甘肃省金昌市金川总校第二高级中学 737100
近期的问卷调查发现,教师对化学平衡相关概念的教学挖的不深、分析的不到位,造成学生对化学平衡相关概念的理解肤浅、模糊不清,遇到应用性试题抓不住实质。为此,我们对化学平衡状态的概念及判断教学进行了探究性的改革。
一、利用先进仪器探究可逆反应的过程
一定温度下，向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应3B+4D6A+2C，用检测中心先进的PID气体探测器检测有毒性气体A的浓度变化，0-6秒各物质的物质的量都在发生变化，6秒及6秒后各物质的物质的量不再发生变化。
用三列式表示可逆反应过程如下
3B + 4D 6A + 2C
始态/(mol) 110 0
反应的量/(mol) 0.6 0.8 1.2 0.4
终态/(mol) 0.4 0.2 1.2 0.4
也可以转换成如下反应过程的变化图
这样的改进让学生对可逆反应的过程有一个直观性、客观性认识，为后面的探究分析提供原始材料。
二、探究各物质的物理量不再改变的原因
可见，对一定条件下的可逆反应来说，（正）=（逆）引起各物质的量不再改变，（正）=（逆）是因，物理量不变是果。
把以上过程划分为：反应开始时及反应进行时的状态称作非平衡态，（正）=（逆）时的状态称作平衡态。
三、水到渠成引入概念
一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的浓度保持不变的状态。
分析特征：动、等、定、变。
四、深入探究化学平衡特征中“等”和“定”
依据概念分析，一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等（即化学平衡态），反应体系中所有参加反应的物质的有关物理量保持不变，反过来说反应体系中所有参加反应的物质的物理量保持不变，是否意味着正反应速率与逆反应速率一定相等？是化学平衡状态？那么我们针对以下可逆反应的过程来探究这些问题，以便弄清反应体系中有关物理量在非平衡态和平衡态的变化情况。
探究分析一：围绕某种物质从开始到平衡时间段其物质的量变化情况，以及由此引起其浓度、百分含量、转化率的变化情况。
探究分析二：体系总物质的量从开始到平衡时间段变化情况，以及由此引起的总压强、总体积、密度、平均摩尔质量的变化情况。
例1 I2(g) ＋ H2(g) 2HI(g)（一定温度下1L密闭容器）
开始的量 1mol 1mol 0
反应的量 -0.4mol -0.4mol +0.8mol
平衡的量 0.6mol0.6mol 0.8mol
探究变化情况填写下表
结论：恒温恒容前后系数相等的可逆反应有四个物理量在平衡之前变化，平衡后不再改变。
例22SO2(g) ＋ O2(g) 2SO3(g)(一定温度下1L密闭容器)
开始的量 2mol 1mol 0
反应的量 -0.8mol -0.4mol +0.8mol
平衡的量 1.6mol0.6mol 0.8mol
结论：恒温恒容前后系数不相等的可逆反应，七个物理量在平衡之前变化，平衡后不再改变。
例3 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) （一定温度下恒压容器）
开始的量 2mol 1mol0
反应的量 -1mol -0.5mol+1mol
平衡的量 1mol 0.5mol 1mol
结论：恒温恒压前后系数不相等的可逆反应，八个物理量在平衡之前变化，平衡后不再改变。
还可以讨论可逆反应C(s)＋CO2(g)2CO(g)、A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)在不同条件下的物理量的变化情况。
总结论：哪些物理量在平衡之前变化，平衡后不再改变，要根据具体的可逆反应和反应条件来分析。
弄清这些物理量在非平衡态和平衡态的变化情况有何意义？
1.明确了可逆反应的建立过程，加深了概念的理解。
2.对某可逆反应在一定条件下，当（正）=（逆）时，把“反应物的浓度保持不变”，升级为“反应体系中各物理量肯定不变”更为科学。
3.判断化学平衡状态的标志更清楚。那就是在非平衡态变化，在平衡态不再变化的物理量。
4.可以把原先的化学平衡状态的定义修改为：一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有关物质的物理量不再改变的状态称作化学平衡状态。更全面、科学。
5.通过改革创新学生普遍存在的概念模糊、不太理解、不会应用的现状得到显著改观，课堂效率明显提高。
论文作者:韦仲刚
论文发表刊物:《教育学》2018年9月总第152期
论文发表时间:2018/9/30
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