發(fā)揮化學(xué)平衡常數(shù)在中學(xué)平衡教學(xué)中的核心作用

陳啦咪

摘要：化學(xué)平衡常數(shù)是高中化學(xué)的一個(gè)重要概念。作為定量分析的基礎(chǔ)，高中生可以確定化學(xué)平衡狀態(tài)，了解影響平衡移動(dòng)的影響因素，確定平衡移動(dòng)的方向。在電離平衡分析中，平衡常數(shù)在化學(xué)平衡教學(xué)中發(fā)揮著非常重要的核心作用。本文介紹了平衡常數(shù)的表達(dá)式，論證了平衡常數(shù)在化學(xué)教學(xué)中的意義，以及如何利用平衡常數(shù)解決高中化學(xué)教學(xué)中的一些問題。

關(guān)鍵詞：化學(xué)平衡常數(shù);中學(xué)平衡教學(xué);核心作用

引言：化學(xué)平衡常數(shù)屬于化學(xué)熱力學(xué)研究范疇，是中學(xué)化學(xué)的重要理論之一?；瘜W(xué)平衡常數(shù)的內(nèi)容也是中學(xué)化學(xué)相關(guān)的溶解、電離、水解知識(shí)的核心，對(duì)指導(dǎo)學(xué)生研究物質(zhì)在水溶液中的理論學(xué)習(xí)具有十分重要的作用。因此，與化學(xué)平衡常數(shù)相關(guān)的教學(xué)和學(xué)習(xí)問題的研究一直受到研究者和一線教師的關(guān)注。

一、研究背景

隨著化學(xué)課程結(jié)構(gòu)的變化，新化學(xué)課程中的化學(xué)平衡常數(shù)的變化尤為顯著，課程設(shè)置、內(nèi)容選擇和組成的變化非常大。首先，將新課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)和課前預(yù)習(xí)分為必完成的任務(wù)和選擇完成的任務(wù)兩類，并且難度成螺旋式的增加。在篩選階段，主要介紹基于化學(xué)反應(yīng)原理的“化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡”部分。將化學(xué)平衡常數(shù)添加到原理模塊中，以了解化學(xué)平衡常數(shù)的值并計(jì)算化學(xué)平衡常數(shù)的值。例如，選擇性必修教科書包含了“平衡常數(shù)”的概念?；瘜W(xué)平衡常數(shù)是在“平衡動(dòng)力學(xué)定律”和教科書課程之后提出的。利用Qc和KC大小比較，定量分析反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)平衡的影響以及平衡移動(dòng)的一般規(guī)律，對(duì)于化學(xué)平衡常數(shù)和常數(shù)的確定非常重要。

二、當(dāng)前我國中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)現(xiàn)狀分析

（一）普遍認(rèn)同化學(xué)的重要性但學(xué)習(xí)興趣不高

接觸化學(xué)的學(xué)習(xí)后，學(xué)生普遍意識(shí)到掌握化學(xué)專業(yè)術(shù)語對(duì)解決化學(xué)問題和理解化學(xué)情況有很大的影響，證實(shí)化學(xué)專業(yè)術(shù)語在化學(xué)學(xué)習(xí)中的重要性，學(xué)生們對(duì)化學(xué)的學(xué)習(xí)非常有認(rèn)同感?；瘜W(xué)的專業(yè)性術(shù)語是學(xué)好化學(xué)的基礎(chǔ)，學(xué)生們認(rèn)真學(xué)過化學(xué)專業(yè)術(shù)語術(shù)語，但對(duì)化學(xué)專業(yè)術(shù)語的學(xué)習(xí)興趣不大[1]。對(duì)個(gè)別學(xué)生的采訪表明，學(xué)生們有早期接觸，但是對(duì)化學(xué)專業(yè)術(shù)語比較陌生，對(duì)學(xué)習(xí)難以產(chǎn)生濃厚的興趣。雖然教師已讓學(xué)生接觸化學(xué)專業(yè)術(shù)語，但是學(xué)習(xí)時(shí)間少，且內(nèi)容多、復(fù)雜、難以記住，使學(xué)習(xí)化學(xué)術(shù)語變得更加乏味困難。尤其是學(xué)困生，對(duì)化學(xué)專業(yè)術(shù)語的接受度較低，由于大量化學(xué)專業(yè)術(shù)語集中，對(duì)困難有很強(qiáng)的恐懼感，形成對(duì)學(xué)習(xí)化學(xué)逐漸失去信心、對(duì)學(xué)習(xí)化學(xué)失去興趣的惡性循環(huán)[1]。

（二）學(xué)優(yōu)生的更能合理的運(yùn)用學(xué)習(xí)方法促進(jìn)化學(xué)用語學(xué)習(xí)

通過對(duì)中學(xué)生化學(xué)名詞學(xué)習(xí)方法的考察發(fā)現(xiàn)，學(xué)優(yōu)生學(xué)習(xí)方法的掌握程度明顯優(yōu)于學(xué)困生。在學(xué)習(xí)化學(xué)專業(yè)術(shù)語時(shí)，學(xué)生通常可以使用化學(xué)專業(yè)術(shù)語來加快化學(xué)專業(yè)術(shù)語的記憶，但是學(xué)習(xí)使用化學(xué)有困難的學(xué)生在老師的課堂上，對(duì)化學(xué)專業(yè)術(shù)語的理解和記憶比較簡單，是機(jī)械記憶，化學(xué)專業(yè)術(shù)語的使用處于純模仿練習(xí)的階段，不能與為了加深記憶而學(xué)習(xí)的化學(xué)專業(yè)術(shù)語相提并論。學(xué)優(yōu)生更好地發(fā)現(xiàn)和使用規(guī)則和技術(shù)來理解和記憶化學(xué)專業(yè)術(shù)語，這意味著學(xué)優(yōu)生可以更好地理解化學(xué)專業(yè)術(shù)語的本質(zhì)，在課堂上找到更好地理解和記憶的規(guī)則，并在實(shí)踐中進(jìn)行整合[2]。當(dāng)學(xué)習(xí)化學(xué)專業(yè)術(shù)語有困難時(shí)，學(xué)習(xí)能力好的學(xué)生可以主動(dòng)尋求幫助，但學(xué)習(xí)困難的學(xué)生大多數(shù)人選擇推遲這個(gè)問題。熟練掌握化學(xué)語言也為后續(xù)優(yōu)生學(xué)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)提供了幫助，增加了學(xué)優(yōu)生與貧困生化學(xué)學(xué)習(xí)的差異化。

（三）主動(dòng)運(yùn)用化學(xué)用語的意識(shí)淡薄

在課堂教學(xué)的過程中，幾乎沒有通過化學(xué)方程式或方程式來描述化學(xué)或化學(xué)變化的想法。這表明學(xué)生沒有意識(shí)到化學(xué)專業(yè)術(shù)語的重要性。很少有機(jī)會(huì)積極地使用化學(xué)用語[2]。專業(yè)術(shù)語的使用保持在教師要求的水平，學(xué)生很少自主使用或練習(xí)化學(xué)專業(yè)術(shù)語，在學(xué)習(xí)過程中遇到困難時(shí)及時(shí)解決問題，積極思考或?qū)W習(xí)沒有掌握的化學(xué)專業(yè)術(shù)語，因此，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)化學(xué)的動(dòng)力是由于他們對(duì)化學(xué)專業(yè)術(shù)語掌握的熟練度較低。

三、化學(xué)平衡常數(shù)促進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)的限度認(rèn)識(shí)發(fā)展的功能分析

（一）增進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)的限度的理解

首先，化學(xué)平衡常數(shù)可以提高學(xué)生對(duì)化學(xué)平衡的理解。學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)不同的化學(xué)反應(yīng)都有極限，平衡常數(shù)更大，反應(yīng)限度更大，溫度不變，化學(xué)反應(yīng)限度不變。平衡常數(shù)可以幫助學(xué)生掌握化學(xué)反應(yīng)限度與化學(xué)平衡狀態(tài)之間的關(guān)系，是生成物濃度的系數(shù)次冪除以反應(yīng)物濃度的系數(shù)次冪，如果平衡常數(shù)不變，則存在各種濃度的組合，并且所有組合都可能處于化學(xué)平衡狀態(tài)。換句話說，同一反應(yīng)的極限可以對(duì)應(yīng)于多個(gè)平衡態(tài)，但平衡的改變并不總是改變化學(xué)反應(yīng)的限度[2]。

（二）增進(jìn)學(xué)生對(duì)平衡移動(dòng)規(guī)律的理解

一方面，借助化學(xué)平衡常數(shù)，學(xué)生可以認(rèn)識(shí)的更加直接，平衡常數(shù)K不等于濃度指數(shù)Q，這是平衡移動(dòng)的直接原因，可以找到兩條路徑，是觸發(fā)平衡移動(dòng)的原因。一種途徑是改變K，另一種途徑是改變Q，具體的變量可能是改變單個(gè)組分的濃度或以相同的倍數(shù)改變所有組分的濃度，（即改變壓力）。另一方面，它也有助于確定學(xué)生影響平衡的相關(guān)因素。例如，在確定濃度是否影響平衡移動(dòng)時(shí)，可以輕松確定一種成分的濃度發(fā)生了變化或所有成分的濃度都發(fā)生了變化[3]。

（三）為學(xué)生提供分析平衡移動(dòng)問題的思路和方法

化學(xué)平衡常數(shù)允許學(xué)生根據(jù)狀態(tài)分析和狀態(tài)變化創(chuàng)建思維程序。特別是可以分析濃度和壓力對(duì)化學(xué)平衡的影響。也就是說，Q=k，外部條件（濃度、溫度、壓力）首先在平衡系統(tǒng)中得到顯著的變化?？紤]到所有濃度，分析變化如何影響K或Q并改變Q？Q在平衡系統(tǒng)中，影響各組分的濃度變化，如增加反應(yīng)物的濃度，K為常數(shù)，濃度Q變小。在這種情況下，化學(xué)平衡會(huì)朝著生成物濃度增加的方向移動(dòng)[3]。這個(gè)邏輯推理過程實(shí)現(xiàn)了討論熱力學(xué)問題的一個(gè)基本方法，因?yàn)樽兞垦刂磻?yīng)方向移動(dòng)。

結(jié)語：總之，化學(xué)平衡常數(shù)加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)化學(xué)平衡常數(shù)的理解的技能。針對(duì)化學(xué)反應(yīng)教學(xué)設(shè)計(jì)的局限性，本研究旨在根據(jù)以生為本的基本理念，在分析化學(xué)平衡常數(shù)的作用和數(shù)值以及如何解決阻礙學(xué)生理解和發(fā)展的問題提出相應(yīng)的策略，促進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)學(xué)習(xí)的理解和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王祖浩主編 . 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)反應(yīng)原理[M]. 南京：江蘇教育出版社，2007：41～43.

[2]袁緒富.化學(xué)基本理論教學(xué)設(shè)計(jì)的行動(dòng)研究——— “影響化學(xué)平衡的條件” 的教學(xué)設(shè)計(jì)探索.長春：東北師范大學(xué)碩士論文，2007

[3]宋心琦，何少華主編.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書：化學(xué)反應(yīng)原理.第 3 版，北京：人民教育出版社，2007：25-31