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摘 要：高中生建立化学平衡思想存在困难,根据化学平衡状态的特征,从化学平衡状态的建立和判断、平衡常数的应用、化学平衡思想的应用等几个方面帮助学生建立化学平衡思想.

关 键 词：平衡思想；平衡状态；平衡常数

高中阶段的学生对可逆反应的相关问题存在认识障碍,如,判断平衡状态的依据是哪些、平衡的移动方向以及平衡移动后相关物质的定量计算,学生感到困难重重.由于这块知识的抽象性,学生无法构建相关的知识网络结构,也难以构建解决平衡的思维方法.面对新的问题情境,学生不能还原已学过的知识,也不会对问题进行分析和解决.因此,对这一模块的教学,教师不能简单传授知识和操练习题,关键是在教学过程中要帮助学生建立化学平衡思想.我们可以从以下几个方面帮助学生建立化学平衡思想.

一、化学平衡状态的建立和判断

化学平衡的研究对象主要是可逆反应,当外界条件一定时,在反应物生成产物的一瞬间,逆反应也就开始了.由于起初生成物浓度很小,逆反应速率也很小,反应物浓度很大,正反应速率开始时最大.随着反应的进行,产物不断生成,反应物不断被消耗,正反应速率随着反应物浓度的下降而渐渐变小,逆反应速率随生成物浓度的上升而不断增大.最终,正反应和逆反应的速率相等,各组分的浓度不再发生变化,达到了化学平衡状态.因此,化学平衡状态具有“动、定、等、变”的特点.可逆反应是否达到平衡状态可以从正逆反应速率相等和组分的浓度不变这两方面判断.

1.平衡状态判断方法之一：正逆反应速率相等

正逆反应速率相等是指反应中同一物质的生成速率和消耗速率相等.根据反应速率理论,同一反应在同一时间用不同物质来表示反应速率,速率比等于系数比.因此,正反应和逆反应可以用不同物质来表示,如果不同物质表示的速率比等于系数比,那么这个反应也就达到了平衡.

如：可逆反应aA（g）+bB（g）?葑cC（g）+dD（g）在一定条件下,如果v（正,A）等于v（逆,A）或者v（正,A）：v（逆,C）等于a：c,则表示此反应达到了平衡.

化学平衡学术论文撰写
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例1.在一定温度下的固定体积的容器中反应,反应N2（g）+3H2（g）?葑2NH3（g）达到平衡的标志是（）

A.3v（N2）正等于v（H2）正

B.2v（H2）正等于3v（NH3）逆

C.单位时间内生成1mol氮气,同时生成2mol氨气

D.三个H-H键断裂的同时有两个H-N键形成

解析：运用等速来

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2.平衡状态判断方法之二：各组分的浓度不再变化

可逆反应由于正逆反应的速率相等达到平衡,因此,各物质的净变化为零.各组分的质量、物质的量、物质的量浓度都不发生变化.

例2.H2（g）+I2（g）?葑2HI（g）已经达到平衡状态的标志是（）

①c（H2）等于c（I2）等于c（HI）

②c（H2）∶c（I2）∶c（HI）等于1∶1∶2

③c（H2）、c（I2）、c（HI）不再随时间而改变

解析：反应达到平衡时,各物质的浓度或物质的量不再变化,各物质间的浓度或物质的量之比没有确定的定量关系.平衡时各物质的浓度或物质的量随着起始浓度的变化而变化.因此,答案为③.

3.平衡状态判断方法之三：其他物理量的间接判断

平衡状态的判断除了上述两种基本依据外,还可以根据气体的总物质的量、气体的压强、气体的密度和气体的相对分子质量等物理量来判断,如果这些物理量不再随时间变化而变化,也可以作为平衡状态的判断依据.运用这些物理量来判断平衡状态,要注意反应的类型.对于气体参加或气体生成的反应,如果反应前后气体分子总数不变的反应（即等体反应）,如,H2（g）+I2（g）?葑2HI（g）,在一定温度下的固定体积的容器中反应,如果气体的总物质的量不变、在一定条件下压强不变、密度不变、混合气体的密度不变不能作为平衡状态的依据.同样道理,一定温度下,可逆反应A（g）+2B（g）?葑C（g）在容积固定的密闭容器中进行,如果混合气体的总物质的量不再变化、混合气体的压强不再变化、混合气体的密度不再变化,不能作为平衡状态的依据.但仅是混合气体的密度不变能作为平衡状态的依据.因此,同样是等体反应,要分清是哪一类等体反应.对于反应前后气体分子总数有变的反应（即非等体反应）,如,N2（g）+3H2（g）?葑2NH3（g）在一定温度下的固定体积的容器中反应,如果混合气体的总物质的量不再变化、混合气体的压强不再变化、混合气体的平均相对分子质量不再变化均可作为平衡状态的依据,只有混合气体的密度不再变化,不能作为平衡状态的依据.

二、化学平衡常数与平衡思想

为了定量描述可逆反应的平衡状态,引入了化学平衡常数.对于一般的可逆反应aA+bB?葑cC+dD；各物质的平衡浓度之间存在一个关系式,即K等于,叫做化学平衡常数表达式.这个常数的大小可以表示反应进行程度的大小,也可以判断反应是否达到化学平衡状态.常数的大小主要由反应物的性质决定,如果一个化学反应的平衡常数的数值在105左右,通常认为,反应可以进行得比较完全；相反,如果一个化学反应的平衡常数的数值在5～10左右,则认为这个反应很难进行.其次,K受外界因素温度的影响,同一个反应,温度不同,反应进行的程度不同,K发生变化,因此,根据K随温度的变化可推测一个反应的热效应.

1.利用化学平衡常数判断反应进行的状态

如,某温度下,可逆反应aA（g）+bB（g）?葑cC（g）+dD（g）

平衡常数为K,若某时刻时,反应物和生成物的浓度关系如下：Qc等于.如果Qc等于K,反应处于平衡状态；如果QcK,反应向逆反应进行.

2.利用化学平衡常数判断反应的热效应

可逆反应aA（g）+bB（g）?葑cC（g）+dD（g）（ΔH>0）,如果升高温度,平衡向吸热反应方向（即正反应方向）移动,K值变大；如果降低温度,平衡向放热反应方向（即逆反应方向）移动,K值变小.因此,如果一个可逆反应的K随温度升高而变大,则正反应为吸热反应.反之,K随温度升高而减小,则正反应为放热反应.

例3.已知反应2CH3OH（g）?葑CH3OCH3（g）+H2O（g）在某温度下的平衡常数为400.此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下：

（1）比较此时正、逆反应速率的大小：v正v逆（填“>”、“<”或“=”）

（2）K300℃>K400℃,则该反应是热反应.

解析：此时的浓度商Q等于等于1.86<400,反应未达到平衡状态,向正反应方向移动,故v正>v逆；温度降低时,K值变大,说明平衡向正反应方向移动,正反应为放热反应.

三、教学活动中平衡思想的应用

平衡思想不仅仅存在于可逆反应中,也存在于弱电解的电离平衡、盐类水解平衡和沉淀溶

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