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一、有關(guān)v-t圖像解讀
v-t圖像中,橫坐標(biāo)表示時間,縱坐標(biāo)表示反應(yīng)速率。常??疾樵谀硶r間點或時間段內(nèi),根據(jù)速率的變化來推導(dǎo)其他因素的變化。
1.案例展示
例1在一定條件下的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
改變某一條件后,發(fā)生了如圖1變化,并重新達(dá)到平衡,則該條件下敘述正確的是( )。
A.若該條件為減小壓強,則有m+n>p+q
B.若該條件為增大壓強,則有m+n<p+q
C.若升高溫度,則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
D.該條件可能使用了正催化劑
圖1分析根據(jù)圖像可知,改變條件后:v(逆)>v(正),則平衡向逆反應(yīng)方向移動,排除選項D;新平衡時的反應(yīng)速率比舊平衡時的反應(yīng)速率大,故減小壓強是不對的,排除選項A;增大壓強該平衡逆向移動,反應(yīng)向著氣體體積減小的方向移動,則有m+n<p+q,故B正確;升高溫度該平衡逆向移動,反應(yīng)向著吸熱方向進(jìn)行,故正向為放熱反應(yīng),排除選項C。
2.方法解讀
(1)根據(jù)改變條件后的v(正)、v(逆)的大小判斷反應(yīng)方向:v(正)>v(逆),平衡正向移動;
v(正)<v(逆),平衡逆向移動;v(正)=v(逆),平衡不移動。
(2)根據(jù)新平衡時的v′與舊平衡時的v比較,如果v′>v,則說明所改變的條件是增加,反之亦然。
(3)根據(jù)改變條件瞬間速率的連接點是“斷開”還是“漸變”,來判斷影響平衡的因素,“斷開”
一般改變的是溫度或壓強,“漸變”一般改變的是濃度。
二、有關(guān)y-t折線圖像解讀
y-t折線圖像中,橫坐標(biāo)表示時間,縱坐標(biāo)往往不確定,可以是百分含量、轉(zhuǎn)化率或者體積分?jǐn)?shù)等物理量,常常用來同時考察溫度和壓強對反應(yīng)的影響。
1.案例展示
例2密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):
aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)
如圖2所示在不同的溫度和壓圖2
強下的關(guān)系圖,橫坐標(biāo)表示時間,縱坐標(biāo)表示混合氣體中B的質(zhì)量分?jǐn)?shù),則下列判斷正確的是( )。
A.T1>T2,p1<p2,a+b>c,該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B.T1>T2,p1<p2,a+b<c,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
C.T1<T2,p1>p2,a+b<c,該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
D.T1>T2,p1>p2,a+b>c,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
分析圖像中給出了三條線段,根據(jù)控制變量法,如果比較溫度,則需要壓強相等,故比較T1p2和T2p2這兩條折線,其中溫度較高的反應(yīng)速率快,達(dá)到平衡所需要的時間就短,則“先拐”,故有T1>T2,在判斷反應(yīng)吸放熱的時候,可以假設(shè)有這樣一個過程,從T1T2,溫度降低,對照縱坐標(biāo)可知B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高,則有降溫平衡逆向移動,逆向為放熱,正向為吸熱反應(yīng);同理,比較T1p1和T1p2這兩條折線,可以得到p1<p2,a+b<c,故正確選項為B。
2.方法解讀
(1)根據(jù)控制變量法,找到兩條等溫線或等壓線,確定兩條研究對象;再根據(jù)“先拐先平值最大”原則,判斷出溫度或壓強的大小。
(2)模擬過程進(jìn)行“定一議二”,模擬一個從T1T2或者p1p2的過程,通過縱坐標(biāo)的變化來判斷化學(xué)平衡移動的方向,根據(jù)其中的邏輯關(guān)系得出反應(yīng)的吸放熱或者前后氣體總體積的大小。
三、有關(guān)y-T/p曲線圖像解讀
在y-T/p的曲線圖像中,橫坐標(biāo)表示溫度或壓強,縱坐標(biāo)不確定,可以是百分含量、轉(zhuǎn)化率或者體積分?jǐn)?shù)等物理量,也常常用來同時考查溫度和壓強對反應(yīng)的影響。
1.案例展示
例3在密閉容器中發(fā)生反應(yīng):
A(s)+B(g)2C(g) ΔH>0,
隨著外界條件的改變發(fā)生如圖3圖3變化,那么y軸可以表示為( )。
A.反應(yīng)在該條件下平衡時C的體積分?jǐn)?shù)
B.反應(yīng)在該條件下平衡時B體積分?jǐn)?shù)
C.B的轉(zhuǎn)化率
D.反應(yīng)在該條件下平衡時混合氣體的質(zhì)量
分析根據(jù)題意,y軸的確定既要符合溫度的變化,又要符合壓強的變化。在討論溫度時,需要找一條等壓線,三條線段中任意一個就可以,結(jié)合化學(xué)方程式和圖像可知,升溫,平衡正向移動,y軸所表示的量逐漸減小,故B符合;在討論壓強時,則需要找一條等溫線,即在x軸上一點做x軸的垂線,與三條曲線相交于三點,根據(jù)這三點中任意兩點來確定y軸的變化,結(jié)合化學(xué)方程式和圖像可知,減小壓強平衡正向移動,y軸減小,故B符合。據(jù)此,可以看出B既符合溫度的變化又符合壓強的變化,即為正確答案。
2.方法解讀
(1)分析方程式,判斷出溫度或壓強的改變對化學(xué)平衡的影響,記錄化學(xué)平衡移動的方向。
(2)根據(jù)“定一議二”的方法分析圖像,判斷出溫度或壓強的改變對相關(guān)物理量造成的影響,記錄y軸變化的趨向。
(3)將(1)(2)兩項結(jié)合,移動的方向與y軸的變化相一致,則可以用y軸表示;反之亦然。
關(guān)鍵詞:化學(xué)圖像題 ; 離子反應(yīng); 化學(xué)平衡
化學(xué)圖像題是一種重要的化學(xué)題型,它能考查學(xué)生分析圖像、知識應(yīng)用、歸納綜合信息等多方面的能力?;瘜W(xué)圖像題的這一特點,使得它倍受命題人的青睞。平時教學(xué)中也可適時、恰當(dāng)?shù)厥褂没瘜W(xué)圖像題對學(xué)生理解所學(xué)的知識點也是大有幫助的。本文主要介紹兩種常見類型的化學(xué)圖像題:一類是離子反應(yīng)圖像題;一類是化學(xué)平衡圖像題。
一、離子反應(yīng)圖像題
離子反應(yīng)圖像題是將離子反應(yīng)的相關(guān)信息用圖像的形式形象地表達(dá)出來的一類化學(xué)題。解答這類題的關(guān)鍵在于根據(jù)圖像,分析離子反應(yīng)過程。當(dāng)然,不同圖像的解析方法和技巧是不同的。以下筆者例舉幾種常見類型的解析方法和技巧。
1、有關(guān)氣體生成量的離子反應(yīng)圖像題。
例1 將2.5g Na2CO3、NaHCO3、NaOH的固體混合物完全溶解于水,制成溶液,然后向該溶液中逐滴加入1mol?L-1的鹽酸,所加入的鹽酸體積與產(chǎn)生CO2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)關(guān)系如下圖所示:
(1)寫出OA段所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。
(2)當(dāng)加入35mL鹽酸時,產(chǎn)生CO2的體積為mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。
(3)計算原混合物中NaOH的質(zhì)量及Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
解析:由題圖可知OA段沒有產(chǎn)生CO2氣體,故發(fā)生的反應(yīng)為:
H++OH-=H2O,CO2-3+H+=HCO-3 。
當(dāng)加入35mL鹽酸時,只有10mL鹽酸發(fā)生了反應(yīng)HCO-3+H+=CO2+H2O,故V(CO2)=1mol?L-1×0.01L×22.4L?mol-1×103mL?L-1=224mL。
設(shè)Na2CO3、NaHCO3、NaOH的物質(zhì)的量分別為x、y、z,則有: 106g?mol-1×x+84g?mol-1×y+40g?mol-1×z=2.5gx+y=1mol?L-1×(0.045-0.025)Lx+z=1mol?L-1×0.025L
解得:x=0.01mol,y=0.01mol,z=0.015mol
所以m(NaOH)=40g?mol-1×0.015=0.6g
ω(Na2CO3)=0.01mol×106g/mol2.5g×100=42.4。
2、有關(guān)離子生成量的離子反應(yīng)圖像題。
例2 某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3,若向其中逐漸加入鐵粉,溶液中Fe2+濃度和加入鐵粉的物質(zhì)的量之間的關(guān)系如圖所示。則稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物質(zhì)的量濃度之比為 。
解析:據(jù)氧化性由強到弱的順序HNO3>Fe3+>Cu2+,可知隨鐵粉的增加,反應(yīng)的方程式分別為:
4HNO3(?。?Fe=Fe(NO3)3+NO+2H2O
4mol 1mol 1mol
2Fe(NO3)3+Fe=3Fe(NO3)2
2mol 1mol 3mol
Cu(NO3)2+Fe=Fe(NO3)2+Cu
1mol 1mol 1mol
所以原溶液中,F(xiàn)e(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3的物質(zhì)的量之比即物質(zhì)的量濃度之比為:(2mol-1mol):1mol:4mol=1:1:4。
二、化學(xué)平衡圖像題
化學(xué)平衡圖像題是考試中常見的一類題型,解這類題有“三步曲”:
(1)看懂圖像:看圖像要五看。一看面,即看清橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo);二看線,即看線的走向、變化趨勢;三看點,即看曲線的起點、重點、交點、拐點、原點、極值點等;四看要不要作輔助線,如等溫線、等壓線;五看定量圖像中有關(guān)量的多少。
(2)聯(lián)想規(guī)律:聯(lián)想外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響規(guī)律。
(3)推理判斷:結(jié)合題中給定的化學(xué)反應(yīng)和圖像中的相關(guān)信息,根據(jù)有關(guān)知識規(guī)律分析作出判斷。
此外,解化學(xué)平衡圖像題還有兩個原則:
(1)“定一議二”原則:在化學(xué)平衡圖像中,包括橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)和曲線所表示的三個量,先確定橫坐標(biāo)(或縱坐標(biāo))所表示的量,再討論縱坐標(biāo)(或橫坐標(biāo))與曲線的關(guān)系。
(2)“先拐后平,數(shù)值大”原則:在化學(xué)平衡圖像中,先出現(xiàn)拐點的反應(yīng)速率較快,先達(dá)到平衡,往往溫度較高或壓強較大。
以下筆者就一些常見的化學(xué)平衡圖像題的類型進(jìn)行具體地例析。
1、以速率―時間(v-t)圖像描述化學(xué)平衡移動的本質(zhì)
2、以物質(zhì)的量(濃度)―時間(n(c)-t)圖像描述可逆反應(yīng)達(dá)平衡的過程
例3 一定溫度下在密閉容器內(nèi)進(jìn)行著某一反應(yīng),X氣體、Y氣體隨反應(yīng)時間變化的曲線如右圖所示。下列敘述中正確的是( )
A.反應(yīng)的化學(xué)方程式為5YX
B.t1時,Y的濃度是X濃度的1.5倍
C.t2時,正、逆反應(yīng)速率相等
D.t3時,逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率
解析:從圖像可以看出,t2時刻X、Y兩物質(zhì)的物質(zhì)的量相等,而不是反應(yīng)速率相等,故C不正確;t3時,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),所以正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,故D不正確;反應(yīng)開始X指示的量不清晰,故無法判斷化學(xué)方程式的化學(xué)計量數(shù),故A不正確。該題答案選B,可根據(jù)圖中數(shù)據(jù)得出結(jié)果。
3、化學(xué)平衡移動原理的應(yīng)用。
例4 反應(yīng)X(氣)+3Y(氣)2Z(氣)+熱量,在不同溫度、不同壓強(p1>p2)下,達(dá)到平衡時,混合氣體中Z的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨溫度變化的曲線應(yīng)為( )。
解析:可逆反應(yīng)X(氣)+3Y(氣)2Z(氣)+Q的特點是:氣體體積縮小的方向是放熱反應(yīng)。根據(jù)化學(xué)平衡移動原理:①壓強不變時溫度升高,平衡向逆反應(yīng)方向移動,則Z減少,故可排除A、B;②溫度不變時壓強增大,平衡向正反應(yīng)方向移動,則Z應(yīng)增大,故可排除D。答案為C。
4、化學(xué)平衡綜合應(yīng)用圖像。
例5 已知某可逆反應(yīng)aA(氣)+bB(氣)cC(氣)+Q在密閉容器中進(jìn)行,在不同溫度(T1和T2)及壓強(p1和p2)下,混合氣中B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(ωB)與反應(yīng)時間(t)的關(guān)系如右圖所示。下列判斷正確的是( )
A.T1
B.T1>T2,p1
C.T1p2,a+b
D.T1>T2,p1>p2,a+b>c,Q>0
解析:本題是化學(xué)平衡移動的綜合應(yīng)用圖像題,其特點是根據(jù)題給曲線圖像,判斷外界條件及可逆反應(yīng)方程式中有關(guān)量相對大小,實質(zhì)仍屬逆向思維。解題時,既要考慮反應(yīng)速率的快慢(拐點出現(xiàn)的先后),又要考慮化學(xué)平衡移動。
由(T1,p1)和(T1,p2)兩支曲線可知,等溫(T1)下,壓強為p2時達(dá)到平衡所需時間較短,即反應(yīng)速率較快,所以p2>p1,且壓強越大,ωB越
大,則a+bT2,且溫度越高,ωB越小,故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),Q
參考文獻(xiàn):
[1]李衛(wèi)民.創(chuàng)新設(shè)計2012高考總復(fù)習(xí)(化學(xué)).西安:陜西人民出版社,2011
讓學(xué)生知道在一定條件下可逆反應(yīng)的進(jìn)行有一定的限度,不能進(jìn)行到底;
初步了解什么是化學(xué)平衡狀態(tài),能從正逆反應(yīng)速率的變化來理解化學(xué)平衡狀態(tài)的建立,認(rèn)識化學(xué)平衡狀態(tài)的建立要有一定的條件,有一個過程。
在對影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素進(jìn)行實驗探究和總結(jié)后,教材又設(shè)置新的實驗探究,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)限度問題,經(jīng)過對該問題的再認(rèn)識,逐步形成了化學(xué)反應(yīng)限度的概念,并以上述觀點為指導(dǎo)去分析和解決實際問題。
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1、認(rèn)識可逆反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)限度的涵義;
2、初步學(xué)會根據(jù)反應(yīng)速率判斷化學(xué)反應(yīng)所能達(dá)到的限度,初步了解影響化學(xué)反應(yīng)限度的因素。
【重點】
化學(xué)反應(yīng)限度的涵義和影響因素
【難點】
化學(xué)反應(yīng)限度的本質(zhì)原因及外部特征
【課時安排】
第2課時
【教學(xué)過程】
〖情景創(chuàng)設(shè)〗通過前面的學(xué)習(xí),我們知道化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物之間是按照方程式中的系數(shù)比進(jìn)行反應(yīng)的,那么,在實際反應(yīng)中,反應(yīng)物能否按相應(yīng)的計量關(guān)系完全轉(zhuǎn)化為生成物呢?
〖提出問題〗怎樣來認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的限度呢?
〖指導(dǎo)閱讀〗課本29-30頁
〖演示實驗〗課本30頁
〖板書〗一、化學(xué)反應(yīng)限度
1、概念:化學(xué)反應(yīng)限度就是研究可逆反應(yīng)所能達(dá)到的最大程度。
2、可逆反應(yīng):在同一反應(yīng)條件下,既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行,又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。
3、說明:
(1)絕大多數(shù)反應(yīng)都有一定的可逆性。一個反應(yīng)是可逆反應(yīng)的必需條件:在同一反應(yīng)條件下進(jìn)行。
(2)可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底,只能進(jìn)行到一定程度后達(dá)到所謂的平衡狀態(tài),平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量都大于零。
〖板書〗二、化學(xué)平衡
1、化學(xué)平衡的研究對象:可逆反應(yīng)的規(guī)律,如反應(yīng)進(jìn)行的程度以及外界條件對反應(yīng)進(jìn)行情況的影響等。
2、化學(xué)平衡狀態(tài)的建立:
(1)可借助速率-時間圖像來理解化學(xué)平衡狀態(tài)的建立與化學(xué)反應(yīng)速率之間的關(guān)系。
〖指導(dǎo)閱讀〗課本31頁圖2-2
(2)可借助濃度-時間圖像來理解化學(xué)平衡狀態(tài)的建立與化學(xué)反應(yīng)速率之間的關(guān)系。
3、化學(xué)平衡狀態(tài):
(1)概念:化學(xué)平衡狀態(tài)是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)物不再減少,生成物不再增加,反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。
(2)特征:逆、等、動、定、變、同
①逆:化學(xué)平衡研究的是可逆反應(yīng);
②等:平衡時v正=v逆〉0(本質(zhì));
③動:平衡時,反應(yīng)仍在不斷進(jìn)行是動態(tài)的平衡;
④定:平衡時,反應(yīng)混合物各組分的濃度保持一定,百分含量保持一定(表象);⑤變:外界條件一旦改變,平衡就會被破壞,并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡;⑥同:同一個可逆反應(yīng),化學(xué)平衡狀態(tài)既可以從正反應(yīng)方向建立,又可以從逆反應(yīng)方向建立。最后都可以建立同一個平衡狀態(tài)。平衡狀態(tài)只與條件有關(guān)與反應(yīng)途徑無關(guān)。
〖總結(jié)〗可逆反應(yīng);化學(xué)平衡;化學(xué)平衡狀態(tài)。
〖作業(yè)〗課課練完成課時13
【教后感】
①化學(xué)反應(yīng)速率和限度,都屬于化學(xué)反應(yīng)原理范疇,是化學(xué)學(xué)科最重要的原理性知識之一,是深入認(rèn)識和理解化學(xué)反應(yīng)特點和進(jìn)程的入門性知識,是進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)的基礎(chǔ)性知識。
關(guān)鍵詞:自制教具;等效平衡;等效平衡模擬示意圖
化學(xué)教學(xué)中常常要借助實驗、符號、圖像、模型等教具來進(jìn)行教學(xué)。如化學(xué)變化借助化學(xué)實驗,元素周期律借助元素周期表,原子結(jié)構(gòu)借助原子結(jié)構(gòu)示意圖、電子云,化學(xué)平衡的建立借助化學(xué)平衡的建立圖像等等,這樣的例子非常多,舉不勝舉。更有些知識講解要借助于自制教具進(jìn)行教學(xué)。加強自制教具教學(xué),既彌補了教儀的不足,又克服了一定的經(jīng)費困難,為更好、更快地普及化學(xué)教學(xué)打下了基礎(chǔ)。下面我就介紹等效平衡模擬示意圖應(yīng)用。
等效平衡是中學(xué)化學(xué)化學(xué)平衡中的一個考點,也是一個教學(xué)難點。想讓學(xué)生學(xué)好,憑空想象等效平衡,實有一定難度。等效平衡模擬示意圖,正好為我們解決這一難題。等效平衡模擬示意圖變抽象為具體,變具體為圖像,在教學(xué)中使用非常方便,用它分析等效平衡可達(dá)到事半功倍之效。等效平衡模擬示意圖學(xué)生也可以自己畫,學(xué)習(xí)中實用方便,是解決等效平衡這一知識難點的好幫手。
如何使用?首先需要我們了解什么是等效平衡。
一、什么是等效平衡
化學(xué)平衡的建立與途徑無關(guān),即可逆反應(yīng)從反應(yīng)物方向開始,還是從生成物方向開始,只要條件不變,都可以達(dá)到同一平衡狀態(tài)。
相同條件下,同一可逆反應(yīng)體系,不管從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,達(dá)到平衡時,任何相同物質(zhì)的含量(體積分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))都相同的化學(xué)平衡互稱等效平衡??煞譃椤叭刃А逼胶夂汀跋嗨频刃А逼胶?。
在一定條件下(定溫、定容或定溫、定壓)的可逆反應(yīng),當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡時,同種物質(zhì)的濃度相同,這樣的平衡稱為“全等效”平衡;同種物質(zhì)的含量(物質(zhì)的量或氣體體積或質(zhì)量百分?jǐn)?shù))相同,這樣的平衡稱為“相似等效”平衡。在下列三種情況下,均可視為等效平衡。一是同溫同體積時,對于N2 +3H2 2NH3反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變的可逆反應(yīng),只改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量,如通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)比換算在同一半邊的物質(zhì)的量與原平衡相同,則兩平衡等效。二是同溫同壓時,只改變起始時加入物質(zhì)的量,只要按化學(xué)計量數(shù)比換算在同一半邊的物質(zhì)的量之比與原平衡相同,則兩平衡等效。三是同溫同體積時,對于I2 +H2 2HI反應(yīng)前后氣體分子數(shù)沒有改變的可逆反應(yīng),只改變起始時加入物質(zhì)的量,只要按化學(xué)計量數(shù)比換算在同一半邊的物質(zhì)的量之比與原平衡相同,則兩平衡等效。
在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓),對同一可逆反應(yīng),起始時加入物質(zhì)的量不同,達(dá)平衡時的狀態(tài)規(guī)律如下表:
轉(zhuǎn)化思想:把各物質(zhì)都有的起始狀態(tài)轉(zhuǎn)化為只有反應(yīng)物或只有生成物的起始狀態(tài) ,從而使問題變得單一和明了。
二、等效平衡模擬示意圖介紹
等效平衡模擬示意圖是我自制的教具,它包含兩件。一件用于前面提過的“全等效”平衡,即表格中的第三種情況。同溫同壓時,對N2 +3H2 2NH3的可逆反應(yīng),加入的反應(yīng)物只要成比例,就可達(dá)到等效平衡。等效平衡模擬示意圖(一)有兩個圖和一個模擬活塞,通過活塞的移動可以展示另一個圖。圖形如下:
另一件用于前面提過的“相似等效”平衡,即表格中的第二種情況。同溫同體積時,對I2 +H2 2HI反應(yīng)前后氣體分子數(shù)沒有改變的可逆反應(yīng),加入的反應(yīng)物只要成比例,就可達(dá)到等效平衡。等效平衡模擬示意圖(二)有兩個圖和一個模擬活塞,通過活塞的移動可以展示另一個圖。圖形如下:
三、等效平衡模擬示意圖使用
等效平衡模擬示意圖中的不同圓點表示平衡時不同分子。
圖(一)中第二個圖體積是第一個圖體積的兩倍,各種分子個數(shù)也是兩倍,因此各物質(zhì)的含量(體積分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))都相同。氣體的體積與物質(zhì)的量成正比時,只要溫度相同第一個圖中的壓強與第二個圖中的壓強是相同,那么第一個圖中的平衡與第二個圖中的平衡是等效平衡。當(dāng)然需要反應(yīng)前兩容器內(nèi)的反應(yīng)物的量也要成倍。第三個圖是第二個圖遮去一半,與第一個圖完全一樣。由此類推同溫同壓時,只改變起始時加入物質(zhì)的量,只要按化學(xué)計量數(shù)比換算在同一半邊的物質(zhì)的量之比與原平衡相同,則兩平衡等效。第三個圖是第二個圖遮去一半,與第一個圖完全一樣。
圖(二)中第二個圖體積是第一個圖體積的兩倍,各種分子個數(shù)是相同,因此各物質(zhì)的含量(體積分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))都相同,只是各物質(zhì)的濃度減半。溫度和分子數(shù)相同時,壓強與體積成反比,那么第一個圖的平衡的壓強是第二個圖的平衡的壓強兩倍。對I2 +H2 2HI反應(yīng)前后氣體分子數(shù)沒有改變的可逆反應(yīng),改變壓強平衡不移動。第一個圖表示的平衡與第二個圖表示的平衡是等效平衡。第三個圖是第二個圖遮去一半,與第二個圖的平衡是相同的。第三個圖表示的平衡與第一個圖表示的平衡是等效平衡。由此類推同溫同體積時,對于I2 +H22HI反應(yīng)前后氣體分子數(shù)沒有改變的可逆反應(yīng),只改變起始時加入物質(zhì)的量,只要按化學(xué)計量數(shù)比換算在同一半邊的物質(zhì)的量之比與原平衡相同,則兩平衡等效。
等效平衡模擬示意圖比較直觀說明等效平衡,對教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)都有很好的幫助。
教學(xué)實踐表明:巧用自制教具教學(xué),可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)情趣,并能調(diào)動其大腦處于最活躍的狀態(tài),能有效地激發(fā)學(xué)習(xí)熱情,易于達(dá)到茅塞頓開的境界,使之自覺主動地投入教學(xué)活動中。托爾斯泰有句名言:“成功的教學(xué)不是強制,而是激發(fā)學(xué)習(xí)興趣?!币虼?,在教學(xué)中充分發(fā)揮學(xué)生的各感官功能,自制教具教學(xué)與教師言簡意賅的講授相配合,就容易達(dá)到教學(xué)目的要求,從而改變教師手持課本口若懸河,學(xué)生卻表情漠然的被動聽課形式。巧用教具教學(xué)有助于提高授課質(zhì)量與效率。筆者在多年的教學(xué)實踐中采取加強自制教具教學(xué)的教學(xué)法,既克服了教師講得口干舌燥,學(xué)生聽得精疲力竭收效卻甚微的現(xiàn)象,又能解決一些很難講明的抽象問題。
學(xué)科組會和教研組會對學(xué)校教學(xué)有著重要的意義,因此,教師在進(jìn)行化學(xué)平衡教學(xué)中,首先要通過學(xué)科組會和教研組會對化學(xué)平衡的內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行討論,進(jìn)行準(zhǔn)確的把握。讓教師在教學(xué)設(shè)計和目標(biāo)的制定中能夠達(dá)到《課程標(biāo)準(zhǔn)》的要求,讓學(xué)生掌握之本知識,培養(yǎng)和提高基本能力[1]。教師在進(jìn)行備課時,要準(zhǔn)確進(jìn)行這一課時目標(biāo)準(zhǔn)確把握以及認(rèn)識,并把它體現(xiàn)在教學(xué)設(shè)計當(dāng)中來。我認(rèn)為,這是教師設(shè)計的基本出發(fā)點,也是教師實施教學(xué)的基本標(biāo)準(zhǔn)。而通過學(xué)科組合和教研組合的力量,能夠讓教師根據(jù)教學(xué)的實際情況和學(xué)生的不同特點更加準(zhǔn)確的進(jìn)行化學(xué)平衡教學(xué)中的知識難度和深度,以及教學(xué)中的重難點。
二、結(jié)合歷年高考考點以及各種大考的考題進(jìn)行研究
化學(xué)平衡是歷年高考中,化學(xué)試題中的一個熱點,是必考內(nèi)容,而高中的學(xué)習(xí),有很多程度是為了高考。因此在進(jìn)行化學(xué)平衡教學(xué)時,要把握住教學(xué)的深度,還應(yīng)該結(jié)合歷年的高考試題來進(jìn)行研究,就以2011年的高考試題為例:在江蘇卷的第15題中進(jìn)行了化學(xué)平衡的移動的知識的考察;在浙江卷的第12題以及福建卷的第10題當(dāng)中進(jìn)行了化學(xué)平衡中弱電解質(zhì)的電離平衡知識的考察;在浙江卷的第13題中進(jìn)行了化學(xué)平衡中沉淀溶解平衡知識的考察;在北京卷的第12題和天津卷的第6題當(dāng)中進(jìn)行了化學(xué)平衡圖像的考察等等。還有其他地區(qū)高考中也有化學(xué)平衡知識的考察,還有歷年中各種關(guān)于化學(xué)平衡的考題。教師在進(jìn)行化學(xué)平衡教學(xué)過程中,想要把握住教學(xué)的深度,必須要結(jié)合歷年的高考題來進(jìn)行考慮。另外,教師在進(jìn)行化學(xué)平衡教學(xué)深度的把握中,還應(yīng)該結(jié)合本地和一些相鄰地區(qū)的大考考題進(jìn)行思考。這些大考考題的出題教師一般都擁有深厚的化學(xué)教學(xué)經(jīng)驗,很多還是這方面的專家,他們能夠很好的進(jìn)行高考考點的把握和預(yù)測。因此教師在進(jìn)行化學(xué)平衡教學(xué)深度的把握過程中要對歷練的高考考題和各種大考的考題進(jìn)行深入研究,然后制定自己的教學(xué)計劃。
三、把握化學(xué)平衡教學(xué)的易錯點
要想把握化學(xué)平衡教學(xué)的深度,一定要針對化學(xué)平衡中的易錯點來制定教學(xué)計劃,這樣對化學(xué)平衡深度的把握才會更加合適?;瘜W(xué)平衡知識中的易錯點主要有以下幾項:
1.在化學(xué)平衡移動當(dāng)中,氣體混合物反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡,然后再充入稀有氣體和無關(guān)氣體時的平衡移動情況,主要有兩種:
(1)在定溫定容的前提條件下,充入無關(guān)氣體或稀有氣體,平衡的移動情況;
(2)定溫定壓的前提條件下,再充入無關(guān)氣體或稀有氣體,平衡的移動情況。
2.勒夏特列原理在化學(xué)平衡中的應(yīng)用。
(1)對平衡體現(xiàn)而言,如對一種剛開始的氣體反應(yīng),進(jìn)行壓強的增加,反應(yīng)是正向進(jìn)行,并不服從勒夏特列原理;
(2)在反應(yīng)中,如果改變其中一個平衡條件,可以使用勒夏特列原理來進(jìn)行反應(yīng)移動方向的判定,但當(dāng)改變的是多項平衡條件是,就要根據(jù)各種天劍的不同改變對平衡的影響,來進(jìn)行移動方向的判定;
(3)平衡移動只能減弱各種改變,并不能消除各種改變。
3.在外界的條件發(fā)生變化時,我們經(jīng)常不能從正、逆反應(yīng)的速率的變化程度來進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)移動方向的判定,因為這種變化并不能直接的得到,而是要從平衡移動的方向來進(jìn)行正、逆反應(yīng)速率變化的確定。
4.化學(xué)平衡的移動是具有方向性的,但是反應(yīng)的速率的變化卻并沒用方向性。當(dāng)外界的條件發(fā)生 變化,對正、逆反應(yīng)的速率是同步影響的。
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