徐巧蘭
摘 要:高中化學中的化學平衡知識是教學中的重點內(nèi)容,在高考化學中它的分值也占有較高的比重。在浙江省的學考(選考)中都會出現(xiàn)一題跟“化學平衡標志判斷”相關(guān)的選擇題。要解決這道題目,就要掌握一些判斷方法以及與之相關(guān)的解題技巧。結(jié)合歷次真題及模擬題總結(jié)了一些解答化學平衡標志判斷的方法,以幫助學生能更好地理解和解決這道題目。
關(guān)鍵詞:化學平衡;標志;判斷方法
一、判斷化學平衡狀態(tài)的方法
根據(jù)蘇教版必修2課本中的關(guān)于化學反應達到平衡狀態(tài)的兩個基本判斷依據(jù):v正=v逆,反應物和生成物的濃度保持不變,變化為兩個判斷方法:
(一)逆向相等
v正=v逆,即正反應速率等于逆反應速率時反應化學反應達到平衡狀態(tài),但要注意如果是用不同的物質(zhì)表示的速率,應按化學計量數(shù)轉(zhuǎn)化為同一物質(zhì)后再比較。
了解了這種最直接的判斷方法后設計了這樣一道題目供同學們鞏固。能說明反應N2(g)+3H2(g)?葑2NH3(g)為平衡狀態(tài)的為
:
①v正(N2)=v逆(N2)
②2v正(H2)=3v逆(NH3)
③v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶2∶3
④單位時間內(nèi),每生成1molN2就生成2molNH3。
⑤單位時間內(nèi),每消耗nmolN2就生成3nmolH2。
⑥單位時間內(nèi),每消耗1molN2就消耗3molH2。
⑦單位時間內(nèi),每斷開1molN≡N鍵就形成3molH-H鍵。
⑧單位時間內(nèi),每形成3molH-H鍵就形成6molN-H鍵。
⑨單位時間內(nèi),每斷開1molN≡N鍵就形成6molN-H鍵。
(二)變量不變
如果一個量是隨反應進行而改變的,當它不變時就為平衡狀態(tài),但如果一個量隨反應進行一直不變,那么這個量就不能作為是否達到平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。
如對于2018年4月浙江的這道選擇題可以采取這樣的方法得出答案,題目如下:
反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)?葑ΔH<0,若在恒壓絕熱容器中發(fā)生,下列選項表明反應一定已達平衡狀態(tài)的是( )
A.容器內(nèi)的溫度不再變化
B.相同時間內(nèi),斷開H-H鍵的數(shù)目和生成N-H鍵的數(shù)目相等
C.容器內(nèi)的壓強不再變化
D.容器內(nèi)氣體的濃度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2
引導學生從“逆向相等”和“變量不變”這兩種方法去進行判斷,AC選項考我們的是變量不變故我們看A選項是正確的,因為在這道題目中溫度是在發(fā)生改變的,而C選項中的壓強一直是不變的;B選項考查的是逆向相等,但斷開H-H鍵和生成N-H鍵都是正向進行的,故不能作為判斷依據(jù);而D選項不能作為判斷依據(jù)。
二、判斷化學平衡狀態(tài)要注意的問題
在進行平衡判斷時我們運用的主要是兩種方法,但在時間中發(fā)現(xiàn),很多同學的難點在于用“變量不變”作為判斷依據(jù)時,不知道哪些量是變量,而哪些不是變量,所以我們還要注意審題。
(一)注意“兩審”
一審題干條件,是恒溫恒容、恒溫恒壓、恒壓絕熱,還是其他的情況;二要審反應的特點,全部是氣體參與的等體積反應還是非等體積反應,是有固體參與的等體積反應還是非等體積反應。
為了使學生能夠深刻地理解這種方法,設計了這樣一道練習:
在一恒容密閉容器中,發(fā)生反應:2SO2(g)+O2(g)?葑2SO3(g)。下列說法能夠證明上述反應已達平衡狀態(tài)的是( )
①各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不再改變
②SO2、O2、SO3的濃度之比為2∶1∶2
③SO2的轉(zhuǎn)化率不再改變
④SO3的體積分數(shù)不再改變
⑤混合物的總質(zhì)量不再改變
⑥混合氣體的密度不再改變
⑦混合物的顏色不再改變
⑧混合物的平均摩爾質(zhì)量不再改變
⑨絕熱容器中反應體系的溫度不再改變
⑩恒溫容器中混合氣體的壓強一定
(二)不能作為“標志”的五種情況
1.反應組分的物質(zhì)的量之比等于化學方程式中相應物質(zhì)的化學計量數(shù)之比。
2.恒溫恒容下體積不變的反應,體系的壓強或總物質(zhì)的量不再隨時間而變化。
3.全是氣體參與體積不變的反應,體系的平均相對分子質(zhì)量不再隨時間而變化。
4.全是氣體參加的反應,恒容條件下體系的密度保持不變。
5.只有一種氣體參加的反應,恒容氣體的密度保持不變。
再以一道題目來鞏固平衡判斷中要注意的問題。
以下三個反應均在恒容密閉容器中進行:①2NO2(g)?葑2NO(g)+O2(g)
②H2O(g)+CO(g)?葑H2(g)+CO2(g)
③4H2O(g)+Fe(s)?葑4H2(g)+Fe3O4(s)
以下說法能判斷上述哪些反應達到了平衡狀態(tài)(用序號填空)
(1)各物質(zhì)的濃度不再改變: ;
(2)氣體的總壓強不再改變: ;
(3)氣體的總質(zhì)量不再改變: ;
(4)氣體的密度不再改變: ;
(5)平均相對分子質(zhì)量不再改變: 。
化學平衡狀態(tài)判斷都出現(xiàn)在前15題選擇題的其中一題,一定要拿下這道題目。因此,在平時的復習中要求老師要有意識地培養(yǎng)學生這種變與不變的思想,才能讓學生在自己做題時做到心中不亂,有的放矢。
參考文獻:
唐琴.核心素養(yǎng)的學科構(gòu)建[J].江蘇教育研究,2016(11):24-26.
編輯 趙飛飛