理清思路重方法 解答化學(xué)平衡題

范玉芳

(安徽省界首第一中學(xué) 236500)

化學(xué)平衡是高中化學(xué)的重點、難點知識，相關(guān)知識較為抽象，習(xí)題類型復(fù)雜多變.教學(xué)中為提高學(xué)生的解題能力，應(yīng)優(yōu)選、精講經(jīng)典習(xí)題，為學(xué)生深入的剖析相關(guān)的解題思路，鞏固學(xué)生所學(xué)的同時，使其掌握相關(guān)的解題方法與技巧，在以后的解題中能夠熟練應(yīng)用.

1 例題

工業(yè)生產(chǎn)中將除去工業(yè)煙氣中氮氧化物的過程成為“脫硝”.某脫硝反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為：

正反應(yīng)為放熱反應(yīng).

(1)若增大K值，則可采取的措施為____.

(2)400℃條件下，在恒容密閉的容器中發(fā)生上述反應(yīng)，測的部分物質(zhì)濃度與時間的關(guān)系，如圖1(a)所示，則____min后，反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率相等；前4min內(nèi)用O2表示平均反應(yīng)速率v(O2)=____.

圖1

(3)如圖1(b)，其他條件不變，若n(NH3)/n(NO)<1，NO的轉(zhuǎn)化率隨著該比值的上升而上升，原因為____；若n(NH3)/n(NO)>1，由于NH3發(fā)生副反應(yīng)導(dǎo)致煙氣中NO的濃度增大，使得轉(zhuǎn)化率降低，該副反應(yīng)的化學(xué)方程式為____.

(4)電解NO也可進行煙氣脫硝：

2 解題思路分析

上述習(xí)題共包含4個小問，其中第(1)小問根據(jù)平衡常數(shù)的表達式可知發(fā)生的反應(yīng)為：

4N2(g)+6H2O(g)，ΔH<0

3 教學(xué)策略

上述化學(xué)平衡習(xí)題考查的知識點較多，主要有化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)反應(yīng)圖像、化學(xué)平衡移動的分析、銨根離子水解等.要想正確作答上述習(xí)題，需要學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中深入理解，牢固掌握基礎(chǔ)知識，構(gòu)建系統(tǒng)的知識體系，因此在以后的高中化學(xué)教學(xué)中應(yīng)注重以下策略的應(yīng)用：

其一，化學(xué)平衡相關(guān)知識較為抽象，教學(xué)中既要注重結(jié)合具體的實例為學(xué)生分析相關(guān)的理論，又要靈活運用多媒體技術(shù)，借助相關(guān)的動畫為學(xué)生形象、宏觀展示化學(xué)平衡移動知識，更好的加深其印象.同時，圍繞相關(guān)問題與學(xué)生在課堂上積極互動，激活高中化學(xué)課堂的同時，進一步澄清其認識，使其更好地把握化學(xué)平衡移動的本質(zhì).

其二，傳授高效的學(xué)習(xí)方法.注重觀察學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)，給予學(xué)生學(xué)習(xí)上的指引.如為幫助學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)的知識網(wǎng)絡(luò)，可引導(dǎo)學(xué)生靈活運用思維導(dǎo)圖、表格等將相關(guān)的知識點整合起來，將知識點之間的區(qū)別與聯(lián)系徹底的搞清楚，弄明白.

其三，要求學(xué)生養(yǎng)成良好的做題習(xí)慣，提高做題效率.做題的過程中應(yīng)根據(jù)自身的實際情況有選擇的做題，做題的過程中不能簡單的追求得出正確答案，應(yīng)認真總結(jié)不同題型考查的知識點、高效的解題思路、做題的過程中遇到的問題等.如甲醇相關(guān)的化學(xué)題中，作為燃料電池的原料，工業(yè)上利用二氧化碳和氫氣在一定條件下反應(yīng)合成甲醇，根據(jù)這樣的化學(xué)反應(yīng)，設(shè)計相應(yīng)的化學(xué)平衡題，讓學(xué)生思考和解答.在此種類型題目中，考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，以及化學(xué)平衡反應(yīng)原理，需很容易忽視其解題方法，教師在日常教學(xué)和訓(xùn)練中，加強學(xué)生解題方法和習(xí)慣培養(yǎng)，讓學(xué)生進行歸納和總結(jié).針對每個題目進行反思，養(yǎng)成良好的反思習(xí)慣，掌握平衡原理試題解題方法.在每個考試小結(jié)后，讓學(xué)生積極回顧所學(xué)知識，對課程內(nèi)容和關(guān)鍵問題進行總結(jié)，加強學(xué)生知識記憶和理解，構(gòu)建化學(xué)知識網(wǎng)絡(luò).在高考復(fù)習(xí)中，重視讀題和審題，指導(dǎo)學(xué)生掌握良好的學(xué)習(xí)方法，提出相應(yīng)的解題要求，形成問題解答的好習(xí)慣.針對存在的問題及時分析原因，積極向其他學(xué)生請教，盡快的堵住知識漏洞，尤其應(yīng)做好做錯習(xí)題的摘抄，定期進行錯題重做，不斷的鞏固自身的薄弱知識點，提醒自己在以后的解題不能犯下同樣錯誤.

4 解題方法

4.1 三步法

高中化學(xué)平衡題解題中，三步法是最為常見的解題方式，根據(jù)題目中的信息，列出起始量、變化量以及平衡量，結(jié)合方程式做出計算.

例題1按照一定的比例將氫氣和氮氣混合，已知在相同條件下，混合氣體的密度是氫氣的3.6倍，將0.5mol的混合氣體在密閉容器中反應(yīng)，使得氣體在一定條件下達到平衡狀態(tài)，已知氣體在平衡后容器壓強是相同狀況下反應(yīng)前的0.76倍.

(1)平衡狀態(tài)時，混合氣體中氨的物質(zhì)的量是多少？

(2)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，氮氣的轉(zhuǎn)化率是多少？

此題在解答時，教師引導(dǎo)學(xué)生對題目信息進行分析，利用三步法進行解題.首先根據(jù)題干信息列出方程組，求解氫氣和氮氣的起始濃度.

=0.5mol×3.6×2g·mol-1

通過方程組求解得出n(氮氣)=0.1mol，n(氫氣)=0.4mol.之后假設(shè)氮氣的變化量是a(mol)，根據(jù)化學(xué)方程式列出三式，對其起始量、變化量和平衡量進行分析，結(jié)合題目中已知平衡后容器壓強是反應(yīng)前壓強的0.76倍，可以得出平衡后容器內(nèi)氣體物質(zhì)的量是反應(yīng)前氣體物質(zhì)的量的0.76倍，所以NH3的物質(zhì)的量是0.12mol.根據(jù)第一小題中求解的氮氣的變化量，計算出平衡時氮氣的轉(zhuǎn)化率是60%.

4.2 差量法

在高中化學(xué)解題中，利用差量法解答平衡題，需要將差量作為特殊的產(chǎn)物，同時，差量需要和反應(yīng)物的某種量成一定比例.在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)前后出現(xiàn)氣體壓強差、體積差以及密度差等，都可以利用差量法思考和解答問題.

例題2在一個可變的密閉容器中，其內(nèi)有X、Y的混合氣體，在一定條件下，混合氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：

如果壓強和溫度保持不變，化學(xué)反應(yīng)達到平衡時，容器體積是V，已知生成氣體Z的體積占總體積的10%，下述說發(fā)展的正確的是( ).

①反應(yīng)前混合氣體的體積是1.2V；

②反應(yīng)前混合氣體的體積是1.1V；

③當反應(yīng)平衡時，X氣體消耗了0.05V；

④當反應(yīng)平衡時，Y氣體消耗了0.05V.

A.②③ B.②④ C.①③ D.①④

在解答時，讓學(xué)生根據(jù)題意進行分析，并且列出相應(yīng)的反應(yīng)關(guān)系式：

標記出其起始量和變化量.利用差量法對題目和化學(xué)反應(yīng)做出分析，得出氣體X在反應(yīng)中消耗了0.05V.在化學(xué)反應(yīng)平衡狀態(tài)時，氣體體積減少0.1V，所以得出反應(yīng)前混合氣體的體積是1.1V.所以正確答案是A.

4.3 守恒法

在高中化學(xué)平衡題解題中，守恒法是常用的解題方式，根據(jù)其個數(shù)守恒、電子守恒、質(zhì)量守恒、濃度守恒以及物質(zhì)的量等，對化學(xué)反應(yīng)中某個特定的量保持不變或者成比例，通過列出算式進行求解.

例題3將amol的氮氣和bmol的氫氣進行反應(yīng)，當達到平衡狀態(tài)時，生成的氨有cmol，當反應(yīng)達到平衡后，混合氣體中氨的質(zhì)量分數(shù)是多少？

在此題解答中，利用質(zhì)量守恒定理進行分析解答，通過分析可以得出，平衡狀態(tài)時，混合氣體的質(zhì)量是起始時氮氣和氫氣的質(zhì)量和，即(28a+2b)g，根據(jù)題意列出關(guān)系式

除了利用質(zhì)量守恒外，還可以讓學(xué)生利用電子守恒、電荷守恒等原則，結(jié)合相應(yīng)的化學(xué)平衡題目進行訓(xùn)練，提高學(xué)生解題能力.