深刻理解化学平衡及其移动思想

2019-11-05 10:17周学工吴文中
化学教学 2019年10期

周学工 吴文中

摘要: 以2019年全国理综化学(I卷)26题为例,对其中发生的化学反应进行分析,特别对诸如Mg2+(aq)+2NH3·H2OMg(OH)2(s)+2NH+4(aq)这类化学反应的平衡及其移动作进一步思考,提出应该深刻理解化学平衡及其移动思想的具体运用,提高学生化学学科素养与解决问题的思维能力。

关键词: 化学平衡及其移动; 化学工艺试题; 试题解析; 碳酸铵

文章编号: 10056629(2019)10008205中图分类号: G633.8文献标识码: B

化学平衡思想是中学化学学科核心素养的重要内容之一,在高中化学教学中构建化学平衡思想有利于学生加深对理论的理解并建立系统的知识体系,有利于学生形成符合学科特点的思想方法,有利于学生提高学科素养与解决问题的思维能力。

提及化学平衡,我们首先想到的是一些典型的化学平衡,同时也会联想到课堂教学中的重点内容,主要就是“可逆反应在一定条件下进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物浓度不再发生变化,反应达到化学平衡状态”[1]。对于“化学平衡常数”的教学,多数教师以勒夏特列原理作为判断和解释平衡移动的核心原理,将化学平衡常数蜻蜓点水似地带过,没有重视挖掘其功能和价值[2]。学生在分析平衡问题的时候也习惯于从反应速率的变化去思考(注: 这样的思考也没有错),从而导致无法深刻理解化学平衡问题。其实化学平衡主要关注的是化学反应进行限度,属于化学热力学范畴,而化学反应速率属于动力学研究内容,也就是说,化学反应平衡状态如果用动力学知识来描述,会导致学生对化学平衡的理解停留在问题表面。因此要深入理解和解决平衡问题,更需要从热力学层面去分析与思考。在高中阶段,我们一般用平衡常数来分析和解决相关问题,现就2019年全国理综化学(Ⅰ卷)26题的解读为例,与读者一起交流和讨论,以期体验和感受化学平衡思想在高考题中的表现形式。

1 原题及其参考答案

26. 硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、 SiO2及少量Fe2O3、 Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:

两种工艺过程都有NH3释出,很好地体现了化学平衡思想在工业生产中的应用。

4 结束语

把化学平衡思想贯穿在高中化学教学中,不但能使学生学会分析化学反应,更能帮助学生真正理解化学反应的本质,化学反应之所以能发生,并不是一个简单的问题,在教学过程中不能以偏概全。用化学思想方法来看待和解释化学现象,理解现象背后的真正化学原理,不仅能使学生弄明白化学反应的本质,更能使学生体会和感悟到化学的变化之美、平衡之美。

参考文献:

[1]王祖浩主编. 普通高中课程标准实验教科书·化学2(第6版)[M]. 南京: 江苏教育出版社, 2015: 33.

[2]马夏君, 张文华. 对“化学平衡常数”教学的反思与探索[J]. 化学教学, 2014, (3): 37~41.

[3][4]吳文中. 探索计算机精确计算在高中化学研究中的应用——基于“Wolfram Mathematica”平台[J]. 化学教学, 2018, (5): 92~97.

[5][6]陈越峰, 吴文中. 微观表征碳酸氢钠溶液中的离子行为[J]. 中学化学教学参考, 2017, (11): 42~45.