高中化學中對化學平衡原理的巧用研究

王守春

摘要：化學平衡是化學學科最為重要的知識點，它貫穿整個高中階段的各個章節(jié)，促進學生理解和分析化學中的各種原理與現(xiàn)象，同時對化學考試中理解解答相關(guān)問題起到了非常重要的作用。因此，教師需要教會學生理解化學平衡的概念;培養(yǎng)學生舉一反三，運用化學反應平衡的能力;教師巧用口訣，輕松解題，增強記憶;拓展外延，增強綜合解題能力，達成知識的融會貫通?；瘜W平衡在化學學習中的巧妙運用歸納是對化學學習與教學有益，能夠幫助學生思想上深入理解化學之美，下筆能夠解答試卷問題。

關(guān)鍵詞：化學平衡原理 ? 高中化學 ? 應用技巧 ? 平衡判斷

化學平衡在解答化學問題時在解讀問題和解答問題兩方面都有深刻作用，并且掌握相關(guān)技巧是使得化學學習更加輕松的一種方式。近年來化學教學目標提倡“化學核心素養(yǎng)”，其中素養(yǎng)二“變化觀念和平衡思想”，探索實用的平衡技巧，也是對核心素養(yǎng)的培養(yǎng)起到關(guān)鍵作用。

一、背景分析

人教版選修四《化學反應原理》第二章化學反應速率和化學平衡第二節(jié)化學平衡中對化學平衡原理是這樣描述的，“如果把溶質(zhì)（不限于固體）在溶液中形成飽和溶液時的狀態(tài)，稱為溶液平衡狀態(tài)。溶解平衡所具有的許多特點，在化學平衡體系中都可以找到。在一定條件下，當正逆兩個方向的反應速率相等時，反應體系中所有參加反應的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度可以保持恒定。這時的狀態(tài)也就是在給定條件下，反應達到了‘限度。對于可逆反應體系來說，教師稱之為‘化學平衡狀態(tài)?！痹诮忸}過程中，首要的就是化學方程式的書寫，只有正確寫出化學反應方程式才能在加快解題速度和提升解題準確率。例如在化學反應2NO+O2 ? ?2NO2中只需要測定O2的濃度是否有變化就可以判斷該化學反應是否達到平衡。面對高中緊張的學習任務與難度較大的相關(guān)化學章節(jié)，教師在教授活動中要有意識地注重對于原理的傳授與技巧探索，必須在科學嚴謹教學方法的指導之下，最終教學內(nèi)容才能精確地被傳授到學生的大腦里。學生在課堂上不能只是死記硬背具體的化學知識例如概念或者方程式，更是掌握隱藏在其中的規(guī)律與技巧，并逐步形成一種化學思考方式，它能夠保證學生自主學習與消化新知識。因此技巧的探索是十分有必要的，并非想要走捷徑，它也是對學生總結(jié)歸納能力與融會貫通能力的考驗。

二、解題技巧探索

高中生就需要掌握一些判斷方法以及相關(guān)技巧，在解決化學平衡的相關(guān)問題時常常用到，例如平衡法，差量法，或者是相關(guān)記憶口訣等。

（一）理解化學平衡的概念

任何一種學習都不能脫離對概念的理解。因此在學習化學反應平衡時，要充分理解化學平衡。首先，化學平衡實際上是可逆的。整個反應不是出于停止狀態(tài)的，而是出于一種動態(tài)平衡狀態(tài)，在理解時可以等價于“消耗的反應物立刻又由生成物逆反應彌補了”，最終反應物的濃度仍然是一開始的數(shù)值。而教師常常理解為正反應速率等于逆反應速率時，反映處于平衡狀態(tài)。也就是平衡之后，消耗反應物的速度等于消耗生成物的速度。理解這一概念，學生在理解具體反應中正逆反應速度與反應物生成物之間的關(guān)系就會不存在誤區(qū)了。很重要的一點就是，反應物與生成物各自的濃度或者占比不改變時，也等價于“消耗的反應物立刻又由生成物逆反應彌補了”“正反應速率等于逆反應速率”，多數(shù)題目中會有迷惑性選項或者說法，要避免被誤導，首要的還是理解化學平衡的本質(zhì)。例如，“反應出于平衡，系統(tǒng)不存在化學鍵的斷裂?！边@句話需要明確兩個概念。第一，化學反應的本質(zhì)就是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成。第二，化學平衡原理是動態(tài)平衡。所以，這種說法是錯誤的，沒有明確理解化學平衡的本質(zhì)。在教學過程中，還應該注意此類迷惑性說法的辨別?；瘜W教師在實際教學過程中不能停留在教材解析層面，而是要引導學生深入探究導致平衡發(fā)生移動的詳細原因，例如：壓強對化學平衡反應的影響主要是通過改變原有氣體成分的濃度來間接實現(xiàn)的，因此，如果向某恒容容器中充入與原成分無關(guān)的氣體、或者給容器升溫時，并不會改變原有氣體的濃度[1]。

（二）舉一反三，運用化學反應平衡

在解題過程中，很多計算或者考察的問題都是圍繞一個知識點的題目。在眾多說法中，要教授學生從題目中獲取有效信息，尤其是來自化學反應平衡知識的提示。在日常教育活動中，教師需要帶領(lǐng)學生一同總結(jié)可逆反應，巧妙利用平衡原理判定生成物與反應物，若是兩種變量不再出現(xiàn)變化，則證明反應已經(jīng)初步達成平衡[2]。第一，含有顏色的物質(zhì)參與反應時，顏色不再隨著時間而變化，那么反應達到平衡。例如制備氯氣時，一開始系統(tǒng)內(nèi)含有淺黃色氣體，過了一段時間，淺黃色氣體變?yōu)辄S綠色氣體并且顏色不發(fā)生改變。這就說明系統(tǒng)內(nèi)達到了化學平衡。第二，恒溫恒容系統(tǒng)內(nèi)化學平衡的判斷。例如在化學反應2NO+O2 ? ?2NO2中，條件是系統(tǒng)恒容，那么什么情況下，達到化學平衡，也就是從概念分析起。反應物與生成物的濃度都不發(fā)生改變，處于動態(tài)平衡狀態(tài)。密閉容器中也可以理解為體積不變，濃度不變時，壓強也不會變化。那么在恒容條件下，系統(tǒng)內(nèi)部壓強不再隨著時間改變，則化學反應達到平衡。一個反應必然伴隨著吸熱與放熱，在絕熱條件下系統(tǒng)不與外界產(chǎn)生熱量交換，達到化學平衡時，熱量也處于動態(tài)平衡狀態(tài)。第三，相對分子質(zhì)量和化學平衡的關(guān)系。一個系統(tǒng)內(nèi)部，反應物與生成物處于動態(tài)平衡，濃度保持一個數(shù)值，等價于反應物與生成物的密度保持不變，質(zhì)量保持不變。最終根據(jù)公式，也等價于系統(tǒng)內(nèi)混合物的相對分子質(zhì)量保持不變。第三，催化劑加快反應到達平衡的。時間或者延緩到達平衡的時間。但是，它并不參與反應，在化學平衡反應的相關(guān)題目中，它加快了從正反應到逆反應的速度，同時，由于逆反應速率等于正反應速率，因此也加快了逆反應速率。第四，從圖像中獲取化學平衡相關(guān)知識。溫度，時間，反應物濃度都是影響化學反應的重要因素，在考試題目中，往往會以圖像形式呈現(xiàn)問題。根據(jù)圖像解決化學平衡問題，在圖像分析過程中，教學目標應該使學生明晰圖像橫坐標、縱坐標代表的意義;曲線的起點、終點、以及拐點所提示的內(nèi)容;重點關(guān)注曲線的走向[3]。這時，要分別理解斜率的代表含義，熱量的代表含義等等。例如以反應生成物生成的速度作為y，溫度作為橫坐標x，那么，斜率最大的情況下，反應速率達到最大。

（三）巧用口訣，輕松解題

教學過程中，經(jīng)常使用記憶策略，例如口訣記誦概念。學習化學平衡時，“逆等動定變”加深了學生的記憶?；瘜W平衡必然是可逆反應，說明無論什么時候，處于化學平衡的反應都是既含有生成物也含有反應物，并非反應物完全消耗，這就是“逆”;正反應速率等于逆反應速率，這是從速度角度出發(fā)的概念，就是“等”;化學平衡的反應是可逆反應，處于反應中，保持動態(tài)平衡，那么就是“動”;處于平衡的反應，相對分子質(zhì)量，眼色等特征是定值，是“定”的含義;當外界條件稍有變化，例如溫度或者增加反應物的濃度等等，那么還是能夠使平衡發(fā)生改變，需要再次經(jīng)過反應才能達到新的平衡，是“變”的概念。在學習和教學初，口訣記憶是很巧妙的方式。

（四）拓展外延，增強綜合解題能力

化學平衡的概念可以應用于溶解平衡，例如在文章開頭所引用地有關(guān)化學平衡概念的部分，由溶解平衡類比到一切化學可逆反應。教師亦可以通過化學平衡知識來解決溶解平衡的問題。在該部分的教學過程中想要達到比較好的教學效果，就必須在教學方法上注重對于實例的運用，為每一條技巧性知識點都配備詳盡的解釋與具體的運用實例，有助于學生對于該部分知識的理解與運用，往往能夠達到更好的教學效果[4]。通過這樣的方式讓學生們親身理解知識地融會貫通。同時學會類比知識，歸納類型題。對于一些溶液反應，濃度判斷大小，或者密度的判斷都十分有效。

因此，教師需要首先教會學生理解化學平衡的概念;第二、培養(yǎng)學生舉一反三，運用化學反應平衡的能力;第三、教師巧用口訣，輕松解題，增強記憶;第四、拓展外延，增強綜合解題能力，達成知識的融會貫通。

三、結(jié)語

總之，在高中化學學習過程中。化學反應原理中，化學平衡占據(jù)份額較大。是深入學習化學的基礎(chǔ)知識。學生們在通過化學平衡進行解題時，教師應該深入挖掘化學反應平衡的內(nèi)容，整理探索出更加簡潔明晰的判斷策略，提升他們自主分析考斯題目，解決實際問題的能力，最終培養(yǎng)他們的學習興趣。為將來進入高等院校打下堅實的基礎(chǔ)，為化學研究輸入強有力的人才。同時近年來化學教學目標提倡“化學核心素養(yǎng)”，其中素養(yǎng)二“變化觀念和平衡思想”，探索實用的平衡技巧，也是對核心素養(yǎng)的形成起到重要作用。

參考文獻：

[1]王瑋.高中化學中對化學平衡原理的教學探討[J].課程教育研究，2018，（28）：157.

[2]潘洪生.高中化學中對化學平衡原理的巧用解析[J].中國校外教育，2018，（01）：78-79.

[3]王一帆.高中化學中對化學平衡原理的巧用研究[J].化工管理，2016，（09）：29+50.

[4]孫功堯.高中化學中對化學平衡原理的巧用研究[J].課程教育研究，2018，（49）：151.

（作者單位：五蓮縣第一中學）