高中化学中对化学平衡原理的巧用研究

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  高中化学中,关于化学平衡原理的学习和应用是课程教学中的难点知识,也是很多学生容易出现学习困难和认知障碍的内容.这部分内容抽象程度较高,学生判断起来比较困难.对此,教师要在教学方法和问题解析的技巧上加强对于学生的指导,要在夯实学生理论根基的同时,让学生掌握正确的问题解析方法.这样才能够帮助学生逐渐找到这类知识的学习方法,让学生在实际问题的解答上更加准确与高效.本文将以“化学反应速率与化学平衡”这节内容的教学为研究范例,分析如何对于化学平衡原理进行巧妙应用,探析有效展开这节知识内容教学的方法与路径.
  一、利用物质颜色进行化学平衡判断
  判定化学反应是否处于平衡状态有很多依据.不同的化学反应类型和反应过程,适合的判定标准和方法会有所差别.对于那些反应物或者生成物会发生明显颜色变化的反应,一个很好的判断方法就是看反应中物质颜色的变化.通常情况下,只要是反应中存在物质颜色改变,且改变在进行中,就说明化学反应还在进行.只有当反应中物质的颜色不再发生变化,化学平衡的状态才达成.这是一种非常简单直观的化学平衡的判断方法,教师可以借助一些典型实例来给学生加以说明,透过例证的分析解读让学生掌握化学平衡原理的灵活使用.
  例如,在教学“浓盐酸与二氧化锰生成氯气”的反应时,反应物和生成物中,二氧化锰和氯气都是带有颜色的物质,在这次化学反应中,判断化学平衡的一个很好的依据就是对氯气的颜色变化进行观察.如果随着时间的推移氯气由原本的黄绿色不断变化,就说明没有达到平衡状态;如果氯气的颜色深度停止变化,则说明氯气浓度不再改变,即上述化学反应达到平衡状态.教师可以在实验室内给学生演示这个反应过程,让学生直观观察和感受反应中物质颜色的改变过程.经过这个直观的研究范例后,学生可以很好地在头脑中建立学习认知,掌握这一类化学反应平衡判定的方法和标准.
  二、利用平衡常数进行化学平衡判断
  化学平衡常数是判断化学反应是否处于平衡状态的重要参考依据,教师可以以此为出发点,给学生展开化学平衡相关知识的讲解和介绍.这一过程中教师可以借助一些有代表性的范例作为分析的依据,通过实例的解读让学生感受如何利用化学平衡常数来分析化学反应的状态.在讲到“化学反应速率与化学平衡”这一节内容时,最容易让学生产生理解障碍的,是那些可以同时进行正向和逆向反应的化学过程.对于这样的反应,最直观的判断标准就是利用化学平衡常数.教师可以借助一些有代表性的实例,让学生基于具体的反应计算过程中平衡常数的变化,明确如何利用化学平衡常数来判定反应是否处于平衡状态,以这样的方式加强对于化学平衡原理的渗透.
  例如,在一定条件下,一氧化碳和氢气发生化学反应会生成碳和液態水,混合气体的平均摩尔质量M=15g/mol可以很直观地计算出来,但是不能确定这个时期该化学反应是否达到平衡;相反,在混合气体的平均摩尔质量M≠15g/mol时,一氧化碳的物质的量和氢气的物质的量相等时,该反应达到平衡状态.这就是利用化学平衡常数来判断化学反应的阶段和是否已经达到平衡的一个很好的实例.教师可以基于这类典型例证的解读带给学生有效指引,让学生进一步明确如何利用化学平衡常数来判定化学反应是否处于平衡状态,进而更加有效地对化学平衡原理进行使用.
  三、生活实例中的化学平衡问题
  为了让这一理论抽象的知识点的教学变得轻松有趣,教师还可以给学生列举一些生活中有代表性的范例,借助这类实例的解读来让学生具体体会与感受化学平衡原理.这样可以让原本抽象的知识变得轻松直观,从而加深学生的学习印象.
  泡沫灭火器是一种常见物品,泡沫灭火器中的主要成分为硫酸铝和碳酸氢钠溶液.在平时不用的状态下,会将二者分装在不同的容器中.使用时,可将灭火器倒立,使二者进行混合而发生双水解反应生成二氧化碳气体和沉淀,生成物能够营造不利于燃烧的条件,从而有利于扑灭火势.一个看似简单的实例,却非常巧妙地融入了化学平衡原理,是一个很好的例证说明.
  在高中化学课堂上,当讲到那些比较抽象的知识原理时,教师要加强有效教学方法和模式的探寻,要结合知识内容的特点和学生的学习情况有针对性地选择教学实施方法.只有这样,才能让课堂教学的整体效率更高,且学生对于知识吸收掌握的困难和障碍可以有效消除,从而促进课堂教学的预设目标得以有效达成.
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