影响化学平衡的主要因素有（解决化学平衡问题的方法研究）

摘要：在高中化学的学习中，化学平衡问题是选修教材《化学反应原理》模块的重要内容之一，也是中学化学的一个基本理论知识，它指导这后面第三单元《水溶液》中的离子平衡问题的学习，也是高考中重点考察的内容之一，经常和其他知识综合在一起考察。突破这个难点，对于学生学好化学至关重要。

关键词：高中化学；化学平衡

一、研究背景

由于化学平衡内容抽象，对学生来说一直是一大难点。我校的学生普遍基础比较薄弱，学习的主动性和学习习惯都相对比较差，在面对这一问题时更是觉得难上加难。通过对教学过程中学生在解决平衡问题上存在的不会判断是否达到平衡状态，不会合理分析平衡移动的方向，基础知识掌握了但是对于一些抽象的问题不会建立思维模型等问题[1]，我提出了如下的解决方法：1.对化学平衡常数表达式的多维度考查，并能根据其与温度的关系判断正反应方向的热效应，从而与热化学有机的结合起来。2.根据图像、数据表、或转化率、各物质浓度及化学反应速率及平衡图像的联系来判断平衡的移动问题。3.在平衡状态投入反应物和产物,分情况对恒温恒容和恒温恒压条件各自建模，这样在碰到问题的时候，运用相对应的解题模型和平衡移动规律进行判断或求解即可。

二、研究思路

（一）多维度书写平衡常数的表达式

在温度一定时，当一个可逆反应达到化学平衡状态后，生成物浓度系数次幂之积与反应物浓度系数次幂之积的比值为一个常数，此常数称为化学平衡常数，简称平衡常数[2]。

以化学反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)为例：K＝，对于该反应在任意状态下，Q＝。我们可以通过判断Q与K的相对大小来判断化学反应是否达到平衡状态：

1.若Q>K，说明反应逆向进行；

2.若Q＝K，说明反应达到平衡状态；

3.若Q<K，说明反应正向进行。

对于一个确定的化学反应来说,方程式的写法不同则平衡常数表达式就不一样,比如:若反应逆向进行则平衡常数表达式变成原来的倒数,若方程式的计量数加倍则平衡常数变成原来的倍数次幂。

还可以根据温度的变化使得平衡常数发生的改变来判断反应的热效应：

1.放热反应，温度升高，K值减小；

2.吸热反应，温度升高，K值增大。

（二）识图析表结合转化率等概念来判断平衡状态

在解决平衡问题的过程中，文字和图像是信息的两大载体，有些信息是隐含在文字中，有些也会隐含在图表中。这就要求学生在读题的时候不仅要重视从题干中提取文字信息，还要能够从图表中筛选出来对解题有用的信息，然后结合所学的知识来解决相关的问题。

例一.在25 ℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：

物质	X	Y	Z
初始浓度/(mol·L－1)	0.1	0.2	0
平衡浓度/(mol·L－1)	0.05	0.05	0.1

下列说法错误的是(　　)

A．反应达到平衡时，X的转化率为50%

B．反应可表示为X＋3Y⇋2Z，其平衡常数为1 600 mol－2·L2

C．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大

D．改变温度可以改变此反应的平衡常数

解析：在解决这一问题时，我们要根据表中给到的信息并运用解决平衡问题常用的方法“三段式法”先设反应的化学方程式，

X、Y反应后浓度降低，为反应物，Z浓度升高，为生成物，设反应方程式为：

　　　　aX　＋　bY　⇋　cZ

起始： 0.1 0.2 0

转化： 0.05 0.15 0.1

平衡： 0.05 0.05 0.1

对于反应物：平衡时的相关量＝起始量－变化量，c(平)＝c(始)－c(变)

对于生成物：平衡时的相关量＝起始量＋变化量，c(平)＝c(始)＋c(变)

在运用“三段式法”解题时，我们需要牢牢记住这一要点“上下一致，左右相当”。上下一致说的是：每个阶段可以都用浓度来表示，也可以都用物质的量来表示，但是不能混用（平衡常数表达式里面必须都用浓度）。左右相当说的是：在转化这一行必须遵循参加反应的物质的量（浓度）之比等于化学计量数之比，因此我们可以确定该反映的化学方程式为X＋3Y⇋2Z

A项：X的转化率α(X)＝×100%＝50%；

B项：K＝

＝

＝1 600 mol－2·L2。

答案：C

例二、用大理石(杂质不与稀盐酸反应)与稀盐酸反应制CO2，实验过程记录如图所示，下列有关说法正确的是(　　)

A．OE段表示的反应速率最快

B．EF段表示的反应速率最快，收集的CO2最多

C．FG段表示的收集的CO2最多

D．OG段表示随着时间的推移，反应速率逐渐增大

解析：CaCO3与稀盐酸反应的化学方程式为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O。图象的横坐标是时间，纵坐标是生成二氧化碳的体积，很明显是用单位时间内放出CO2的体积来表示其反应速率的，表现在图象上就是曲线的斜率，斜率越大，反应速率越大，放出的CO2越多。由图可以看出，EF段反应速率最快，收集的CO2最多；整个反应过程中，反应速率加快的幅度先小(OE段)后大(EF段)再小(FG段)，而不是逐渐增大，所以只有B项正确。

这一道题对于高二的学生来说还是能够比较简单地选出正确答案的，但是我们不仅要能够从图像上分析出来该反应的速率是先增大后减小还得能够说出原因：该反应为放热反应，反应开始导致速率加快的原因有1.反应放热使得体系温度升高速率加快；2.反应刚开始盐酸浓度大速率快，但是我们知道随着反应的进行盐酸浓度会减小若从第二点来解释很明显不符合题意，因此在前半段速率加快的主导因素是1在后半段速率减小的主导因素是2。

所以说识图析表能力对于解决化学问题是至关重要的，另外在平时做题的过程中我们不仅要知其然还要知其所以然，这样在碰到同类型问题的时候才能举一反三。

（三）合理构建模型

由于化学平衡内容抽象，尤其是在涉及到解决等效平衡的问题上，，如果我们能够建立具体的思维模型，会使问题变得简单明了。

例如在解决平衡转化率的问题，我们就可以对恒温恒压与恒温恒容条件各自建模[3]：

恒温恒容条件下

恒温恒压条件下

对于我们非常熟悉的反应2SO2(g)＋O2(g)⇋2SO3(g)来说，起始时向容器内通入2mol的二氧化硫和1mol的氧气，达到平衡时二氧化硫的转化率为a,

1.若在恒温恒容条件下，向容器中再加入2mol的二氧化硫和1mol的氧气，则再次达到平衡二氧化硫的转化率为b，试分析a与b的关系

解析：利用模型一“分箱法”，我将这另外的2mol的二氧化硫和1mol的氧气放在另一个一模一样的容器中，则达到平衡时两个容器中二氧化硫的转化率都应该是a,此时我将第二个容器中的产品倒回第一个容器，因为是恒温恒容条件，此时各组分的浓度瞬间变为原来的二倍，相当于增大了体系的压强，根据平衡移动原理可知在原来平衡的基础上又向正反应方向移动，因此二氧化硫的转化率增大，即b大于a。

2.若在恒温恒压条件下，向容器中再加入2mol的二氧化硫和1mol的氧气，则再次达到平衡二氧化硫的转化率为b，试分析a与b的关系

解析：同上面所述仍然是“分箱法”，只不过此时条件变成了恒温恒压，因此将将第二个容器中的产品倒回第一个容器时为了保证压强不变容器体积会瞬间变成原来的二倍，则各组分的浓度均没用发生变化，平衡不移动，因此二氧化硫的转化率不变，即a等于b。

有了模型，学生在碰到这样的问题时只需要找准是哪一类情况，运用相对应的解题模型结合平衡移动规律进行判断或求解即可，这使得学生能够更加简单快速又准确的解答各类等效平衡问题。

三、研究结果

在小课题结题前，我将课题中所讲的方法及思路运用到期中考试在复习平衡移动问题的这个知识点上，收获了一定的成绩，学生对待平衡移动问题不再是一筹莫展，而是开始积极认真的分析问题并解决问题，为班级提供了一个很好的学习氛围，也带动了部分后进生学习的积极性。相信在我们师生的共同努力下，能够达到师生互利共赢，让教师的事业和学生的学业实现双丰收。

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