高中化学论文巧用化学平衡常数击破平衡移动难点

[高中化学论文]
巧用化学平衡常数击破平衡移动难点
化学平衡一直是高中化学中最富有思维深度和理论价值的内容。

运用化学平衡常数灵活解决化学平衡中的疑难问题这不仅能有效地培养学生的化学思维能力，使其对化学平衡问题有更深入的理解，而且还能有效地提高学生的数学应用能力，提高学生的学科综合素质，这符合新课程的基本要求。

本文从教学设计的角度，从平衡常数入手去把握、贯彻平衡的思想，可能是一种破解平衡移动难点的新的途径和方法。

1化学平衡的影响因素
在高中阶段，对于化学平衡的影响因素，我们主要就讨论温度、浓度、压强及催化剂这四个因素。

对于升高温度，化学平衡向吸热方向移动；增加反应物浓度，平衡向正方向移动；增大压强（压缩体积）平衡向气体分子数减少方向移动；加入催化剂平衡不发生移动。

这些单个因素对化学平衡的影响，大部分学生应该能轻松掌握，对于平衡的移动方向也应能作出准确的判断。

小结：对于单个外界因素变化的平衡移动问题，只要运用勒夏特列原理（改变影响化学平衡的一个因素，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动）即可解决。

2判断化学平衡移动的难点
单一外界条件的改变对化学平衡移动的判断不是学生学习的难点，但如果有两个或两个以上影响因素同时发生变化，学生就会出现判断困难，力不从心的情况。

比如：在恒温恒容的密闭容器中，反应N2(g)+3H2(g)≒23(g) 已经达到平衡，若再加入少量3则平衡如何移动？对于此类问题，从浓度角度分析，增加生成物浓度，平衡向逆方向移动；从压强角度分析，加入
3
时，容器内压强增大，平衡向气体分子数减少方向即正方向移动。

一个条件的改变，导致两个影响因素的改变，且影响结果不一致，这就给判断平衡的移动方向带来困难。

3如何破解平衡移动的难题
对于上面例子中出现的这类问题，仅仅利用勒夏特列原理已经无法圆满解决，但只要引入化学平衡常数，问题就能迎刃而解。

3.1 恒温恒容时平衡移动的判断
例1：在恒温恒容的密闭容器中，反应N2(g)+3H2(g)≒23(g) 已经达到平衡，
（1）若再加入少量N2，则平衡如何移动？
（2）若再加入少量3，则平衡如何移动？
（3）若再加入与原平衡等量的N2、H2、3，则平衡如何移动？
（4）若再加入少量，则平衡如何移动？
分析：对于该反应，其平衡常数
)
(
)
(
)
(
2
3
2
3
2
H
c
N
c
NH
c
K
⋅
=
，对于问题（1），加入少量
N2，则c(N2)增大，c(3)及c(H2)不变，很明显(1)<K，故平衡向正方向移动。

对于问题（2），加入少量3，则c(3)增大，c(N2)及c(H2)不变，很明显(2)>K，故平衡向逆方向移动。

对于问题（3），再加入与原平衡等量的N2、H2、3，则c(N2)、c(H2)、c(3)均为原来的2倍，这样(3)<K，故平衡向正方向移动。

对于问题（4），再加入少量，此时c(N2)、c(H2)、c(3)均和原来一样，故平衡不移动。

小结：在恒温恒容条件下，对于已达平衡的反应(g)(g)≒(g) ，当加入一些物质使反应容器内压强增大时，我们可以只考虑参加反应的各物质的浓度变化，再根据与K的大小关系去判断平衡的移动方向，而与压强的变化无关。

3.2恒温恒压时平衡移动的判断
例2：在恒温恒压的密闭容器中，反应23(g)≒22(g)2(g)已经达到平衡，（1）若再加入少量3，则平衡如何移动？
（2）若再加入少量O2，则平衡如何移动？
（3）若再加入少量2，则平衡如何移动？
（4）若再加入与原平衡等量的3、2、O2，则平衡如何移动？
（5）若再加入少量，则平衡如何移动？
分析：对于该平衡
)
(
)
(
)
(
3
2
2
2
2
SO
c
O
c
SO
c
K
⋅
=
，对于问题（1），再加入少量3时，c(3)增
大，c(2)及c(O2)减小，很明显(1)<K，故平衡向正方向移动。

对于问题（2），再加入少量O2，则c(O2)增大，c(2)及c(3)减小相同倍数，c(2)减小使减小，c(3)减小使增大，由于c(2)和c(3)在中均为2次方，故两者的影响相互抵消，又因为c(O2)增大的影响是使增大，故最终(2)>K，平衡向逆方向移动。

对于问题（3），再加入少量2，则c(2)增大，c(O2)及c(3)减小相同倍数，由于c(O2)减小是使减小，c(3)减小是使增大，但c(3)在中是2次方而c(O2)在中是1次方，故c(3)的减小对影响更大，即c(O2)和c(3)减小相同倍数时使增大，又因为c(2)增大的影响结果是使增大，最终(3)>K，平衡向逆方向移动。

对于问题（4），再加入与原平衡等量的3、2、O2时，c(O2)、c(2)及c(3)均不发生变化，故(4)，平衡不移动。

对于问题（5），再加入少量时，c(O2)、c(2)及c(3)均同等倍数减小，根据平衡常数计算公式可知，(5)<K，故平衡向正方向移动。

小结：在恒温恒压条件下，对于已达平衡的反应(g)(g)≒(g) ，
（1）若，增加A的量，B和C的影响相互抵消，平衡总是向正方向移动。

（2）若m<n，增加A的量，A浓度的增大所起作用是减小；B、C的浓度都减小相同倍数，但由于C的系数更大（在中呈幂次方），所以C对影响更大，因此B、C的综合影响与A 的影响一致，也使减小，最终效果<K，平衡总是向正方向移动。

（3）若m>n，增加A的量，A浓度的增大所起作用是减小；B、C的浓度都减小相同倍数，但由于B的系数更大，所以B对影响更大,因此B、C的综合影响与A的影响相反，是使增大；最终可能大于K，也可能等于K，也可能小于K。

可能会出现平衡向逆方向移动、不移动、向正方向移动三种情况。

3.3 恒容时升温平衡移动情况
例3：在一恒容密闭容器中，反应N2(g)+3H2(g)≒23(g) ΔH<0，已经达到平衡，若此时升高反应的温度，则平衡如何移动？
分析：解决此类问题时，若直接用勒夏特列原理进行分析，学生就会产生疑问：温度升高时，恒容密闭容器中气体压强就会增大，而升温和增压两者的影响结果刚好相反，平衡到底向哪个方向移动呢？学生很难得出正确的结论。

如果将平衡常数引入此题中，其中的疑问就会不攻自破。

因为此反应在恒容密闭容器中进行，温度升高时，容器中每一种物质的浓度均不发生变化，故，平衡不移动；但由于该反应为放热反应，温度升高时K减小，平衡向逆方向移动，所以综合两者的影响结果，最终平衡向逆方向移动。

小结：恒容条件下，因升温引起的压强增大，因为没有改变参加反应的物质的浓度，故对平衡没有影响。

3.4恒压时升温平衡移动情况
例4：在一恒压密闭容器中，反应(g)(g)≒(g) ΔH<0，已经达到平衡，若此时升高反应的温度，则平衡如何移动？
分析：从温度角度思考，对于放热反应，温度升高时K减小，平衡向逆方向移动。

但升温时对于恒压容器来说，气体体积将膨胀，此时c(A)、c(B)、c(C)将减小相同倍数，由
)()()(B c A c C c K n m p ⋅=可知，当>p 时，>K ，平衡向逆方向移动，综合温度对平衡的影响，最终平衡向逆方向移动；当时，，平衡不移动，综合温度对平衡的影响，最终平衡向逆方向移动；当<p 时，<K ，平衡向正方向移动，由于升高温度会使该反应的平衡向逆方向移动，两者的影响结果刚好相反，故最终平衡向哪个方向移动，还需考虑哪一种影响因素占主导。

小结：在恒压条件下，升温时虽然压强没有改变，但容器体积扩大，引起所有参加反应的物质的浓度发生变化，在判断平衡移动时要综合考虑温度和浓度两个因素的变化对平衡的影响。

4在其它平衡中的应用
平衡常数不仅在化学平衡中存在，在其它平衡中同样存在。

如在电离平衡中就存在电离平衡常数，在水解平衡中就存在水解平衡常数。

在这些平衡中如果能巧妙地利用好平衡常数，同样能使其中的一些难题迎刃而解，做到事半功倍。

灵活运用化学平衡常数进行教学或研究，对一些平时说不明、理不清的抽象的化学平衡问题用清晰的数理方法进行分析，这样我们就能有效提高学生创造性地解决化学平衡问题的能力，使学生的学科综合素质得到新的更高层次的提升。

参考文献：
[1]崔书华.咬文嚼字说平衡[J].化学教学[J].20**,(6):73~75.
[2]程俊.化学平衡教学的“适度”和“有序”[J].化学教学[J].20**,(7):4~8.。