以“不變”應(yīng)“萬變”

王銳勇

摘要：變化觀念與平衡思想是普通高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之一，化學(xué)平衡在高中化學(xué)教學(xué)中占有比較重要的地位，是一個(gè)具有較強(qiáng)學(xué)科特點(diǎn)和應(yīng)用廣泛的化學(xué)反應(yīng)原理，并且是高考中的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。應(yīng)用變化的觀點(diǎn)以“不變應(yīng)萬變”分析化學(xué)平衡狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng);化學(xué)平衡狀態(tài);判斷

化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷是高中學(xué)生學(xué)習(xí)中頗為頭疼的問題，如何在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生用變化的觀點(diǎn)看待化學(xué)平衡，解決學(xué)生學(xué)習(xí)中的難題，這就要求我們化繁為簡，以“不變應(yīng)萬變”來判斷化學(xué)平衡狀態(tài)。

在一定條件下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時(shí)，反應(yīng)物的濃度與生成物的濃度不再改變，達(dá)到一種表面靜止的狀態(tài)，即“化學(xué)平衡狀態(tài)”。

從化學(xué)平衡狀態(tài)的概念出發(fā)，化學(xué)平衡狀態(tài)有兩個(gè)判斷依據(jù)：一是速率依據(jù)，二是濃度依據(jù)。怎樣從濃度依據(jù)這個(gè)“不變”應(yīng)“萬變”來判斷化學(xué)平衡狀態(tài)？

濃度依據(jù)可以引申為反應(yīng)體系中反應(yīng)物和生成物的（總）物質(zhì)的量、質(zhì)量、氣體的（總）體積、氣體的（總）壓強(qiáng)、氣體的密度、混合氣體的平均相對分子質(zhì)量以及這些相關(guān)物理量的百分?jǐn)?shù)，還有體系的溫度和顏色，這些物理量什么情況下保持不變可以用來判斷化學(xué)平衡狀態(tài)？

一、反應(yīng)體系體積恒定，以化學(xué)反應(yīng)mA（g）+nB（g）?pC（g） +qD（g）為例：

Ⅰ、m+n=p+q，

這類化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)是反應(yīng)物均為氣體，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量之和相等。（見表1）

此類反應(yīng)中各物質(zhì)的狀態(tài)均為氣體是判斷平衡狀態(tài)的關(guān)鍵，而氣體的總體積、總壓強(qiáng)、氣體平均相對分子質(zhì)量都與氣體的物質(zhì)的量有關(guān)，由于反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量之和相等，所以這些物理量均不能用來判斷平衡狀態(tài)。

Ⅱ、m+n≠p+q

這類化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)是反應(yīng)物均為氣體，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量之和不相等。（見表2）

此類反應(yīng)中各物質(zhì)的狀態(tài)均為氣體而且反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量之和不相等，因此氣體的總體積、總壓強(qiáng)、氣體平均相對分子質(zhì)量這些物理量在未達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)是變化的，所以當(dāng)這些物理量不變是即能用來判斷平衡狀態(tài)。

二、反應(yīng)體系體積恒定，以化學(xué)反應(yīng)mA（s）+ nB（g）? pC（g）+ q D（g）為例：

Ⅰ、n=p+q

這類化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)是反應(yīng)物中有一種為固體，其它均為氣體，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量之和相等。

當(dāng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量（分?jǐn)?shù)）、各物質(zhì)的質(zhì)量（分?jǐn)?shù)）、各氣體的體積（分?jǐn)?shù)）、溫度等物理量一定及體系的顏色不再變化均可以判斷可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài);

而此類反應(yīng)的特殊性在于某種物質(zhì)為固體，其它物質(zhì)的狀態(tài)均為氣體而且反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量之和相等，因此氣體的總體積、總壓強(qiáng)與氣體的物質(zhì)的量有關(guān)的物理量在未達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)也是不變的，所以這兩個(gè)物理量不能用來判斷平衡狀態(tài);由于體系的體積恒定且反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量之和相等，而決定氣體平均相對分子質(zhì)量和密度的變量均為氣體的質(zhì)量，由于未達(dá)到平衡時(shí)氣體的質(zhì)量是變化的，所以當(dāng)這兩個(gè)物理量不變即可判斷為平衡狀態(tài)。

Ⅱ、n≠p+q

這類化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)是反應(yīng)物中有一種為固體，其它均為氣體，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量之和不相等。

和前一種情況一樣的是當(dāng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量（分?jǐn)?shù)）、各物質(zhì)的質(zhì)量（分?jǐn)?shù)）、各氣體的體積（分?jǐn)?shù)）、溫度、密度等物理量一定及體系的顏色不再變化均可以判斷可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài);

但是和前一種情況不同的是反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量之和不相等，與氣體的物質(zhì)的量有關(guān)的氣體的總體積和總壓強(qiáng)的這兩個(gè)物理量在未達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)是變化的，所以這兩個(gè)物理量可以用來判斷平衡狀態(tài);在這種情況下決定氣體平均相對分子質(zhì)量的變量為氣體的質(zhì)量和氣體的物質(zhì)的量，在反應(yīng)未達(dá)到平衡時(shí)都是變化的，因此當(dāng)這個(gè)物理量不變時(shí)也能用來判斷平衡狀態(tài)。

綜上所述可以得出以下結(jié)論：各物質(zhì)的物質(zhì)的量（分?jǐn)?shù)）、各物質(zhì)的質(zhì)量（分?jǐn)?shù)）、各氣體的體積（分?jǐn)?shù)）、溫度等物理量不變不管什么情況下都可以判斷化學(xué)平衡狀態(tài)，而氣體的總物質(zhì)的量、總體積、總壓強(qiáng)及氣體平均相對分子質(zhì)量要用于判斷化學(xué)平衡狀態(tài)則要考慮化學(xué)反應(yīng)的前提條件。

在高中化學(xué)教學(xué)中，教會(huì)學(xué)生以變化的觀點(diǎn)分析每一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，根據(jù)變化的條件判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，特別是用濃度這個(gè)依據(jù)，讓學(xué)生理解“以不變應(yīng)萬變”的內(nèi)涵。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊文彬主編《資源庫》，外語教學(xué)與研究出版社

[2]王祖浩主編《化學(xué)必修一》，江蘇鳳凰教育出版社