jù)，巧用化學(xué)平衡原理判斷法，切實(shí)提高解題效率與質(zhì)量，并提升其化學(xué)成績(jī)。