摘要:本文以“壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡影響”的教學(xué)為例,采取多種表征方法,進(jìn)行“壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡影響”的認(rèn)識(shí),引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)的視角去認(rèn)識(shí)事物、解決問題,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中體會(huì)和感悟化學(xué)基本觀念,逐漸地形成化學(xué)基本思想、觀點(diǎn)和方法。
關(guān)鍵詞:化學(xué)教學(xué);化學(xué)觀念;多重表征
文章編號(hào):1005–6629(2013)10–0034–04 中圖分類號(hào):G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
隨著課改的不斷深入和全面展開,人們?cè)絹碓角宄卣J(rèn)識(shí)到:化學(xué)學(xué)習(xí)的最終目的不是在若干年后留給學(xué)生多少化學(xué)知識(shí)的記憶,而是學(xué)生通過化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí),能否學(xué)會(huì)用化學(xué)的視角認(rèn)識(shí)事物、解決問題,即在學(xué)生頭腦中根植化學(xué)基本觀念。現(xiàn)以“壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡影響”的教學(xué)為例,談?wù)勅绾芜\(yùn)用多重表征[1],進(jìn)行化學(xué)學(xué)習(xí),滲透化學(xué)觀念。
“壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響“是學(xué)生學(xué)習(xí)中的難中之難,具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)混淆濃度與壓強(qiáng)改變的區(qū)別。如反應(yīng):2A(g)+ B(g) C(g)+D(g),若恒溫恒容下通入氣體C,從濃度角度看,C的濃度增加,平衡逆向移動(dòng),從壓強(qiáng)角度看,恒溫恒容通入C,體系的壓強(qiáng)增大,平衡應(yīng)正移,平衡到底如何移動(dòng)?
(2)混淆壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的影響。如:對(duì)于A(g)+B(g) 2C(g)+D(g),減壓化學(xué)反應(yīng)速率減少,平衡正移,學(xué)生往往誤認(rèn)為正移,正反應(yīng)速率就增大。
(3)沒有真正地理解化學(xué)平衡影響中的壓強(qiáng)變化。如反應(yīng):A(g)+B(g) 2C(g)+D(g)-Q(Q>0),升溫平衡正移,但學(xué)生認(rèn)為:PV=nRT,溫度升高,壓強(qiáng)也增大,平衡應(yīng)該逆移。
(4)難以理解壓強(qiáng)對(duì)平衡移動(dòng)方向和平衡移動(dòng)結(jié)果影響的不一致性。如化學(xué)反應(yīng):aA(g) bB(g)+cC(g),在恒溫恒容下通入A,增加A的濃度,平衡正移,如果a>b+c,平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率增大,如果a
(5)不清楚在恒容或恒壓下,向平衡體系中充入稀有氣體的平衡移動(dòng)。
根據(jù)學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的上述問題,在“壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡影響”的教學(xué)中,采取了以下的教學(xué)措施:
1 運(yùn)用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),感知壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響在學(xué)習(xí)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響時(shí),首先將表1和表2的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給學(xué)生:
表1是在某一溫度不同壓強(qiáng)下N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)生成NH3的平衡時(shí)的質(zhì)量分?jǐn)?shù),請(qǐng)根據(jù)表1的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):分析歸納壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響。
PV=nRT,物理中的壓強(qiáng)變化包括:體積、溫度、物質(zhì)的量的變化引起的壓強(qiáng)變化,而平衡中說的“壓強(qiáng)”改變:是專指“體積”變化引起的壓強(qiáng)變化。不包括單一某物質(zhì)的“物質(zhì)的量”變化和溫度變化所引起的壓強(qiáng)變化。改變氣體的壓強(qiáng)會(huì)引起氣體的濃度變化,改變氣體的濃度也會(huì)引起氣體的壓強(qiáng)變化?;瘜W(xué)平衡中的氣體“壓強(qiáng)”改變就是指所有氣體物質(zhì)的濃度等倍數(shù)改變;化學(xué)平衡中的氣體“濃度”改變,是指改變單一氣體的濃度。
在正確地認(rèn)識(shí)了平衡的“壓強(qiáng)”改變與“濃度”改變之間關(guān)系之后,學(xué)生就能正確地解決有關(guān)化學(xué)平衡中的有關(guān)問題。例:“在450℃時(shí)反應(yīng):2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)改變下列一個(gè)條件,平衡將如何移動(dòng):(1)只擴(kuò)大容器的體積(即減壓,逆移);(2)恒容下通入O2(即增加反應(yīng)物濃度,平衡正移);(3)恒容下,將SO2、SO3、O2的物質(zhì)的量均增大一倍(即增壓,平衡正移)。”班上的所有學(xué)生幾乎都能正確作答,順利地突破了學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)。
4 應(yīng)用速率曲線,解釋壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響
當(dāng)學(xué)生從宏觀層面認(rèn)識(shí)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響,從微觀層面理解了壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡影響的本質(zhì)后,讓學(xué)生運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)速率理論及速率曲線解釋壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響[5]。
對(duì)于氨催化氧化反應(yīng):
4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),ν-t曲線如圖10所示:
例2 將 1 mol SO2和1 mol O2通入一體積不變的密閉容器中,在一定溫度和催化劑作用下,反應(yīng)達(dá)到平衡,SO3為0.3 mol。若此時(shí)移走0.5 mol O2和0.5 mol SO2,則重新達(dá)到平衡后,SO3的物質(zhì)的量為
A. 0.3 mol B. 0.15 mol C.小于0.15 mol
D.大于0.15 mol,小于0.3 mol
例3 對(duì)達(dá)到平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng)X+Y Z+W,在其他條件不變的情況下,增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率變化圖象如圖所示,則圖像中關(guān)于X、Y、Z、W四種物質(zhì)的聚集狀態(tài)為
A. Z、W均為氣體,X、Y中有一種是氣體
B. Z、W中有一種是氣體,X、Y皆非氣體
C. X、Y、Z、W皆非氣體
D. X、Y均為氣體,Z、W中有一種為氣體
通過對(duì)3個(gè)例題的分析,既讓學(xué)生親歷了知識(shí)的應(yīng)用過程,又讓學(xué)生在解決實(shí)際問題中享受到了成功的樂趣,同時(shí)所學(xué)的知識(shí)也得到進(jìn)一步的鞏固和理解,從而使知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力,逐漸地形成解決問題的方法、思想和觀點(diǎn)。
借助工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)所測(cè)定的數(shù)據(jù)和具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行宏觀分析(宏觀表征),讓學(xué)生從宏觀層面認(rèn)識(shí)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響;運(yùn)用微粒觀、反應(yīng)變化觀對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)進(jìn)行微觀本質(zhì)的分析(微觀表征),讓學(xué)生從微觀層面認(rèn)識(shí)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡影響的本質(zhì)原因;借助化學(xué)反應(yīng)速率理論,運(yùn)用ν-t曲線表示壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響(曲線表征),讓學(xué)生的認(rèn)識(shí)從定性走向定量,培養(yǎng)學(xué)生不同表征間的轉(zhuǎn)化、遷移能力;運(yùn)用等效思想,理解平衡中壓強(qiáng)變化和濃度變化的兩種不同操作,結(jié)合具體的化學(xué)問題,引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)平衡思想的視角去思考問題、分析問題、解決問題,同時(shí)在化學(xué)問題解決中不斷地滲透化學(xué)理念,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中慢慢地體會(huì)和感悟化學(xué)觀念,取得了較好的教學(xué)效果。
化學(xué)觀念的形成不是靠簡(jiǎn)單的灌輸或說教,它是在教學(xué)過程中發(fā)生、發(fā)展和生成的。在化學(xué)教學(xué)中要不斷地滲透化學(xué)理念,在解決化學(xué)問題時(shí)要善于用化學(xué)的視角去思考問題,才能慢慢地讓學(xué)生學(xué)會(huì)用化學(xué)的視角認(rèn)識(shí)事物、解決問題,逐漸地形成化學(xué)基本觀念、思想、觀點(diǎn)和方法[6]。
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