摘 要:高中化學(xué)相對于初中化學(xué)而言,其教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度都有著很大的變化,使得學(xué)生學(xué)習(xí)難度也隨之增加。高中化學(xué)作為一門重要的自然學(xué)科,對學(xué)生今后的學(xué)習(xí)和成長有著重要的影響,其中平衡原理既是高中化學(xué)教學(xué)的重點內(nèi)容,也是教學(xué)難點,這就需要教師采取有效的教學(xué)方法提高學(xué)生對知識的理解和掌握?;诖耍疚慕Y(jié)合筆者多年的實踐教學(xué)經(jīng)驗,就高中化學(xué)中對化學(xué)平衡原理的運用進(jìn)行探究,并提出一些個人的觀點。
關(guān)鍵詞:高中化學(xué);平衡原理;運用
一、 化學(xué)平衡原理對于高中化學(xué)教學(xué)的意義
高中化學(xué)教程中,化學(xué)平衡原理貫穿于整個高中化學(xué)中,涉及溶劑水、弱電解質(zhì)的電離、鹽類的水解、沉淀的溶解等內(nèi)容,這部分內(nèi)容,高考每年都會涉及,一般為綜合應(yīng)用題,能力要求高。這就要求我們在化學(xué)平衡原理的教學(xué)中,除了要讓學(xué)生獲得一些具體的知識外,更重要的是要讓他們體會到平衡體系研究的一般思路和方法,最終能舉一反三。要求學(xué)生掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的特征,會判斷一個可逆反應(yīng)在給定條件下是否處于平衡狀態(tài)。所以我們要幫助學(xué)生學(xué)習(xí)如何運用化學(xué)平衡理論解決一些實際問題,增強(qiáng)學(xué)生分析、解決問題的能力,提高高中化學(xué)學(xué)習(xí)效果。
二、 高中化學(xué)平衡原理的巧用
(一) 準(zhǔn)確把握化學(xué)平衡狀態(tài)
想要巧妙利用化學(xué)平衡原理解決問題,教師就必須在對學(xué)生進(jìn)行化學(xué)知識教學(xué)的過程中,幫助學(xué)生準(zhǔn)確地把握化學(xué)平衡狀態(tài)?;瘜W(xué)平衡是指在宏觀條件一定的可逆反應(yīng)中,正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)物和生成物各組分的濃度不再隨著時間的變化而變化的狀態(tài)。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,無論是正反應(yīng)還是逆反應(yīng),都在進(jìn)行著,反應(yīng)并沒有停止,所以化學(xué)平衡是動態(tài)平衡?;瘜W(xué)平衡是在一定條件下建立的,根據(jù)平衡移動原理即“勒夏特列”原理,如果一個已達(dá)平衡的系統(tǒng)被改變,該系統(tǒng)會隨之改變來抗衡這種改變。我們可以采用聯(lián)想、類推、畫圖、實驗的方法,幫助學(xué)生建立化學(xué)平衡觀點,也可通過化學(xué)實驗中多種形式的實驗現(xiàn)象(如反應(yīng)體系的壓強(qiáng)、溫度、顏色等),讓學(xué)生判斷在該條件下,可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡。
例如:在恒溫、恒容的密閉容器中,如果是氫氣與碘蒸汽反應(yīng)生成碘化氫的反應(yīng),當(dāng)體系壓強(qiáng)不再變化時不能夠說明反應(yīng)達(dá)到平衡,但顏色不再變化時可以說明;可如果是氮氣與氫氣合成氨的反應(yīng),體系壓強(qiáng)不再變化時就可以證明反應(yīng)達(dá)到了平衡。所以,教學(xué)中舉例要全面,不能單一,要有針對性、代表性。
另外,教學(xué)過程中我們還要注意,化學(xué)平衡不同于物理學(xué)的動態(tài)平衡,化學(xué)平衡中相互轉(zhuǎn)化著的是物質(zhì)——反應(yīng)物與產(chǎn)物達(dá)到平衡時,它們的量不再改變;而物理學(xué)中的動態(tài)平衡相互轉(zhuǎn)化的是能量——動能與勢能,處于動態(tài)平衡時,他們的大小不斷地改變著。化學(xué)平衡也不同于日常生活中的平衡(如收支平衡),化學(xué)平衡只有在封閉的系統(tǒng)里才能夠達(dá)到。所以,不要隨意借助物理、生活中的一些“平衡”實例幫助學(xué)生理解“化學(xué)平衡”,如果解釋不好有時會適得其反,不利學(xué)生理解。
(二) 加大解析力度,全面掌握化學(xué)平衡原理
隨著課改的不斷深化,化學(xué)平衡原理作為課程教育的重要內(nèi)容,高考對其考查力度加大,考查要求不斷提升,我們只有不斷增加對化學(xué)平衡原理的解析,才能準(zhǔn)確把握其規(guī)律,從而不斷提升學(xué)習(xí)能力。教授學(xué)生化學(xué)平衡常數(shù)(K)、濃度商(Q)、平衡轉(zhuǎn)化率等相關(guān)計算,從化學(xué)平衡常數(shù)和濃度商的相對關(guān)系來判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)或反應(yīng)向哪個方向進(jìn)行。當(dāng)前,高中生多半是借助解答習(xí)題的方式來深化自我對化學(xué)平衡原理的認(rèn)知,在解答過程中學(xué)生需要重視實驗現(xiàn)象的記錄,總結(jié)實驗變化對應(yīng)的反應(yīng)知識。在練習(xí)過程中,總結(jié)學(xué)習(xí)經(jīng)驗,獨自或以小組的形式歸納實驗現(xiàn)象,依據(jù)化學(xué)平衡原理的多種特征判斷實驗情況,從而準(zhǔn)確解決問題。借助對化學(xué)平衡原理的深度解析,總結(jié)歸納與化學(xué)平衡關(guān)聯(lián)的內(nèi)容,由淺至深的梳理平衡原理知識,以便在遇到問題時第一時間確定關(guān)鍵量,依據(jù)核心信息及多項關(guān)聯(lián)要素,準(zhǔn)確解決問題。需要注意的是,可逆反應(yīng)中,反應(yīng)物與產(chǎn)物是不能完全轉(zhuǎn)換的。學(xué)生在解答問題時,需要充分利用這一特點,清晰數(shù)量解題思路,明確反應(yīng)中多種變化物質(zhì)。
(三) 扎實化學(xué)平衡知識基礎(chǔ)
化學(xué)反應(yīng)會受環(huán)境因素的影響,所以化學(xué)平衡的建立過程中自然就受外界條件的影響,因此了解影響化學(xué)平衡的外界因素才能合理把握化學(xué)平衡。對于外界條件影響化學(xué)平衡的規(guī)律,可以結(jié)合實驗現(xiàn)象和圖表關(guān)系,建立平衡移動模型,通過學(xué)生討論、總結(jié),得出規(guī)律性知識。這樣可以更好地掌握平衡移動原理,提升學(xué)生對平衡原理的應(yīng)用能力。例如:研究壓強(qiáng)對平衡的影響時,可以在一個密閉的帶活塞的注射器中注入一定量二氧化氮氣體,記錄顏色現(xiàn)象,再突然將活塞推至針筒原氣體體積的二分之一,觀察現(xiàn)象:“氣體顏色突然加深,后逐漸變淺,一段時間后氣體顏色不再變化,但對比沒有加壓之前,氣體顏色深”。從而讓學(xué)生理解平衡移動原理“在封閉體系中,改變影響平衡的一個條件,平衡將向著減弱這種改變的方向移動”里“減弱”的含義。
化學(xué)平衡移動的定性規(guī)律只適用于封閉體系且只改變一個條件的情況,但是在開放體系中運用該規(guī)律在絕大多數(shù)情況下也能得出正確的結(jié)論,因此一般進(jìn)行判斷時可以使用化學(xué)平衡移動的定性規(guī)律作為判據(jù),但在較復(fù)雜情況下(如同時改變了兩個影響平衡的條件:增加反應(yīng)物的同時升高了溫度),定性規(guī)律就不能判斷了,這種情況下最好借助定量判據(jù),即根據(jù)平衡常數(shù)K與濃度商Q的相對大小來分析。所以在教學(xué)中,老師要在開展“外界條件對化學(xué)平衡的影響”的實驗探究活動中,發(fā)展學(xué)生演繹推理、系統(tǒng)假設(shè)等思維能力。
三、 結(jié)語
化學(xué)知識是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要載體,化學(xué)教學(xué)是落實化學(xué)課程目標(biāo)、引導(dǎo)學(xué)生達(dá)成化學(xué)學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的基本途徑。老師在化學(xué)教學(xué)中應(yīng)緊緊圍繞“發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)”這一主旨,優(yōu)化教學(xué)過程,有效提高教學(xué)質(zhì)量。而化學(xué)平衡原理不但貫穿于整個高中的化學(xué)學(xué)習(xí)過程中,而且在實踐考試應(yīng)用中也占據(jù)著極大的比重,要認(rèn)識化學(xué)平衡和反應(yīng)速率的綜合調(diào)控對生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究的重要作用。教師應(yīng)當(dāng)注重化學(xué)平衡性的教學(xué)問題,增強(qiáng)學(xué)生的化學(xué)思維能力。
參考文獻(xiàn):
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[3]普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版).
[4]普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書.化學(xué)《化學(xué)反應(yīng)原理》教師用書,ISBN978-7-5331-4079-3.
作者簡介:
杭玉美,中學(xué)高級教師,山東省樂陵市,山東省樂陵第一中學(xué)。