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【中图分类号】G633.8 【文章标识码】C 【文章编号】1326-3587(2011)09-0034-01
化学平衡是中学化学重要的基本理论知识之一,也是高考中重点考查的内容,从近几年的高考试题可以看出有逐年升温的趋势。由于化学平衡内容抽象,学生较难理解,如果我们能建立具体的思维模型,则可使问题简单明了化。建模法就是一种能把复杂的化学问题以形象、具体、直观的形式呈现,使学生的思维得以发展,问题得以解决的思维方法。下面就结合我近几年教学中的感受浅谈一下建模法在化学平衡中的应用。
一、模型的建立
模型是根据实物、图样或设想按比例生态或其他特征制成的样品。著名科学家钱学森认为:“模型,就是通过我们对问题的分析、利用我们考察来的机遇,吸取一切主要因素,略去一切不主要因素所创造出来的一幅图画。”我们所要建立的模型就是要把化学平衡状态和化学平衡的移动更具体、直观的表示出来——连通器(U形管)。
化学平衡研究的对象是可逆反应(以下简称原型),而连通器原理研究的对象是连通器(以下简称模型)。连通器的左边液面对应可逆反应的反应物,而连通器的右边液面对应可逆反应的生成物。
二、模型的应用
1、在化学平衡状态中应用。
化学平衡状态是指:在一定条件下,当一个可逆反应的正反应速率与逆反应速率相等时,反应物的浓度与生成物的浓度不再随时间的变化而发生改变,达到一种表面静止的状态,即化学平衡状态,简称化学平衡。化学平衡实质是一个动态的平衡。
就像连通器中的水一样,当左边进水的速率和右边出水的速率相等时,连通器中左、右两边的液面将不再随时间而发生变化,即达到了一个动态的平衡状态。
2、在外界因素对化学平衡移动的影响中的应用。
化学平衡的移动是指:对于已达到平衡的反应,当外界条件改变时时,原来的化学平衡将被破坏,正、逆反应速率不再相等,混合物里各组成物质的百分含量也将随之发生变化,并在新的条件下建立起新的化学平衡。
就像连通器中的水,当某一边的液面发生变化时,两边的液面不一样高,原有的动态平衡将被破坏,水发生流动,会在新的条件下建立起一个新的平衡状态。此时,两边的液面再次一样高。
2.1、利用连通器原理理解浓度对化学平衡移动的影响。
改变反应物的浓度,就等同于改变左边液面的高度,使得连通器的左右液面高低不同,液体发生流动,也就等同于化学平衡的移动,下面表格详细的说明了这种关系。
2.2、利用连通器原理理解压强对化学平衡移动的影响。
对于有气体参加的可逆反应,当反应达到平衡时,一般来说,改变压强相当于改变了物质的浓度。和浓度对化学平衡的影响一样,在有气体参加的可逆反应如2NO2 N2O4中,增大体系的压强,就相当于在左边增加两份水,而在右边增加了一份水,左边增加的多,液体向右流动,对应原型平衡向右移动。二者具体联系如下:
利用连通器的原理来理解浓度、压强对化学平衡移动的影响,理解起来就显得比较简单了。
对于温度对化学平衡移动的影响很难通过连通器的原理进行解释,我们可以构建出“温度对NaCl的溶解和结晶的影响”这一模型来加以分析,这样就使温度对化学平衡移动的影响更加形象化和具体化,更易于学生接受和理解。
综上所述,如何在日常教学中充分的利用直观的模型来理解抽象难懂的概念和原理,以取得良好的效果,突破教学中的重点和难点,还值得我们去更深入的思考和研究。
【参考文献】
1、普通高中课程标准实验教科书化学必修2(教师用书) 鲁科版
2、张克龙,建模思想在高三化学复习中的应用 《中学化学教学参考》
3、曾绍针,物理模型法在教学中的应用 《中国教育创新杂志》
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
化学平衡是中学化学重要的基本理论知识之一,也是高考中重点考查的内容,从近几年的高考试题可以看出有逐年升温的趋势。由于化学平衡内容抽象,学生较难理解,如果我们能建立具体的思维模型,则可使问题简单明了化。建模法就是一种能把复杂的化学问题以形象、具体、直观的形式呈现,使学生的思维得以发展,问题得以解决的思维方法。下面就结合我近几年教学中的感受浅谈一下建模法在化学平衡中的应用。
一、模型的建立
模型是根据实物、图样或设想按比例生态或其他特征制成的样品。著名科学家钱学森认为:“模型,就是通过我们对问题的分析、利用我们考察来的机遇,吸取一切主要因素,略去一切不主要因素所创造出来的一幅图画。”我们所要建立的模型就是要把化学平衡状态和化学平衡的移动更具体、直观的表示出来——连通器(U形管)。
化学平衡研究的对象是可逆反应(以下简称原型),而连通器原理研究的对象是连通器(以下简称模型)。连通器的左边液面对应可逆反应的反应物,而连通器的右边液面对应可逆反应的生成物。
二、模型的应用
1、在化学平衡状态中应用。
化学平衡状态是指:在一定条件下,当一个可逆反应的正反应速率与逆反应速率相等时,反应物的浓度与生成物的浓度不再随时间的变化而发生改变,达到一种表面静止的状态,即化学平衡状态,简称化学平衡。化学平衡实质是一个动态的平衡。
就像连通器中的水一样,当左边进水的速率和右边出水的速率相等时,连通器中左、右两边的液面将不再随时间而发生变化,即达到了一个动态的平衡状态。
2、在外界因素对化学平衡移动的影响中的应用。
化学平衡的移动是指:对于已达到平衡的反应,当外界条件改变时时,原来的化学平衡将被破坏,正、逆反应速率不再相等,混合物里各组成物质的百分含量也将随之发生变化,并在新的条件下建立起新的化学平衡。
就像连通器中的水,当某一边的液面发生变化时,两边的液面不一样高,原有的动态平衡将被破坏,水发生流动,会在新的条件下建立起一个新的平衡状态。此时,两边的液面再次一样高。
2.1、利用连通器原理理解浓度对化学平衡移动的影响。
改变反应物的浓度,就等同于改变左边液面的高度,使得连通器的左右液面高低不同,液体发生流动,也就等同于化学平衡的移动,下面表格详细的说明了这种关系。
2.2、利用连通器原理理解压强对化学平衡移动的影响。
对于有气体参加的可逆反应,当反应达到平衡时,一般来说,改变压强相当于改变了物质的浓度。和浓度对化学平衡的影响一样,在有气体参加的可逆反应如2NO2 N2O4中,增大体系的压强,就相当于在左边增加两份水,而在右边增加了一份水,左边增加的多,液体向右流动,对应原型平衡向右移动。二者具体联系如下:
利用连通器的原理来理解浓度、压强对化学平衡移动的影响,理解起来就显得比较简单了。
对于温度对化学平衡移动的影响很难通过连通器的原理进行解释,我们可以构建出“温度对NaCl的溶解和结晶的影响”这一模型来加以分析,这样就使温度对化学平衡移动的影响更加形象化和具体化,更易于学生接受和理解。
综上所述,如何在日常教学中充分的利用直观的模型来理解抽象难懂的概念和原理,以取得良好的效果,突破教学中的重点和难点,还值得我们去更深入的思考和研究。
【参考文献】
1、普通高中课程标准实验教科书化学必修2(教师用书) 鲁科版
2、张克龙,建模思想在高三化学复习中的应用 《中学化学教学参考》
3、曾绍针,物理模型法在教学中的应用 《中国教育创新杂志》
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文