時(shí)間：2023-05-29 18:20:34
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇化學(xué)平衡常數(shù)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞 平衡 化學(xué) 教學(xué)
中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
1 化學(xué)平衡的影響因素
在高中階段，對于化學(xué)平衡的影響因素，我們主要就討論溫度、濃度、壓強(qiáng)及催化劑這四個(gè)因素。對于升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱方向移動(dòng)；增加反應(yīng)物濃度，平衡向正方向移動(dòng)；增大壓強(qiáng)（壓縮體積）平衡向氣體分子數(shù)減少方向移動(dòng)；加入催化劑平衡不發(fā)生移動(dòng)。這些單個(gè)因素對化學(xué)平衡的影響，大部分學(xué)生應(yīng)該能輕松掌握，對于平衡的移動(dòng)方向也應(yīng)能作出準(zhǔn)確的判斷。
小結(jié)：對于單個(gè)外界因素變化的平衡移動(dòng)問題，只要運(yùn)用勒夏特列原理（改變影響化學(xué)平衡的一個(gè)因素，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)）即可解決。
2 判斷化學(xué)平衡移動(dòng)的難點(diǎn)
3 如何破解平衡移動(dòng)的難題
對于上面例子中出現(xiàn)的這類問題，僅僅利用勒夏特列原理已經(jīng)無法圓滿解決，但只要引入化學(xué)平衡常數(shù)，問題就能迎刃而解。
3.1 恒溫恒容時(shí)平衡移動(dòng)的判斷
3.2 恒溫恒壓時(shí)平衡移動(dòng)的判斷
3.3 恒容時(shí)升溫平衡移動(dòng)情況
小結(jié)：恒容條件下，因升溫引起的壓強(qiáng)增大，因?yàn)闆]有改變參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度，故對平衡沒有影響。
4 在其它平衡中的應(yīng)用
平衡常數(shù)不僅在化學(xué)平衡中存在，在其它平衡中同樣存在。如在電離平衡中就存在電離平衡常數(shù)，在水解平衡中就存在水解平衡常數(shù)。在這些平衡中如果能巧妙地利用好平衡常數(shù)，同樣能使其中的一些難題迎刃而解，做到事半功倍。
靈活運(yùn)用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行教學(xué)或研究，對一些平時(shí)說不明、理不清的抽象的化學(xué)平衡問題用清晰的數(shù)理方法進(jìn)行分析，這樣我們就能有效提高學(xué)生創(chuàng)造性地解決化學(xué)平衡問題的能力，使學(xué)生的學(xué)科綜合素質(zhì)得到進(jìn)一步的提升。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞 化學(xué)平衡常數(shù) 分配系數(shù) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)
化學(xué)平衡常數(shù)及分配系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)是一個(gè)經(jīng)典的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)，測定I2在CCl4和H2O中的分配系數(shù)k以及反應(yīng)I2+KI=KI3的平衡常數(shù)KC。本實(shí)驗(yàn)涉及到的操作為標(biāo)準(zhǔn)的硫代硫酸鈉溶液標(biāo)定單質(zhì)碘。通過該實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生更好地理解分配系數(shù)的物理意義和化學(xué)平衡常數(shù)的測定方法。該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路清晰，易于操作，但是由于學(xué)生操作不當(dāng)，會使實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差很大；同時(shí)該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容未能及時(shí)更新，與當(dāng)前綠色化學(xué)理念相左，因此結(jié)合我們長期的教學(xué)與管理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對該實(shí)驗(yàn)中存在的一些問題進(jìn)行討論，并對這些問題提出一些改進(jìn)建議。
一、實(shí)驗(yàn)方法設(shè)計(jì)思路
在恒溫、恒壓下I2和KI在水溶液中建立如下平衡：
為了測定平衡常數(shù)，應(yīng)在不擾動(dòng)平衡狀態(tài)的條件下，測定平衡組成。當(dāng)上述反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液來滴定溶液中I2的濃度，隨著I2的消耗，平衡向左移動(dòng)，使KI3持續(xù)分解，最終只能測得溶液中I2和KI3的總量。由于KI和KI3均不溶于CCl4，只有I2既可溶于CCl4也可溶于H2O，當(dāng)溫度和壓力一定時(shí)，上述化學(xué)平衡及I2在CCl4層和H2O層中的分配平衡同時(shí)建立。為了測定上述體系I2的平衡濃度，本實(shí)驗(yàn)首先設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，即體系中沒有KI存在，只有I2在CCl4及H2O中的分配平衡，測定I2在CCl4和H2O中平衡濃度，利用下式求出實(shí)驗(yàn)溫度下I2在兩液相中的分配系數(shù)k。
由于分配系數(shù)只是溫度的函數(shù)，當(dāng)溫度不變時(shí)，分配系數(shù)為常數(shù)。利用已測出的分配系數(shù)，來計(jì)算分配平衡和化學(xué)平衡都存在的體系中水層I2的平衡濃度，然后可求出KI3和KI的平衡濃度。
二、實(shí)驗(yàn)操作中常出現(xiàn)的問題及解決辦法
在長期的教學(xué)與管理實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生操作和現(xiàn)存實(shí)驗(yàn)裝置中都存在一定的問題，導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)一些問題，增加了實(shí)驗(yàn)誤差。以下我們討論三個(gè)方面的問題。
1.移液管取液不準(zhǔn)確
用移液管取液時(shí)會有一些困難，一是取水層時(shí)需量取50 mL水層溶液，由于所取體積較大，而且水層密度較大，在取液時(shí)不易控制，調(diào)好刻度后，從母液中取出移液管會有液滴滴落，使得實(shí)際量取的體積不足50 mL，這樣結(jié)果會產(chǎn)生偏差；而取四氯化碳層時(shí)，由于四氯化碳在下層，如果取出的溶液中混有少量的水，必然會對結(jié)果產(chǎn)生影響，而且四氯化碳在移液管中形成的液面也不好觀察，極易產(chǎn)生誤差。
要解決上述問題，我們只需要準(zhǔn)備一個(gè)25mL的移液管和一個(gè)10mL帶刻度的移液管，把原需取50mL水層改為取25mL水層，這樣不但可以降低取液的難度，還可以減少硫代硫酸鈉的用量，當(dāng)然為了提高準(zhǔn)確度，可以適當(dāng)?shù)慕档土虼蛩徕c的濃度；用10 mL帶刻度的移液管移取四氯化碳層時(shí)，一定要讓移液管中上層保留約1mL的水溶液，然后以水層的凹液面為準(zhǔn)，把刻度調(diào)到移液管的10mL的刻度線，緩慢的放開手指，把四氯化碳層放在一個(gè)干凈的錐形瓶中，直到水層的凹液面剛好到5 mL所在的刻度線才停止放液，這樣就很好的解決了四氯化碳液面不好觀察及混入水層的問題。
2.淀粉指示劑加入過早
指示劑過早的加入，會使單質(zhì)碘進(jìn)入淀粉顆粒中，在滴定過程中很難把這部分碘滴定。要解決這個(gè)問題只能是盡量晚加淀粉溶液，在滴定四氯化碳層時(shí)甚至可以不用淀粉溶液也可以準(zhǔn)確滴定到終點(diǎn)，可以通過四氯化碳層的顏色來判斷終點(diǎn)。
3.滴定四氯化碳層時(shí)滴加速度過快
硫代硫酸鈉與單質(zhì)碘的反應(yīng)速率很快，但是單質(zhì)碘從四氯化碳層轉(zhuǎn)移到水層很慢，有些同學(xué)滴定過程速度過快，造成水層已經(jīng)無色，甚至已過量，盡管此時(shí)四氯化碳層還有顏色，但實(shí)際已經(jīng)過了滴定終點(diǎn)。因此在滴定四氯化碳層時(shí)，要少滴多振蕩；或者在取出的四氯化碳層樣品中加入適量的KI。
三、本實(shí)驗(yàn)的綠色化改進(jìn)
在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，教師要首先自覺學(xué)習(xí)并樹立良好的綠色化學(xué)意識，老師應(yīng)把綠色化學(xué)意識貫徹到教學(xué)中去。把具體的實(shí)驗(yàn)體系與環(huán)境、能源、成本聯(lián)系起來，設(shè)計(jì)對環(huán)境友好的、耗能和成本低的實(shí)驗(yàn)。
要在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中推行綠色化實(shí)驗(yàn)，必須要保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。在本實(shí)驗(yàn)中，我們通過對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行改進(jìn)，主要是減少藥品用量。上表列出了改進(jìn)前后一些試劑的用量對比，也列出了改進(jìn)前后實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對比。其中，KI的濃度在改進(jìn)前后分別為0.1000 mol/L和0.0200 mol/L；Na2S2O3的濃度在改進(jìn)前后分別為0.0201mol/L和0.0040 mol/L。從表中可以看出，改進(jìn)后單質(zhì)碘、KI和Na2S2O3的用量約為改進(jìn)前的20%，改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)測定的平衡常數(shù)（平均值644）與30℃的標(biāo)準(zhǔn)值（638）很接近，偏差僅為0.09%。由此表明以上對本實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)能達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，藥品的用量也顯著減少，使該實(shí)驗(yàn)向綠色化邁進(jìn)了一步。
關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；化學(xué)平衡；教學(xué)策略；等效平衡；教學(xué)優(yōu)化
中圖分類號：G633.8
化學(xué)平衡是整個(gè)高中化學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，也是熱點(diǎn)，對課任教師來說也是難點(diǎn)。如何把握好本節(jié)內(nèi)容，突破難點(diǎn)就顯得尤為重要。本文志在通過多年的授課整合本節(jié)的教學(xué)思路，提出對本節(jié)內(nèi)容的處理方法，以優(yōu)化課堂教學(xué)，提高課堂教學(xué)效率。
一、高考考試說明對本節(jié)知識的要求。
了解化學(xué)平衡建立的過程。理解外界條件（濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等）對化學(xué)平衡的影響，認(rèn)識其一般規(guī)律。理解化學(xué)平衡常數(shù)的含義，能夠利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行簡單的計(jì)算。
本節(jié)內(nèi)容主要包括四個(gè)知識點(diǎn)：1、可逆反應(yīng)；2、化學(xué)平衡狀態(tài)；3、化學(xué)平衡移動(dòng)原理；4、化學(xué)平衡常數(shù)。從功能上分，可逆反應(yīng)是化學(xué)平衡的載體，化學(xué)平衡常數(shù)是對化學(xué)平衡的定量描述，化學(xué)平衡移動(dòng)原理是外界因素對化學(xué)平衡影響的定性分析。
二、如何進(jìn)行化學(xué)平衡的教學(xué)優(yōu)化
怎么突出《化學(xué)平衡》知識板塊的教學(xué)重點(diǎn)，突破本節(jié)的教學(xué)難點(diǎn)呢？方法如下，了解學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)；運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)；調(diào)整知識順序；進(jìn)行定量描述；定性判斷；避免死記硬背以及突破難點(diǎn)。具體闡述如下。
1、了解學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)
《化學(xué)平衡》知識板塊與上節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容在學(xué)生的頭腦中并不是簡單的加和，原有知識因新知識的介入會使兩者之間相互干擾和影響，導(dǎo)致知識內(nèi)化的困難。因此在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，教師要考慮如何激活學(xué)生的已有知識，在學(xué)生"已經(jīng)知道的"與"將要知道的"知識間構(gòu)架橋梁，然后運(yùn)用同化機(jī)制促進(jìn)新舊知識的相互作用，以利于難點(diǎn)的突破和重點(diǎn)的強(qiáng)化。
2、充分運(yùn)用化學(xué)實(shí)驗(yàn)
《化學(xué)平衡》知識板塊的實(shí)驗(yàn)具有素材豐富、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯、說服力強(qiáng)的特點(diǎn)。教學(xué)中最好采用邊講邊實(shí)驗(yàn)的形式進(jìn)行，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，啟發(fā)學(xué)生充分討論。一方面要提供建構(gòu)知識的基礎(chǔ)，同時(shí)又要留給學(xué)生廣闊的建構(gòu)空間，讓學(xué)生針對具體的情境采用適當(dāng)?shù)牟呗裕瑤熒餐瑲w納出化學(xué)平衡移動(dòng)原理。
3、合理調(diào)整知識順序
人教版教材《化學(xué)平衡》一節(jié)的知識呈現(xiàn)順序是：可逆反應(yīng)與不可逆反應(yīng)；化學(xué)平衡狀態(tài)（包含影響平衡的因素）；化學(xué)平衡常數(shù)。在實(shí)際教學(xué)中感覺"化學(xué)平衡常數(shù)"的呈現(xiàn)有點(diǎn)滯后，故建議將其放在影響平衡的因素濃度、壓強(qiáng)、溫度之前引入，把定性的分析判斷變成定量的分析推導(dǎo)，有利于突破壓強(qiáng)教學(xué)難點(diǎn)。
4、具體教學(xué)方案參考：
《化學(xué)平衡》知識板塊的教材的主要特點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)研究與理論分析并重。教師在教學(xué)過程中，既要做好演示實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生通過分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論，也要充分利用化學(xué)圖像和化學(xué)平衡常數(shù)，組織學(xué)生通過邏輯推導(dǎo)深刻理解知識的內(nèi)涵。
首先結(jié)合《化學(xué)（必修2》中的相關(guān)內(nèi)容，讓學(xué)生回憶可逆反應(yīng)、化學(xué)平衡狀態(tài)等已有知識。其次，列舉一些生活或?qū)嶒?yàn)室中存在的化學(xué)平衡現(xiàn)象，如固體溶質(zhì)在某溶劑中形成飽和溶液、指示劑變色、弱電解質(zhì)的電離等。在豐富學(xué)生對可逆過程的認(rèn)識的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注如何定量描述化學(xué)反應(yīng)的限度（即認(rèn)識和運(yùn)用化學(xué)平衡常數(shù)定量描述），以及怎樣控制和改變反應(yīng)的限度（即影響化學(xué)平衡的因素及如何定性判斷和定量分析影響結(jié)果）。
對"化學(xué)平衡常數(shù)"的主要要求學(xué)生了解其含義，建議①充分發(fā)揮數(shù)據(jù)的功能，培養(yǎng)學(xué)生對數(shù)據(jù)的分析和處理能力；②讓學(xué)生明確化學(xué)平衡常數(shù)與化學(xué)平衡狀態(tài)的關(guān)系：化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變平衡常數(shù)不變；③補(bǔ)充濃度商、平衡常數(shù)與化學(xué)平衡狀態(tài)的關(guān)系。為避免學(xué)生混淆濃度商Q和平衡常數(shù)K概念，教學(xué)中突出它們的定義及表示的異同，明確濃度商是表示一個(gè)反應(yīng)的任意時(shí)刻、任何狀態(tài)下的各物質(zhì)的濃度關(guān)系。有了這一知識基礎(chǔ)就為下一步定量判斷溫度、濃度和壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響鋪平了道路。
對"反應(yīng)條件對化學(xué)平衡的影響"的教學(xué)，一方面要注重通過實(shí)驗(yàn)先讓學(xué)生獲得感性認(rèn)識，得出結(jié)論；另一方面引導(dǎo)學(xué)生利用學(xué)過的平衡常數(shù)、（時(shí)間～速率）平衡圖像等知識對所得結(jié)論進(jìn)行定量分析，加深對規(guī)律的理解，避免死記硬背。應(yīng)是學(xué)生明確化學(xué)平衡移動(dòng)有兩種情況：①溫度一定時(shí)，平衡常數(shù)為定值，但對應(yīng)的平衡狀態(tài)有多種。對于已達(dá)到化學(xué)平衡的體系，改變?nèi)我饨M分的濃度時(shí)，必然引起其他組分濃度的變化，以保持其平衡常數(shù)不變。符合這一條件的因素包括增大或減小反應(yīng)物濃度、增大或減小生成物濃度、增大或者減小壓強(qiáng)。②溫度改變引起平衡常數(shù)的變化，即體系中各組分間濃度關(guān)系發(fā)生改變，體系必將建立新的平衡狀態(tài)。
教學(xué)中切忌讓學(xué)生死記硬背結(jié)論，討論時(shí)僅僅抓住外界因素對濃度商Q的影響，通過Q與K的比較判斷平衡如何移動(dòng)。這種定量判斷非常可靠，適用于所有體系，但是需要一些定量計(jì)算。最后歸納總結(jié)得出勒夏特列原理，化學(xué)平衡移動(dòng)的定性規(guī)律只適用于封閉體系且只改變一個(gè)條件的情況下。
總之，正確掌握化學(xué)平衡基本理論，能在處理化學(xué)平衡難題時(shí)節(jié)省時(shí)間，這在高考中可以爭取到一定的優(yōu)勢。學(xué)生若能自由運(yùn)用化學(xué)平衡原理，那么日常學(xué)習(xí)中的很多難題就可以迎刃而解了。并且假設(shè)學(xué)生的解題思路清晰，那么就可以更好的提升學(xué)習(xí)效率，并且還能夠增加學(xué)生的自信心，如此一來，化學(xué)學(xué)習(xí)中的許多難題將會變得簡單化，達(dá)到觸類旁通的效果。
參考文獻(xiàn)：
1.張成賢.等效化學(xué)平衡教學(xué)研究［J］.福建基礎(chǔ)教育分析，2010，（8）.
【關(guān) 鍵 詞】 平衡常數(shù)；自主復(fù)習(xí)；問題教學(xué)；復(fù)習(xí)策略
在高中化學(xué)中，有很多零散、易錯(cuò)易混，而且又非常重要的知識點(diǎn)，如與平衡常數(shù)有關(guān)的化學(xué)平衡常數(shù)、電離平衡常數(shù)、水解平衡常數(shù)及沉淀溶解平衡常數(shù)（即溶度積），這部分知識是課改后新增加的內(nèi)容，設(shè)在人教版《化學(xué)反應(yīng)原理》中。分析新課標(biāo)全國卷近三年的高考試題，發(fā)現(xiàn)每年高考都考了這部分內(nèi)容，特別是化學(xué)平衡常數(shù)K和沉淀溶解平衡常數(shù)KSP，如2013年全國卷（I）11題考查了由沉淀溶解平衡常數(shù)KSP得出離子沉淀的先后順序；2013年全國卷（II）13題考查了由沉淀溶解平衡常數(shù)KSP求PH、28題考查了化學(xué)平衡常數(shù)K計(jì)算；2014年全國卷（I）13題考查了沉淀溶解平衡常數(shù)KSP、28題考查了用壓強(qiáng)表示平衡常數(shù)KP并計(jì)算；2014年全國卷（II）26題有兩處考查了化學(xué)平衡常數(shù)K的計(jì)算；2015年全國卷（I）28題有兩處考查了化學(xué)平衡常數(shù)K和溶解平衡常數(shù)KSP的計(jì)算；2015年全國卷（II）27題考查了化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式的書寫及化學(xué)平衡常數(shù)影響因素。
分析高考試題以及高考考試說明，都可知這部分知識的重要性，然而從平常的教學(xué)以及與其他老師的交流中了解到，學(xué)生這部分知識掌握不好，主要存在以下情況：1.概念沒理解透，沒把零散知識構(gòu)成相應(yīng)體系；2.數(shù)形結(jié)合能力和數(shù)據(jù)處理能力、計(jì)算能力差。這些問題的存在是教師在平衡常數(shù)教學(xué)過程中，忽視學(xué)生自主地概念構(gòu)建、忽略數(shù)形結(jié)合能力和數(shù)據(jù)處理能力的培養(yǎng)，孤立進(jìn)行化學(xué)計(jì)算技能的訓(xùn)練。為了在復(fù)習(xí)階段，讓學(xué)生能掌握這一重點(diǎn)，突破這一難點(diǎn)，會作這類題，并在化學(xué)素養(yǎng)和學(xué)習(xí)能力上有進(jìn)一步的提高，再結(jié)合我的學(xué)生實(shí)際情況，我從以下三個(gè)階段去完成這部分的復(fù)習(xí)：
一、學(xué)生自主復(fù)習(xí)，粗略構(gòu)建體系
研究調(diào)查表明，學(xué)生積極主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效果是最佳的。所以對這部分的復(fù)習(xí)，我會讓學(xué)生先看書上相關(guān)知識，自主復(fù)習(xí)，理解相關(guān)概念，粗略構(gòu)建由這些平衡常數(shù)的定義、表達(dá)式、影響因素、應(yīng)用組成的體系，這體系的構(gòu)建必須是學(xué)生自己理解，用自己的語言表達(dá)，不能照抄書本。學(xué)生粗略構(gòu)建了體系，并自己理解了相關(guān)知識，就結(jié)合導(dǎo)學(xué)案中2013――2015年高考試題中相關(guān)試題進(jìn)行自測，通過做近三年的高考題，可知高考考查內(nèi)容、考題方式，自測后學(xué)生再根據(jù)答案及時(shí)自糾。學(xué)生通過自測自糾，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并找到出現(xiàn)問題的原因，而且自糾還可以培養(yǎng)學(xué)生審題能力、自我反思能力、辯析能力，可在以后遇到類似題時(shí)，能去辯析思考。學(xué)生解題過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，大都是由于對該問題的不理解或非智力因素方面的影響造成的，然而不同的學(xué)生，理解能力以及一些非智力能力是不一樣的，但他們是可以互補(bǔ)的，所以可以進(jìn)入第二階段。
二、小組討論、互糾，細(xì)化體系
在這一階段，每位同學(xué)先展示自己構(gòu)建的體系和自測中存在的問題，小組同學(xué)相互檢查，找出其他同學(xué)體系的優(yōu)點(diǎn)與不足，同時(shí)發(fā)現(xiàn)自己構(gòu)建體系的不足，小組同學(xué)最后通過討論、互糾，細(xì)化出一個(gè)好的體系和小組討論后仍沒解決的問題上交。通過小組同學(xué)之間相互討論、相互糾錯(cuò)，調(diào)動(dòng)了同學(xué)們的學(xué)習(xí)積極性，讓每位學(xué)生都參與到學(xué)習(xí)中，并且提高了學(xué)生思考問題、解決問題的能力。就在這樣一個(gè)參與討論的過程中，對于每一個(gè)知識點(diǎn)，因?yàn)槭亲约河懻摪l(fā)現(xiàn)的，也會記憶得更加牢固。
我從課代表收集上交的材料可以看出，同學(xué)們非常認(rèn)真地對待這作業(yè)，效果非常好，各小組討論、互糾，細(xì)化后的平衡體系內(nèi)容較完善，形式多樣。如有的以表格的形式從平衡常數(shù)的定義、表達(dá)式、影響因素、應(yīng)用四個(gè)方面對四個(gè)常數(shù)對比總結(jié)；有的從平衡常數(shù)的定義、表達(dá)式、影響因素、應(yīng)用四個(gè)方面對每個(gè)常數(shù)進(jìn)行總結(jié)歸納，我把做得特別好的小組資料進(jìn)行傳閱，要求不好的小組再作改進(jìn)。同學(xué)們通過自測、自糾、小組討論、互糾后，提出的問題也非常好，具有代表性的問題主要有：①對各平衡常數(shù)的應(yīng)用不是很熟練；②計(jì)算時(shí)，表達(dá)式進(jìn)行轉(zhuǎn)換容易出錯(cuò)；③有的題給出的是圖像、有的題給出的是表格數(shù)據(jù)，不知如何用數(shù)據(jù)。我根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況，就問題進(jìn)行教學(xué)，這樣針對性更強(qiáng)，教學(xué)效果會更好。
三、老師歸納補(bǔ)充，完善體系，就問題教學(xué)
（一）歸納補(bǔ)充，完善體系
上課復(fù)習(xí)時(shí)，重點(diǎn)放在解決問題上，因?yàn)橥瑢W(xué)們通過自主復(fù)習(xí)、小組討論、互糾，細(xì)化后的平衡體系構(gòu)建非常的好，我選取了一組體系構(gòu)建好的作為樣本，在此基礎(chǔ)上結(jié)合教學(xué)大綱和考試說明進(jìn)行歸納補(bǔ)充，得出比較完善的體系。
（二）針對問題，組織教學(xué)
復(fù)習(xí)課應(yīng)該解決知識的缺陷，是希望用時(shí)少，但教學(xué)效果要好，所以復(fù)習(xí)課的教學(xué)模式很重要，著名數(shù)學(xué)家希爾波特也曾提出，“要以問題解決為基礎(chǔ)來改革教學(xué)”，所以這節(jié)課我主要是針對問題，組織教學(xué)。
從學(xué)生給出的幾方面的問題可以看出，問題不是獨(dú)立存在的，所以我將把幾個(gè)方面的問題一起以例題分析的形式給予解答。把幾道高考題作為例子進(jìn)行分析，特別強(qiáng)調(diào)計(jì)算時(shí)表達(dá)式的轉(zhuǎn)換和題中圖像、表格數(shù)據(jù)如何使用。
通過復(fù)習(xí)，大部分學(xué)生掌握平衡常數(shù)的有關(guān)知識，學(xué)生數(shù)形結(jié)合能力、數(shù)據(jù)處理能力和計(jì)算能力也有所提高，能應(yīng)用知識解決問題，并在化學(xué)素養(yǎng)和學(xué)習(xí)能力上也有進(jìn)一步的提高，達(dá)到了較好的復(fù)習(xí)效果。
【參考文獻(xiàn)】
關(guān)鍵詞：三階試題；化學(xué)平衡；迷思概念；知識不足
文章編號：1005C6629（2017）2C0026C06 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
化學(xué)平衡是中學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)理論之一，是培養(yǎng)“宏觀辨識與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”等核心素養(yǎng)的重要知識載體。但由于化學(xué)平衡囊括一系列抽象而內(nèi)涵豐富的知識，對學(xué)生的能力要求較高，學(xué)生容易產(chǎn)生學(xué)習(xí)困難，造成對后續(xù)溶液中離子平衡學(xué)習(xí)的認(rèn)知障礙。在化學(xué)教學(xué)中，教師只有準(zhǔn)確探查出學(xué)生的學(xué)習(xí)困難，才能選擇有效的教學(xué)策略及時(shí)補(bǔ)救或轉(zhuǎn)變概念，促進(jìn)學(xué)生的有意義學(xué)習(xí)。
目前，對化學(xué)平衡學(xué)習(xí)困難的研究集中于探查迷思概念，發(fā)現(xiàn)了學(xué)生在“可逆反應(yīng)”、“化學(xué)平衡狀態(tài)特征”、“化學(xué)平衡移動(dòng)方向”、“化學(xué)平衡常數(shù)”等知識點(diǎn)上存在迷思概念，如“認(rèn)為可逆反應(yīng)是‘鐘擺式’單向進(jìn)行的”，“將化學(xué)平衡混淆于靜態(tài)的物理平衡”等。已有研究主要是通過常規(guī)測驗(yàn)、二階試題或規(guī)則空間模型對學(xué)生解決問題結(jié)果的評判來揭示學(xué)生存在的迷思概念，但使用常規(guī)測驗(yàn)、二階試題不能判斷學(xué)生回答正確是由于掌握了知識還是猜測，容易造成迷思概念的過當(dāng)評價(jià)[1，2]；而規(guī)則空間模型具有復(fù)雜的數(shù)理公式，試題編制的難度大，且依賴于計(jì)算機(jī)程序的使用，難以在教學(xué)實(shí)際中推廣[3，4]。近年國外科學(xué)教育逐漸興起三階試題的使用[5，6]，它能夠有效彌補(bǔ)已有方法的缺陷，區(qū)分學(xué)生的迷思概念及知識儲備不足等問題，更加準(zhǔn)確地解釋學(xué)生的學(xué)習(xí)困難。
1 研究設(shè)計(jì)
1.1 研究對象
本研究所選擇課程內(nèi)容為高中學(xué)段“化學(xué)平衡”，被試群體為陜西省西安市某中學(xué)同一化學(xué)教師任教的高二年級四個(gè)平行班的學(xué)生。
1.2 研究方法
參考高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)、教科書內(nèi)容及已有研究，確定從可逆反應(yīng)、化學(xué)平衡狀態(tài)、化學(xué)平衡移動(dòng)、化學(xué)平衡常數(shù)四個(gè)知識維度展開測試。記錄“化學(xué)平衡”教學(xué)過程，并通過對任課教師的錄音訪談了解其發(fā)現(xiàn)的學(xué)生迷思概念，并抽取該班級化學(xué)學(xué)業(yè)成績前、中、后各4名學(xué)生，進(jìn)行半結(jié)構(gòu)化晤談以深入搜集迷思概念。隨后，初步設(shè)計(jì)三階試題。委請3位專家檢核內(nèi)容效度，修正后進(jìn)行小范圍預(yù)試（50人），根據(jù)預(yù)試結(jié)果調(diào)整試題內(nèi)容與數(shù)目，確定11道正式施測的三階試題（見表1）。
三階試題第一階為設(shè)有4～6個(gè)選項(xiàng)的化學(xué)平衡單項(xiàng)選擇題。第二階為第一階問題答案對應(yīng)的理由項(xiàng)，這些理由是科學(xué)模型以及來源于教師訪談、學(xué)生半結(jié)構(gòu)化晤談與文獻(xiàn)中高頻出現(xiàn)的迷思概念在具體問題情境下的變式，其中有一個(gè)空白選項(xiàng)方便學(xué)生表達(dá)不同于選項(xiàng)的想法。第三階調(diào)查學(xué)生對前兩階問題的回答是否確定，評量學(xué)生的自信水平。圖1展示了一道化學(xué)平衡三階試題。
使用化學(xué)平衡三階試題對該教師任教的四個(gè)平行班施測，答題時(shí)間為40分鐘。施測前已向?qū)W生說明研究目的在于了解化學(xué)平衡主題的學(xué)習(xí)情況，施測結(jié)果不列入學(xué)科成績。發(fā)放試題205份，回收203份，回收率99.02%，有效樣本197份，有效率97.04%。評閱試卷并將結(jié)果導(dǎo)入Microsoft Excel 2010與SPSS 20.0。
A.變深 B.變淺 C.不變 D.無法判斷3.2回答3.1題的理由是（ ）
A.平衡正向移動(dòng)，消耗NO2，NO2的濃度減小
B.平衡不移動(dòng)，消耗NO2的同時(shí)產(chǎn)生NO2，NO2的濃度不變
C.平衡正向移動(dòng)，消耗NO2，但最終濃度仍舊大于初始平衡的濃度
D.平衡正向移動(dòng)，消耗NO2，但無法判斷充入量與消耗量大小
2 結(jié)果與分析
2.1 響應(yīng)類型的劃分
根據(jù)學(xué)生在三階試題的8種答題情況，可判斷其對某個(gè)知識點(diǎn)的認(rèn)識水平，即“響應(yīng)類型”。將響應(yīng)類型劃分為6種：“科學(xué)知識”、“假正”、“假負(fù)”、“迷思概念”、“自信不足或幸運(yùn)”、“知識不足”[7]，見表2。
若W生答題情況表現(xiàn)為“正確/正確/確定”，則響應(yīng)類型為“科學(xué)知識”。若學(xué)生答題情況表現(xiàn)為“錯(cuò)誤/錯(cuò)誤/確定”，則響應(yīng)類型為“迷思概念”。這與迷思概念的不科學(xué)性、頑固性的特點(diǎn)一致。
“假正”是指正確回答第一階問題，但不能使用正確的理由加以解釋且第三階選擇“確定”的響應(yīng)類型。“假負(fù)”是指錯(cuò)誤回答第一階問題，但推理的理由選擇正確且第三階選擇“確定”的響應(yīng)類型[8]。試題表述不清、提供的理由項(xiàng)與學(xué)生解決問題的推理過程脫節(jié)是造成假正與假負(fù)的主要原因。因此，可借由假正與假負(fù)各自的比例檢驗(yàn)試題的內(nèi)容效度[9]。
此外，將前二階均回答正確，但第三階選擇“不確定”歸類為“自信不足或幸運(yùn)”。它是由于學(xué)生的自我效能感低，或是前二階試題自身特性造成的，即第一階試題的答案往往與第二階的某個(gè)理由項(xiàng)存在對應(yīng)關(guān)系[10]。
共有三種答題情況屬于“知識不足”：“正確/錯(cuò)誤/不確定”“錯(cuò)誤/正確/不確定”“錯(cuò)誤/錯(cuò)誤/不確定”，據(jù)此可判定學(xué)生認(rèn)知體系中的某一知識盲點(diǎn)。
2.2 變量賦值
根據(jù)答題情況對以下變量進(jìn)行賦值[11]：（1）各階分?jǐn)?shù)：只要某階回答正確賦值1，否則賦值0。第三階回答“確定”賦值1，否則賦值0。第三階分?jǐn)?shù)可表征學(xué)生的自信水平。可利用各階分?jǐn)?shù)對響應(yīng)類型進(jìn)行編碼[12]，見表2。（2）前二階分?jǐn)?shù)：若第一、二階均回答正確賦值1，否則賦值0。它將與第三階分?jǐn)?shù)用于評價(jià)試題的結(jié)構(gòu)效度[13]。（3）三階分?jǐn)?shù)：若前二階均回答正確且第三階回答“確定”賦值1，否則賦值0。（4）第一階迷思分?jǐn)?shù)：第一階回答錯(cuò)誤賦值1，否則賦值0。（5）前二階迷思分?jǐn)?shù)：前二階均回答錯(cuò)誤賦值1，否則賦值0。（6）三階迷思分?jǐn)?shù)：前二階均回答錯(cuò)誤且第三階回答“確定”賦值1，否則賦值0。
某題第一階、前二階、三階的正確率（或迷思比例）可分別用該題第一階、前二階和三階總分?jǐn)?shù)（或迷思分?jǐn)?shù)）與樣本數(shù)（N=197）的商表征，其與響應(yīng)類型比例的關(guān)系見圖2。值得注意的是，此處“第一階迷思”與“前二階迷思”的內(nèi)涵等同于傳統(tǒng)單選題的“錯(cuò)誤”與二階試題中的“錯(cuò)誤/錯(cuò)誤”，“三階迷思”才對應(yīng)“迷思概念”響應(yīng)類型。正確率與迷思比例將用于驗(yàn)證三階試題的優(yōu)勢。
2.3 試題質(zhì)量評價(jià)
化學(xué)平衡三階試題的第一階、前二階和三階的Cronbachα值分別為0.758、0.782和0.889，符合選擇題測驗(yàn)的信度參照標(biāo)準(zhǔn)[14]，試題信度良好。試題的內(nèi)容效度可用假正與假負(fù)的比例量化表征。各題假正、假負(fù)比例見表3。由表3可知，假正平均比例為5.68%，假負(fù)平均比例為4.89%，均小于10%，說明試題內(nèi)容效度良好[15]。
學(xué)生前二階分?jǐn)?shù)與第三階分?jǐn)?shù)的相關(guān)性可驗(yàn)證試題的結(jié)構(gòu)效度。圖3是前二階分?jǐn)?shù)與第三階分?jǐn)?shù)的相關(guān)性散點(diǎn)圖。由圖3可知，普遍地，在前二階得分越高，自信水平越高。但也存在部分學(xué)生前兩階的分?jǐn)?shù)偏低但仍舊自信的情況，其散點(diǎn)分布于圖像的右下角，暗示了這些學(xué)生存在頑固的化學(xué)平衡迷思概念。學(xué)生前二階分?jǐn)?shù)與第三階分?jǐn)?shù)呈顯著正相關(guān)，Pearson相關(guān)系數(shù)為0.530（p
2.4 學(xué)習(xí)結(jié)果評價(jià)
2.4.1 正確率與自信水平分析
將第一階、前二階、三階和第三階的正確率統(tǒng)計(jì)如下，見表4。
由表4可見，試題第一階、前二階和三階的平均正確率分別為71.90%、63.41%、56.02%，反映出試題整體的難度中等。第一階平均正確率高于前二階8.49%，這是因?yàn)榈谝浑A正確率中額外包含假正（5.68%）、知識不足100（2.81%）兩種響應(yīng)類型造成的。前二階平均正確率比三階高7.39%，則是由于部分學(xué)生回答正確前二階問題但不確定自己的答案造成的。以上差異證明三階試題可以彌補(bǔ)二階試題過度評價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的缺陷，第三階自信水平的設(shè)置使研究結(jié)論更為準(zhǔn)確。另外，在第三階學(xué)生表現(xiàn)出的正確率均大于80%，遠(yuǎn)高于三階正確率，說明學(xué)生對自身化學(xué)平衡認(rèn)知水平的評估過于理想，認(rèn)知結(jié)構(gòu)中存在頑固的迷思概念。
2.4.2 響應(yīng)類型分布
統(tǒng)計(jì)“科學(xué)知識”“迷思概念”“知識不足”“自信不足或幸運(yùn)”響應(yīng)類型的比例，見表5。
由表5可知，56.02%的學(xué)生建構(gòu)了科學(xué)的化學(xué)平衡知識，15.92%的學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中存在迷思概念，10.11%的學(xué)生化學(xué)平衡知識儲備不足。四個(gè)知識維度中，學(xué)生可逆反應(yīng)、化學(xué)平衡常數(shù)維度的知識建構(gòu)更為準(zhǔn)確，各題科學(xué)知識比例均大于60%。學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)在各維度均存在迷思概念與知識儲備不足。
學(xué)生在化學(xué)平衡移動(dòng)維度的“壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響以及勒夏特列原理的理解與應(yīng)用（題6）”中存在知識的錯(cuò)誤建構(gòu)，迷思概念比例最高（26.40%）；其次，在化學(xué)平衡狀態(tài)維度的“對化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷（題10）”中，迷思概念比例為25.89%。學(xué)生在“化學(xué)平衡常數(shù)的簡單應(yīng)用”（題8）中迷思概念最少（5.08%）。
此外，學(xué)生在化學(xué)平衡移動(dòng)維度的“濃度對化學(xué)平衡的影響”（題3）中，表現(xiàn)出明顯的知識欠缺，知識不足響應(yīng)類型比例達(dá)15.74%；其次為題11“催化劑對化學(xué)平衡影的判斷（12.69%）”。而對于“化學(xué)平衡狀態(tài)的建立過程”（題9）“惰性氣體對化學(xué)平衡的影響”（題4），學(xué)生建立有相對完整的知識體系。學(xué)生的知識儲備不足往往是因?yàn)闆]有及時(shí)復(fù)習(xí)，以致新知識沒有穩(wěn)定地同化、整合到原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中。
2.4.3 迷思概念分析
將第一階、前二階和三階的迷思比例統(tǒng)計(jì)于表6。
由表6可見，除題4外，隨著試題階數(shù)的增加，迷思比例逐漸減小。第一階、前二階、三階平均迷思比例依次為28.10%、18.78%、15.92%。前二階平均迷思比例低于第一階9.32%，這是因?yàn)榈谝浑A迷思比例額外包含了假負(fù)（4.89%）和知識不足010（4.43%）。三階迷思比例比前二階低2.86%，是因?yàn)橹R不足000的存在。可推知，單憑第一階或是前二階測試評價(jià)學(xué)生的迷思概念均會造成對迷思概念的過度評價(jià)[16]。
為深入探查學(xué)生化學(xué)平衡知識的學(xué)習(xí)困難，將學(xué)生迷思概念進(jìn)行了歸納，見表7。
由表7可見，對于可逆反應(yīng)，7.61%的學(xué)生沒有正確認(rèn)識可逆反應(yīng)的特征，對化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)知水平仍停留在“化學(xué)反應(yīng)是完全的”階段（迷思概念1）。
對于化學(xué)平衡狀態(tài)，10.15%的學(xué)生負(fù)遷移化學(xué)反應(yīng)速率與計(jì)量數(shù)的關(guān)系的知識（迷思概念2）。16.75%的學(xué)生錯(cuò)誤引申教學(xué)中總結(jié)的化學(xué)平衡狀態(tài)的特征“定”的內(nèi)涵，不能在具體的問題情境下判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)（迷思概念3）。
對于化學(xué)平衡移動(dòng)，9.13%的學(xué)生在濃度對于化學(xué)平衡的影響出現(xiàn)學(xué)習(xí)困難（迷思概念4），這主要是教科書與教學(xué)注重對宏觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的感性認(rèn)識而缺乏微觀表征與符號表征引起的。11.17%的學(xué)生沒有理解特定反應(yīng)下只有改變各組分分壓才能影響平衡狀態(tài)（迷思概念5）。各有15.23%、14.21%的學(xué)生存在迷思概念6、7，表明學(xué)生不能正確推斷平衡移動(dòng)的效果，沒有正確理解勒夏特列原理的內(nèi)涵，再一次反映了學(xué)生沒有充分理解可逆反應(yīng)的“不完全性”，這兩個(gè)迷思概念是在以往研究未曾報(bào)道的。
對于化學(xué)平衡常數(shù)，9.64%的學(xué)生將某種反應(yīng)物的“轉(zhuǎn)化率”與“反應(yīng)程度”混為一談，不理解某一溫度下的平衡常數(shù)可對應(yīng)多個(gè)化學(xué)平衡狀態(tài)，不知道具體反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)（迷思概念10）。2.03%的學(xué)生沒有理解化學(xué)平衡常數(shù)公式中物理量的意義（迷思概念11）。
此外，通過分析“假正”比例大于10%的題5和題11發(fā)現(xiàn)，5.58%的學(xué)生錯(cuò)誤建構(gòu)化學(xué)平衡的前概念溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響（迷思概念8）。6.60%的學(xué)生對催化劑的性質(zhì)存在片面認(rèn)識（迷思概念9）。前概念是建構(gòu)新知識的生長點(diǎn)，雖然這兩個(gè)強(qiáng)隱蔽性迷思概念未使學(xué)生在第一階問題做出錯(cuò)誤判斷，但有礙于學(xué)生科學(xué)認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)。
在三階試題診斷中，認(rèn)定比例高于10%的具體的迷思概念為學(xué)生中主要存在迷思概念[17]，包括：利用濃度判斷化學(xué)平衡狀態(tài)（迷思概念2），與氣體壓強(qiáng)相關(guān)的判斷化學(xué)平衡狀態(tài)與平衡移動(dòng)效果（迷思概念3、5、7），以及對勒夏特列原理內(nèi)涵的理解（迷思概念6、7）。
究其原因，在學(xué)生認(rèn)知角度，學(xué)生對于化學(xué)平衡體系中氣體屬性（是否惰性）、氣體物質(zhì)的量、氣體濃度、氣體壓強(qiáng)等因素的認(rèn)知總體上是割裂的，還無法建立系統(tǒng)化的認(rèn)知模型以認(rèn)識上述因素之間的對立統(tǒng)一關(guān)系，因此導(dǎo)致了通過氣體壓強(qiáng)判斷化學(xué)平衡狀態(tài)與平衡移動(dòng)的較大認(rèn)知負(fù)荷。在教科書內(nèi)容組織角度，人教版教科書只闡述了濃度與溫度因素，缺乏對壓強(qiáng)因素的探討（見圖4）；只涉及化學(xué)平衡常數(shù)的意義與表達(dá)式的簡單應(yīng)用，并不涉及其在平衡移動(dòng)的應(yīng)用，未充分體現(xiàn)化學(xué)平衡常數(shù)的教育價(jià)值[18]。在實(shí)際教學(xué)角度，雖然教師針對壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響有所補(bǔ)充，但偏重傳授利用勒夏特列原理的定性推理，忽視規(guī)律背后的量化本質(zhì)。
3 結(jié)論與啟示
本研究編制了信度、內(nèi)容效度與結(jié)構(gòu)效度良好、難度中等的化學(xué)平衡三階試題。利用三階試題診斷學(xué)生的化學(xué)平衡的學(xué)習(xí)成果并分析學(xué)習(xí)困難。研究發(fā)現(xiàn)：（1）第三階的正確率高于各階正確率，顯現(xiàn)出學(xué)生高估自身的認(rèn)知水平的現(xiàn)象。（2）學(xué)生在4個(gè)知識維度均存在迷思概念與知識儲備不足，“可逆反應(yīng)”與“化學(xué)平衡常數(shù)”知識建構(gòu)相對準(zhǔn)確。對化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、壓強(qiáng)與濃度對化學(xué)平衡的影響以及勒夏特列原理的內(nèi)涵存在相對較多的迷思概念；在濃度、催化劑對化學(xué)平衡的影響表現(xiàn)出明顯的知識欠缺。（3）從迷思概念看，學(xué)生對化學(xué)平衡體系中氣體屬性（是否惰性）、氣體物質(zhì)的量、氣體濃度、氣體壓強(qiáng)等因素的認(rèn)知總體上是割裂的，化學(xué)平衡知識體系的建構(gòu)缺乏整體性和系統(tǒng)性。
根據(jù)研究結(jié)論，可以得出以下教學(xué)啟示：（1）在發(fā)揮實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象宏觀表征優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，充分利用模擬動(dòng)畫等幫助學(xué)生從微觀角度理解壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響。（2）重視化學(xué)平衡常數(shù)的支點(diǎn)作用，挖掘化學(xué)平衡常數(shù)的教育價(jià)值，幫助學(xué)生理解勒夏特列原理的內(nèi)涵與適用范圍。（3）化學(xué)原理類內(nèi)容教學(xué)中，注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)推理思維傾向與能力，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中重視科學(xué)問題的情境性，重視科學(xué)推理過程的邏輯性，重視科學(xué)論述與表達(dá)的嚴(yán)謹(jǐn)性和完整性。
參考文獻(xiàn)：
[1]張愛武.高中化學(xué)“平衡”概念形成的教學(xué)策略研究[D].上海：華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文，2010.
[2]鄧陽，王后雄.利用二段式測驗(yàn)診斷高三化學(xué)復(fù)習(xí)中學(xué)生的迷思概念[J].化學(xué)教育，2010，31（12）：48～51.
[3]李敏.基于RSM的化學(xué)平衡概念理解研究[D].濟(jì)南：山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文，2015.
[4]辛濤，焦麗亞.測量理論的新進(jìn)展：規(guī)則空間模型[J].華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)（教育科學(xué)版），2006，（3）：50～56，61.
[5][9][11][15][16] Haki Pe？man，Ali Ery？lmaz. Development of a Three-Tier Test to Assess Misconceptions About Simple Electric Circuits [J]. The Journal of Educational Research，2010，103（3）：208～222.
[7][17] Erdal Taslidere. Development and Use of a Three-tier Diagnostic Test to Assess High School Students’ Misconceptions about the Photoelectric Effect [J]. Research in Science & Technological Education，2016，34（2）：164～186.
[6][9] Harika Ozge Arslan，Ceyhan Cigdemoglu，Christine Moseley. A Three-Tier Diagnostic Test to Assess Pre-Service Teachers’ Misconceptions about Global Warming， Greenhouse Effect， Ozone Layer Depletion， and Acid Rain [J]. International Journal of Science Education，2012，34（11）：667～686.
[8] Hestenes， d.，I. Halloun. Interpreting the Force Concept Inventory [J]. Physics Teacher，1995，（33）：502～506.
[12]K金豆.三階診斷工具的發(fā)展和應(yīng)用――技職學(xué)生化學(xué)平衡迷思概念評量[J].科學(xué)教育學(xué)刊，2015，23（4）：321～352.
[13] Cataloglu， E. Development and Validation of an Achievement Test in Introductory Quantum Mechanics： The Quantum Mechanics Visualization Instrument [EB/OL].[2012-8-10]. https：//etda.libraries.psu.edu/paper/5937/1204-ABD.
關(guān)鍵詞： 題型特點(diǎn) 備考策略 題型分析
化學(xué)反應(yīng)原理是高考“主考”和“必考”的內(nèi)容，縱觀近幾年新課標(biāo)高考主觀題型中，反應(yīng)原理的考查一直占有半壁江山，化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡知識更是反應(yīng)原理考查的重中之重。
2014年全國Ⅰ卷：28題考點(diǎn)：化學(xué)方程式的書寫，蓋斯定律的應(yīng)用，化學(xué)平衡常數(shù)及相關(guān)計(jì)算，圖像分析，影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素及大小比較。
S2015年全國Ⅰ卷：28題考點(diǎn)：氧化還原反應(yīng)，溶度積常數(shù)的計(jì)算，根據(jù)鍵能計(jì)算反應(yīng)熱，平衡常數(shù)，電極反應(yīng)式的書寫及電池能量密度計(jì)算。
2016年全國Ⅰ卷：27題考點(diǎn)：離子方程式的書寫，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述，轉(zhuǎn)化率、平衡常數(shù)的大小判斷，利用溶度積常數(shù)計(jì)算離子濃度。
2017年全國高考預(yù)測：預(yù)計(jì)2017年高考新課標(biāo)全國卷中仍以工業(yè)生產(chǎn)為載體，綜合考查化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡，有關(guān)熱化學(xué)方程式的計(jì)算，電化學(xué)知識的綜合應(yīng)用等。
一、反應(yīng)原理主觀題型的特點(diǎn)
反應(yīng)原理主觀題型有如下特點(diǎn)：1.題頭：以真實(shí)化學(xué)生產(chǎn)實(shí)際為背景。
2.題干：以表格、圖表的形式提供相關(guān)信息，以熟悉的物質(zhì)、新穎的情景呈現(xiàn)。
3.題尾：根據(jù)表格、圖表中涉及的知識設(shè)問。一般考查的內(nèi)容較多，思維轉(zhuǎn)換角度大，試題難度較大，對思維能力的要求較高。
那么具體考什么？
1.書寫：（1）根據(jù)蓋斯定律書寫熱化學(xué)方程式；（2）電極反應(yīng)的書寫。
2.判斷：（1）外界條件對反應(yīng)速率的影響；（2）平衡移動(dòng)的判斷；（3）溶液中離子濃度的關(guān)系；（4）速率平衡圖像。
3.計(jì)算：（1）化學(xué)反應(yīng)速率；（2）反應(yīng)熱；（3）化學(xué)平衡常數(shù)及計(jì)算。
二、備考策略
該類試題難度一般較大，解題時(shí)要認(rèn)真分析每個(gè)小題考查的知識點(diǎn)，迅速轉(zhuǎn)變思路，具體步驟：
1.審題――瀏覽全題，明確已知和所求，挖掘解題切入點(diǎn)。
2.析題――仔細(xì)審題，關(guān)注有效信息。
（1）對于化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像類試題：
明確橫縱坐標(biāo)的含義理解起點(diǎn)、終點(diǎn)、拐點(diǎn)的意義分析曲線的變化趨勢。
（2）對于圖表數(shù)據(jù)類試題：
分析數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)間的內(nèi)在聯(lián)系找出數(shù)據(jù)的變化規(guī)律挖掘數(shù)據(jù)的隱含意義。
（3）對于電化學(xué)類試題：
判斷是原電池還是電解池分析電極類別，書寫電極反應(yīng)式按電極反應(yīng)式進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。
（4）對于電解質(zhì)溶液類試題：
明確溶液中的物質(zhì)類型及可能存在的平衡類型，然后進(jìn)行解答。
3.答題――合理切入，規(guī)范正確答題。
易錯(cuò)點(diǎn)1 化學(xué)平衡移動(dòng)與轉(zhuǎn)化率
例1 某可逆反應(yīng)達(dá)到平衡之后，改變下列某個(gè)條件，一定能提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率的是（ ）
A.選擇高效催化劑
B.及時(shí)分離氣體產(chǎn)物
C.增加反應(yīng)物質(zhì)量
D.增大體系壓強(qiáng)（縮小體積）
錯(cuò)例 忽視兩個(gè)反應(yīng)物參與反應(yīng)，加入一種反應(yīng)物，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大，錯(cuò)選C項(xiàng)。
解析 催化劑不改變平衡移動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤。分離產(chǎn)物，平衡向正方向移動(dòng)，B項(xiàng)正確。增加反應(yīng)物的質(zhì)量，若該反應(yīng)物是固體，不影響平衡移動(dòng)；若反應(yīng)物為氣體，該反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率降低，C項(xiàng)錯(cuò)誤。對于氣體分子數(shù)相等的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案 B
糾錯(cuò)筆記 在恒溫恒容條件下發(fā)生2M（g）?N（g），達(dá)到平衡之后，增加M氣體，相當(dāng)于壓縮體積，平衡向正方向移動(dòng)，M的轉(zhuǎn)化率增大。
易錯(cuò)點(diǎn)2 影響化學(xué)平衡移動(dòng)因素
例2 某條件下，在2 L密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2W（g）=X2（g）+3Y2（g） [ΔH]>0。達(dá)到平衡后，僅改變下表中反應(yīng)條件①，該平衡體系中隨①遞增而②遞減的是（ ）
[選項(xiàng)＼&A＼&B＼&C＼&D＼&①＼&溫度＼&溫度＼&加入X2（g）量＼&加入W的量＼&②＼&混合氣體
摩爾質(zhì)量＼&平衡常數(shù)＼&混合氣體壓強(qiáng)＼&混合氣體中
W體積分?jǐn)?shù)＼&]
錯(cuò)例 不會對兩個(gè)平衡進(jìn)行轉(zhuǎn)化，錯(cuò)選D項(xiàng)。
解析 正反應(yīng)吸熱，升溫，氣體分子數(shù)增多，摩爾質(zhì)量減小，A項(xiàng)正確。升溫，平衡常數(shù)增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤。加入X2氣體，混合氣體壓強(qiáng)增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤。加入W，相當(dāng)于原平衡加壓，平衡向左移動(dòng)，W體積分?jǐn)?shù)增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案 A
糾錯(cuò)筆記 （1）升溫，平衡向吸熱方向移動(dòng)；降溫，平衡向放熱方向移動(dòng)。（2）增大壓強(qiáng)，平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng)；減小壓強(qiáng)，平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動(dòng)。（3）增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，平衡向正方向移動(dòng)。（4）平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，改變溫度，平衡常數(shù)一定改變。
易錯(cuò)點(diǎn)3 化學(xué)平衡與圖象
例3 在密閉容器中充入一定量乙烯和水蒸氣，發(fā)生如下可逆反應(yīng)：CH2=CH2（g）+H2O（g）?CH3CH2OH（g） [ΔH]
[反應(yīng)進(jìn)程][乙烯體積分?jǐn)?shù)][無催化劑][催化劑] [反應(yīng)進(jìn)程][平均相對分子質(zhì)量] [3P][2P] [反應(yīng)進(jìn)程][反應(yīng)熱] [3T][2T] [反應(yīng)進(jìn)程][乙烯轉(zhuǎn)化率] [A B][C D]
錯(cuò)例 忽視催化劑對平衡移動(dòng)無影響，錯(cuò)選A項(xiàng)。
解析 催化劑不能使平衡移動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤。該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，反應(yīng)物和產(chǎn)物都是氣體，所以平衡向正方向移動(dòng)，混合氣體平均相對分子質(zhì)量增大，壓強(qiáng)增大，反應(yīng)加快，所以壓強(qiáng)越大，反應(yīng)越快，平均相對分子質(zhì)量越大，B項(xiàng)正確。反應(yīng)熱只與化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)，與化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行程度無關(guān)，C項(xiàng)錯(cuò)誤。乙烯與水蒸氣投料體積比越大，乙烯的轉(zhuǎn)化率越小，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案 B
糾錯(cuò)筆記 突破圖象三步曲：第一步，分析縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)表示什么，起點(diǎn)、拐點(diǎn)、平臺、斜線含義；第二步，根據(jù)“先拐先平，數(shù)值大”判斷壓強(qiáng)大小、溫度高低；第三步，聯(lián)系化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響因素。
易錯(cuò)點(diǎn)4 平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率與化學(xué)平衡移動(dòng)
例4 工業(yè)上，利用乙烯合成乙醇原理：CH2=CH2（g）+H2O（g）?CH3CH2OH（g） [ΔH]
A.升高溫度，平衡常數(shù)增大，乙烯轉(zhuǎn)化率降低
B.充入水蒸氣，反應(yīng)速率和乙烯的轉(zhuǎn)化率都增大
C.分離出乙醇，反應(yīng)速率和乙烯的轉(zhuǎn)化率都增大
D.選擇高效催化劑，反應(yīng)熱[ΔH]和乙醇產(chǎn)率增大
錯(cuò)例 忽視化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素，錯(cuò)選C項(xiàng)。
解析 正反應(yīng)放熱，升高溫度，平衡向逆方向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，A項(xiàng)錯(cuò)誤。充入水蒸氣，平衡向正方向移動(dòng)，乙烯轉(zhuǎn)化率提高，B項(xiàng)正確。分離乙醇，平衡正向移動(dòng)，化學(xué)反應(yīng)速率不會增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤。催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)速率，平衡不移動(dòng)，所以不改變焓變和產(chǎn)率，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案 B
糾錯(cuò)筆記 轉(zhuǎn)化率=[已參加反應(yīng)的物質(zhì)的量投入總物質(zhì)的量]，當(dāng)投入總物質(zhì)的量不變，參加反應(yīng)的物質(zhì)的量越多，如平衡向正方向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率會提高；當(dāng)投入總物質(zhì)的量增大，平衡移動(dòng)時(shí)消耗的物質(zhì)質(zhì)量增大較小，投入總物質(zhì)的量增大較快，轉(zhuǎn)化率降低。
易錯(cuò)點(diǎn)5 化學(xué)平衡原理在化工生產(chǎn)中運(yùn)用
例5 工業(yè)合成氨是生產(chǎn)肥料的基礎(chǔ)。已知合成氨反應(yīng)[ΔH]=-92.3 kJ?mol-1，ΔS（T=298K）=-198.76 kJ?mol-1。其他條件不變，僅改變某個(gè)條件。下列有關(guān)推斷正確的是（ ）
A.壓強(qiáng)越大，反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率越大，生產(chǎn)成本越低
B.室溫（298K）合成氨的反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行
C.升高溫度，平衡常數(shù)增大
D.向平衡體積增加反應(yīng)物濃度，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率降低
錯(cuò)例 忽視化工原理在生產(chǎn)中應(yīng)用，生產(chǎn)過程中需要材料、能源等。
解析 壓強(qiáng)過大，會提高生產(chǎn)成本，A項(xiàng)錯(cuò)誤；T=298 K， ΔG=[ΔH]-T?ΔS=-92.3 kJ?mol-1 -298K× （-198.76 J?mol-1?K-1）=-33.1 kJ?mol-1，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，B項(xiàng)正確。正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡常數(shù)減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤。增加氮?dú)獾臐舛龋獨(dú)獾霓D(zhuǎn)化率降低，氫氣轉(zhuǎn)化增大，D錯(cuò)誤。
答案 B
糾錯(cuò)筆記 化工生產(chǎn)中溫度、壓強(qiáng)、催化劑的選擇要符合一個(gè)原則：降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。選擇合適溫度，提高催化劑催化活性溫度。壓強(qiáng)太大，設(shè)備材料、能源要求會加幅度提高，成本會增大。
易錯(cuò)點(diǎn)6 化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性判斷
例6 下列判斷正確的是（ ）
A.若[2Cs+O2g=2COg] [ΔH
B.若[CaCO3s=CaOg+CO2g]在高溫下自發(fā)進(jìn)行，則[ΔH
C.若[4FeOH2s+O2g+2H2Ol=4FeOH3s]在任何條件下自發(fā)，則[ΔΗ
D.若[4NH3g+5O2g=4NOg+6H2Og] [ΔH
錯(cuò)例 不會用自由能復(fù)合判據(jù)，錯(cuò)選B。
解析 熵增反應(yīng)，放熱反應(yīng)，在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行，A項(xiàng)錯(cuò)誤；熵增反應(yīng)，高溫下自由能小于0，則焓變大于0，B項(xiàng)錯(cuò)誤；熵減反應(yīng)，在任何條件下自發(fā)進(jìn)行，則焓減，C項(xiàng)正確；熵增、焓減反應(yīng)，在較低溫度下自發(fā)進(jìn)行，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；問題探究；實(shí)驗(yàn)探究
文章編號：1008-0546（2017）03-0063-03 中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.03.021
一、教學(xué)分析
本節(jié)內(nèi)容屬于中學(xué)化學(xué)重要的理論基礎(chǔ)，也是整個(gè)中學(xué)化學(xué)教材的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在本章中更是承上啟下。一方面學(xué)生已有影響化學(xué)反應(yīng)速率的條件和化學(xué)平衡狀態(tài)等知識，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行本節(jié)的教學(xué)，系統(tǒng)性較好，有利于培養(yǎng)學(xué)生“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”等核心素養(yǎng)；另一方面，學(xué)生正確理解并應(yīng)用平衡移動(dòng)原理，為后續(xù)弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽的水解平衡以及沉淀的溶解平衡等知識的學(xué)習(xí)奠定重要的基礎(chǔ)。
課程標(biāo)準(zhǔn)[1]要求學(xué)生能通過實(shí)驗(yàn)探究濃度、壓強(qiáng)、溫度對化學(xué)平衡的影響，并能用相關(guān)理論加以解釋；認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用，能討論化學(xué)反應(yīng)條件的選擇和優(yōu)化。由此決定本節(jié)課的研究目的，是為了利用外界條件的改變，使化學(xué)平衡向有利的方向，即提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的方向移動(dòng)，以此優(yōu)化工業(yè)生產(chǎn)條件，這也是學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展的實(shí)際意義。
二、教學(xué)目標(biāo)
1. 通過復(fù)習(xí)可逆反應(yīng)、平衡狀態(tài)特征、平衡常數(shù)等概念培養(yǎng)學(xué)生的微粒觀和平衡思想，從微觀的角度建構(gòu)概念；
2. 通過問題探究和實(shí)驗(yàn)探究的方式研究濃度、壓強(qiáng)和溫度對化學(xué)平衡的影響過程，發(fā)展學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究與創(chuàng)新意識素養(yǎng)，正確理解平衡移動(dòng)原理；
3. 在實(shí)驗(yàn)探究過程中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及設(shè)計(jì)簡單實(shí)驗(yàn)的能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，提高學(xué)生分析問題、解決問題、交流和表達(dá)的能力；
4. 從定性討論到定量分析和概念建構(gòu)的過程中培養(yǎng)學(xué)生基于證據(jù)進(jìn)行分析推理和模型認(rèn)知的能力；
5. 能運(yùn)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐，使學(xué)生深刻理解化學(xué)與技術(shù)、生產(chǎn)實(shí)踐的關(guān)系。
三、教學(xué)重難點(diǎn)
1. 重點(diǎn)：濃度、壓強(qiáng)和溫度對化學(xué)平衡的影響。尤其是壓強(qiáng)對平衡移動(dòng)的影響，由于宏觀現(xiàn)象不夠明顯，所以輔之以數(shù)字化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。
2. 難點(diǎn)：平衡常數(shù)的理解應(yīng)用及平衡移動(dòng)原理的理解應(yīng)用。運(yùn)用平衡常數(shù)和濃度商的大小對比，理解平衡為什么移動(dòng)，怎么移動(dòng)的原理；在平衡移動(dòng)原理的理解應(yīng)用中，以規(guī)律總結(jié)法及驗(yàn)證預(yù)測法強(qiáng)化學(xué)生對該原理的理解，以合成氨工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際條件的討論，讓學(xué)生真正學(xué)會應(yīng)用原理。
四、教學(xué)策略
本節(jié)課設(shè)計(jì)了 “三次問題探究和三次實(shí)驗(yàn)探究”的教學(xué)過程，并與多媒體有機(jī)結(jié)合，在探究過程中突出對學(xué)生思維品質(zhì)、學(xué)法指導(dǎo)和科學(xué)精神的滲透，真正做到“授之以漁”。
五、思維導(dǎo)圖
六、教W過程
七、板書設(shè)計(jì)
1. 化學(xué)平衡的移動(dòng)
v 正>v 逆 Qc< K
v 正=v 逆 Qc= K
v 正 K
2. 外界條件對平衡移動(dòng)的影響
1. 濃度
2. 壓強(qiáng)
3. 溫度
3. 化學(xué)平衡移動(dòng)原理――勒夏特列原理
八、教學(xué)反思
本節(jié)課雖然課堂容量較大，但教學(xué)過程中通過實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、生活場景動(dòng)畫模擬、DIS實(shí)驗(yàn)探究、平衡常數(shù)的推理論證、實(shí)驗(yàn)預(yù)測及檢驗(yàn)、及時(shí)歸納總結(jié)等豐富了探究的手段，使學(xué)生能順利自主建構(gòu)概念，自覺理解平衡移動(dòng)規(guī)律。通過組織學(xué)生對自然現(xiàn)象的解釋、合成氨生產(chǎn)條件的選擇討論等進(jìn)一步強(qiáng)化對原理的理解和運(yùn)用，真正做到學(xué)以致用。以上過程不僅培養(yǎng)了學(xué)生尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)探究方法，也幫助學(xué)生建立觀點(diǎn)、結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系，知道可以通過分析、推理等方法認(rèn)識研究對象的本質(zhì)特征，以及用已有知識和方法多角度、動(dòng)態(tài)地分析化學(xué)反應(yīng)，運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理解決實(shí)際問題的能力，既構(gòu)建了高效課堂，又立足于學(xué)生的核心素養(yǎng)發(fā)展，在平凡中展現(xiàn)了真功夫。
作為授課教師，筆者仍然覺得現(xiàn)場留下諸多遺憾，例如，小組討論組織得還不夠充分，便迫不及待讓學(xué)生進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節(jié)，有些急躁；動(dòng)畫展示如果能用視頻拍攝上課學(xué)生的鏡頭，那一定會顯得更加形象生動(dòng)并接地氣；總是擔(dān)心學(xué)生會出錯(cuò)，所以老師明顯還是說得多，有越俎代庖之嫌。本次大賽雖然告一段落，但是整個(gè)磨課過程中的以發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)為己任的思想已深深扎根于心中，這些收獲一定會促進(jìn)我未來的教學(xué)不斷提升。
（注：該課獲2016年江蘇省高中優(yōu)質(zhì)課評比一等獎(jiǎng)，衷心感謝劉江田、馬春生、張發(fā)新、許城玉等老師的幫助。）
參考文獻(xiàn)
一、通過反應(yīng)條件的改變，判斷反應(yīng)物的量和轉(zhuǎn)化率
例1700℃時(shí)，向容積為4L的密閉容器中充入一定量的CO和H2O,發(fā)生反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表（表中t
下列說法正確的是（）
A.反應(yīng)在t1min內(nèi)的平均速率為v(H2)＝0.80/t1mol?L-1?min-1
B.保持其他條件不變，起始時(shí)向容器中充入1.20molCO和2.40molH2O，到達(dá)平衡時(shí)，n(CO2)＝0.80mol
C.溫度升至800℃，上述反應(yīng)平衡常數(shù)為0.64，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
D.保持其他條件不變，向平衡體系中再通入0.20molH2O，與原平衡相比，達(dá)到新平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化率增大，H2O的體積分?jǐn)?shù)增大
【解析】A，反應(yīng)在t1min內(nèi)的平均速率應(yīng)該是t1min內(nèi)H2濃度變化與t1的比值，而不是H2物質(zhì)的量的變化與t1的比值。
B，因?yàn)榉磻?yīng)前后物質(zhì)的量保持不變，保持其他條件不變，平衡常數(shù)不會改變，起始時(shí)向容器中充入1.20molCO和2.40molH2O，似乎與起始時(shí)向容器中充入1.20molH2O和2.40molCO效果是一致的，到達(dá)平衡時(shí)，n(CO2)＝0.80mol。
C，原平衡常數(shù)可通過三段式列式計(jì)算（注意濃度代入）結(jié)果為1，溫度升至800℃，上述反應(yīng)平衡常數(shù)為0.64，說明溫度升高，平衡是向左移動(dòng)的，那么正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
D，保持其他條件不變，向平衡體系中再通入0.20molH2O，與原平衡相比，平衡向右移動(dòng)，達(dá)到新平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化率增大，H2O轉(zhuǎn)化率減小，H2O的體積分?jǐn)?shù)會增大。
二、根據(jù)圖像分析化學(xué)平衡和化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算
例2在1L溶液中，反應(yīng)A+2BC分別在三種不同實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行，它們的起始濃度均為c(A)=0.100mol/L、c(B)=0.200mol/L及c(C)=0mol/L。反應(yīng)物A的濃度隨時(shí)間的變化如下圖所示。
[TPY4-2-16.TIF,BP]
請回答下列問題：
（1）與①比較，②和③分別僅改變一種反應(yīng)條件。所改變的條件和判斷的理由分別是：②；③。
（2）實(shí)驗(yàn)②平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率為；實(shí)驗(yàn)③平衡時(shí)C的濃度為。
（3）該反應(yīng)的λH0，判斷理由是。
（4）該反應(yīng)進(jìn)行到4.0min時(shí)的平均反應(yīng)速度率：實(shí)驗(yàn)②：vB=；實(shí)驗(yàn)③：vc=。
【解析】（1）②使用了催化劑。理由：從圖像可看出，兩者最終的平衡濃度相同，即最終的平衡狀態(tài)相同，而②比①所需要的時(shí)間短，顯然反應(yīng)速率加快了，故由影響反應(yīng)速率和影響平衡的因素可知是加入催化劑。③升高溫度。理由：因?yàn)樵摲磻?yīng)是在溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，所以不可能是改變壓強(qiáng)引起速率的改變，又由于各物質(zhì)起始濃度相同，故不可能是改變濃度影響反應(yīng)速率，再由于③比①達(dá)平衡所需時(shí)間短，平衡時(shí)濃度更小，故不可能是改用催化劑，而只能是升高溫度來影響反應(yīng)速率的。
（2）②中達(dá)平衡時(shí)A轉(zhuǎn)化了0.04mol，由反應(yīng)計(jì)量數(shù)可知B轉(zhuǎn)化了0.08mol，所以B的轉(zhuǎn)化率為40%；同樣，在③中A轉(zhuǎn)化了0.06mol，則生成C為0.06mol,體積不變，即平衡時(shí)c(C)=0.06mol/L。
（3）λH>0。理由：由③和①進(jìn)行對比可知，升高溫度后A的平衡濃度減小，即A的轉(zhuǎn)化率升高，平衡向正方向移動(dòng)，而升溫是向吸熱的方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，λH>0。
作者：王新平 王旭珍 王新葵 程茜 杜藝 王曉晨 單位：大連理工大學(xué)化工與環(huán)境生命學(xué)部化學(xué)學(xué)院
光能可以連續(xù)地轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋＠纾嗽斓厍蛐l(wèi)星和宇宙飛船可持續(xù)地從太陽接受光能并轉(zhuǎn)化為電能，反之，電能也可以持續(xù)地通過電燈轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽堋Ｒ灿泻芏鄬?shí)踐證明，化學(xué)能和電能之間可以完全地相互轉(zhuǎn)化。公式－ΔrGm(T，p)=－W'給出了定溫、定壓下系統(tǒng)自發(fā)的化學(xué)反應(yīng)以可逆的方式進(jìn)行時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?－W'傳給環(huán)境)的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系。公式ΔrGm(T，p)=W'則給出了環(huán)境向系統(tǒng)輸入電能(W')時(shí)，使非自發(fā)的化學(xué)反應(yīng)以可逆的方式進(jìn)行的能量關(guān)系。按照光化學(xué)第二定律［2］，光能可完全轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。這些實(shí)踐結(jié)果和認(rèn)識表明，電能、光能是高品位的能量形式，而系統(tǒng)無論接受電能，還是接受光能，都是接受非體積功。
光化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)在定溫、定壓下，當(dāng)非體積功為0時(shí)(即熱化學(xué)反應(yīng))，化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K(T)與反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯函數(shù)變ΔrGm(T)之間的關(guān)系為:（式略）對于光化學(xué)反應(yīng)，該關(guān)系式并不成立［3］。這是因?yàn)榉磻?yīng)系統(tǒng)從環(huán)境接受光能，即接受非體積功。例如，反應(yīng)6CO2(g)+6H2O(l)C6H12O6(葡萄糖)+6O2的ΔrGm(T，p)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于0，反應(yīng)非自發(fā)(即其反向過程自發(fā))。但是，在日光下，該反應(yīng)(即光合作用)在常溫常壓綠色植物細(xì)胞內(nèi)實(shí)際發(fā)生。對于該光化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)實(shí)際發(fā)生的方向與用ΔrGm(T，p)判斷的方向剛好相反的結(jié)果，并不是由于綠色植物細(xì)胞所導(dǎo)致的。這是因?yàn)椋跓o光照射的條件下，同一植物便轉(zhuǎn)向“呼吸作用”，即實(shí)際發(fā)生與上述反應(yīng)相反的過程。可想而知，在某特定的光強(qiáng)下，上述反應(yīng)將呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡。這就是說，上述反應(yīng)實(shí)際向哪一方向進(jìn)行，完全取決于系統(tǒng)是否從環(huán)境得到足夠的光能。對于指定的光化學(xué)反應(yīng)，現(xiàn)假設(shè)可被反應(yīng)吸收的光量子為hν，則在定溫定壓下，由ΔrGm(T，p)≤W'有:（式略）這就是在定溫、定壓下，光化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)與被反應(yīng)吸收的光量子數(shù)之間的關(guān)系式。顯然，由該關(guān)系式可知，光化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)只在一定光強(qiáng)下為一常數(shù)。當(dāng)光強(qiáng)度改變時(shí)，它將隨之而變［1］。因?yàn)楣饣瘜W(xué)反應(yīng)要吸收定量的光量子才能進(jìn)行，而光子具有物質(zhì)的屬性，因此將被反應(yīng)消耗的光子視為“反應(yīng)物”，在理論上也是成立的。極為有趣的是，從這一觀點(diǎn)出發(fā)，便有:（式略）這就是前面推導(dǎo)得到的式(4)。通常，把光合作用描述為一種將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的反應(yīng)。在光合反應(yīng)后，光子這一物質(zhì)并沒有被放出得到復(fù)原，而是被反應(yīng)吸收掉了(即轉(zhuǎn)變成化學(xué)能被儲存于產(chǎn)物中)。因此，不能把光化學(xué)反應(yīng)理解為“光催化反應(yīng)”。也就是說，不應(yīng)將光子視為催化劑，而只能將其歸結(jié)為反應(yīng)吸收的高品位的能量［4］，即非體積功。根據(jù)愛因斯坦狹義相對論(E=mc2)，能量也是廣義的物質(zhì)。因此，也可將能量理解為廣義上的“反應(yīng)物”。在激光照射、等離子體等環(huán)境輸入非體積功的條件下，關(guān)于“反應(yīng)物的實(shí)際轉(zhuǎn)化率超出了相應(yīng)溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率”之類的研究報(bào)導(dǎo)已屢見不鮮。其實(shí)，這樣的結(jié)果并沒有違反化學(xué)平衡規(guī)律。這是因?yàn)椋溅Gm(T)=－RTlnK(T)并未考慮環(huán)境對系統(tǒng)做非體積功的情況，所以它只適合熱化學(xué)反應(yīng)。從這個(gè)意義上說，式(4)表述的光化學(xué)反應(yīng)平衡與式(1)表述的熱化學(xué)反應(yīng)平衡共同構(gòu)成了整體的化學(xué)平衡規(guī)律。從上述每種認(rèn)識角度來理解光化學(xué)反應(yīng)，都能得出同一結(jié)論:對于同一化學(xué)反應(yīng)，在有光參與和無光參與的反應(yīng)條件下，反應(yīng)的平衡常數(shù)是完全不同的。在光照下達(dá)到平衡的光化學(xué)反應(yīng)，只要可被反應(yīng)吸收的光強(qiáng)度發(fā)生變化，原來建立的光化學(xué)反應(yīng)平衡就被破壞。例如，在可自動(dòng)調(diào)節(jié)光通量的墨鏡中，當(dāng)光線較強(qiáng)時(shí)（式略）反應(yīng)平衡向正向移動(dòng)，墨鏡顏色變深;而當(dāng)光線較弱時(shí)，反應(yīng)平衡向相反的方向移動(dòng)，墨鏡顏色變淺。
依靠非體積功進(jìn)行的非自發(fā)反應(yīng)在定溫、定壓下，對于一個(gè)非自發(fā)反應(yīng)，當(dāng)環(huán)境向系統(tǒng)輸入非體積功W'時(shí)，沿式(4)的推導(dǎo)過程，也可得到:（式略）式(5)表述環(huán)境向系統(tǒng)輸入任何形式非體積功W'的情況下的平衡規(guī)律。環(huán)境對系統(tǒng)所作非體積功越多，反應(yīng)的平衡常數(shù)就越大。光化學(xué)反應(yīng)平衡有不同于熱化學(xué)反應(yīng)平衡的特殊性。光化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)為（式略）與此類似，依靠輸入其他非體積功而進(jìn)行的反應(yīng)，其標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)與非體積功的關(guān)系為ΔrGm(T)－W'=－RTlnK'。這樣，有非體積功(光、等離子體，電能等)存在時(shí)，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率就必然超過相應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率。將光化學(xué)反應(yīng)平衡的特殊性納入物理化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容是十分必要的，這樣不僅有利于使學(xué)生關(guān)于化學(xué)反應(yīng)平衡的知識模塊完整化，還有利于學(xué)生對化學(xué)熱力學(xué)知識結(jié)構(gòu)的融會貫通。
在教學(xué)過程中，化學(xué)平衡因其內(nèi)容抽象，理論性強(qiáng)，一直是高中化學(xué)教師討論的熱點(diǎn)問題，也是學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)中的一個(gè)難點(diǎn)。
其實(shí)，化學(xué)平衡問題并不像學(xué)生想象的那樣，只是學(xué)習(xí)方學(xué)法不當(dāng)，沒有抓住學(xué)習(xí)的本質(zhì)，想通過死記硬背來解決問題，對基本原理不理解，結(jié)果記得越來越多，導(dǎo)致所學(xué)內(nèi)容整個(gè)都混在一起，弄得一塌糊涂，最后甚至連最基本的平衡狀態(tài)的判定都不會了。化學(xué)平衡的學(xué)習(xí)可從以下幾方面來進(jìn)行學(xué)習(xí)。
一、對整個(gè)模塊要有整體把握，掌握各平衡之間的關(guān)系
化學(xué)平衡在反應(yīng)原理中占有很大比重。第二章學(xué)習(xí)化學(xué)平衡的建立、特征、實(shí)質(zhì)、化學(xué)平衡常數(shù)、平衡轉(zhuǎn)化率，到了第三章中出現(xiàn)水的電離平衡、弱電解質(zhì)的電離平衡、鹽類的水解平衡及沉淀溶解平衡，這一系列平衡均可以看作是第二章中化學(xué)平衡的分支。在學(xué)習(xí)的過程中，只要在一開始將化學(xué)平衡的一系列問題理解了，那么后面的學(xué)習(xí)就很容易了。
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二、弄清平衡的研究對象——可逆反應(yīng)的本質(zhì)
可逆反應(yīng)存在兩個(gè)方向相反的反應(yīng)，正反應(yīng)和逆反應(yīng)。一般情況下，對于給定的一個(gè)具體反應(yīng)，從左往右為正反應(yīng)，從右往作為逆反應(yīng)。可逆反應(yīng)的一個(gè)實(shí)質(zhì)特點(diǎn)是，反應(yīng)物不能徹底轉(zhuǎn)化為生成物，即轉(zhuǎn)化率永遠(yuǎn)不能百分之百。非可逆反應(yīng)則與之相反，反應(yīng)只朝一個(gè)方向進(jìn)行，轉(zhuǎn)化率可達(dá)百分之百。
三、對于平衡的學(xué)習(xí)，只抓最本質(zhì)的概念與原理
化學(xué)平衡的定義是：在一定條件下（有條件限制，條件改變平衡可能發(fā)生移動(dòng)），可逆反應(yīng)中（化學(xué)平衡研究的對象），正、逆反應(yīng)速率相等（達(dá)平衡的特征），反應(yīng)體系的組成不再隨時(shí)間變化而變化（達(dá)平衡的結(jié)果）。化學(xué)平衡的實(shí)質(zhì)是：K=Qc。抓住平衡的定義與實(shí)質(zhì)就可解決所遇到的一系列問題。
例如：在恒容的且對外沒有熱傳遞的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)，mA（g）+nB（g）=pC（g）+qD（g）；當(dāng)m、n、p、q為任意整數(shù)時(shí)，該反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是（ ）
①體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化；②體系的溫度不再發(fā)生變化；③各組分的物質(zhì)的量濃度不再發(fā)生變化；④各組分的質(zhì)量不再發(fā)生變化；⑤反應(yīng)速率VA：VB：VC：VD=m：n：p：q；⑥單位時(shí)間內(nèi)，若消耗了m molA物質(zhì)，同時(shí)也消耗了qmolD物質(zhì)。
分析：解決問題時(shí)，首先注意到幾個(gè)方面：①反應(yīng)的特點(diǎn)：是否為可逆反應(yīng)；②參與反應(yīng)的各物質(zhì)的聚集狀態(tài)；③m+n（>，
然后，再去分析題中所提問題：①體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化：不一定，若m+n=p+q時(shí)，就不能作為判據(jù)。②體系的溫度不再發(fā)生變化：可以，首先要注意到該題中對外沒有熱傳遞的密閉容器，若反應(yīng)沒有達(dá)平衡，溫度會一直在升高或降低。③各組分的物質(zhì)的量濃度不再發(fā)生變化。④各組分的質(zhì)量不再發(fā)生變化，這就是達(dá)平衡的標(biāo)志，記牢定義。⑤反應(yīng)速率VA：VB：VC：VD=m：n：p：q；許多同學(xué)有時(shí)會在這里出錯(cuò)，記住參與反應(yīng)的各物質(zhì)速率之比永遠(yuǎn)等于各物質(zhì)所對應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。⑥單位時(shí)間內(nèi)，若消耗了m molA物質(zhì)，同時(shí)也消耗了q molD物質(zhì)。掌握正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率的表述，用什么物質(zhì)來表示要搞清楚。正反應(yīng)速率：反應(yīng)物消耗的速率或生成物生成的速率；逆反應(yīng)速率：反應(yīng)物生成的速率或生成物消耗的速率，二者是相反的。
四、化學(xué)平衡移動(dòng)方向的判斷
1.定性判斷平衡移動(dòng)
勒·夏特列原理雖然不是一個(gè)放之四海而皆準(zhǔn)的原理，有其使用的局限性，但也并不是像許多人批判的那樣，錯(cuò)誤百出，無法使用。在高中階段，因?yàn)閷瘜W(xué)平衡的研究學(xué)習(xí)知識處在認(rèn)識和對原理簡單的學(xué)習(xí)階段，只要注意到使用條件的話，使用勒·夏特列原理可以讓學(xué)生較快地掌握關(guān)于化學(xué)平衡移動(dòng)的判斷。隨著對化學(xué)平衡的進(jìn)一步認(rèn)識，再引導(dǎo)學(xué)生從本質(zhì)上進(jìn)行更高層次的研究學(xué)習(xí)，這樣更符合學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，使學(xué)習(xí)更具有層次性。
2.定量判斷化學(xué)平衡
在選修模塊中，新增了化學(xué)平衡常數(shù)與濃度商的概念，這兩個(gè)概念的加入，使學(xué)生在理解平衡移動(dòng)時(shí)，認(rèn)識又提高了一個(gè)層次，而且是從定量角度進(jìn)行分析，所得出的結(jié)論更可信。
有許多題目，不僅分析平衡移動(dòng)，還涉及到轉(zhuǎn)化率的大小對比等一系列問題，使用平衡常數(shù)，建立平衡模型，進(jìn)行分析，結(jié)果一目了然，學(xué)生也不會弄混。
典例分析：在0.1mol·L-1CH3COOH溶液中存在如下電離平衡：
CH3COOH CH3COO-+H+，對于該平衡，下列描述正確的是（ ）
A.加入水時(shí)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
B.加入少量氫氧化鈉固體，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
C.加入少量0.1mol·l- HCl溶液，溶液重氫離子濃度減小
D.加入少量醋酸鈉固體，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
解析：A選項(xiàng)：加入水，沖稀了，平衡向哪個(gè)方向移動(dòng)呢？我們可以利用K與Qc來進(jìn)行判斷。假設(shè)CH3COOH溶液為1L，加水沖稀至2L，則假設(shè)沖稀至2L的瞬間各物質(zhì)濃度為原來的1/2，平衡還未來得及移動(dòng)，則有：
原平衡時(shí)：K=[H+]·[CH3COO-]/[CH3COOH]，而Qc=（1/2）[H+]·（1/2）[CH3COO-]/（1/2）[CH3COOH]，Qc
B選項(xiàng)：加入少量氫氧化鈉固體，OH-+H+=H2O，H+濃度減小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。
C選項(xiàng)：加入少量0.1mol·l-HCl溶液，H+濃度增大，平衡逆向移動(dòng)。
D選項(xiàng)：加入少量醋酸鈉固體，CH3COO-濃度增大，平衡逆向。
關(guān)鍵詞：類比；類比思維；教學(xué)方法；建構(gòu)知識；深化理解
文章編號：1008-0546（2014）02-0012-02 中圖分類號：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.02.004
“類比”是一種探究式思維方法，是根據(jù)不同事物在某些特性上的相似，推理出它們在另一些特性上也可能相似的思維形式。應(yīng)用到化學(xué)教學(xué)中，就是通過對化學(xué)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀⒎磻?yīng)規(guī)律等方面的類比研究，激活知識結(jié)構(gòu)的生長點(diǎn)，搭建新舊知識的思維聯(lián)系，降低感知的難度，促進(jìn)知識的有效遷移。從而達(dá)到揭示出化學(xué)過程或化學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
一、在類比中形成概念
認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為，任何概念雖然都是相對獨(dú)立的，但其間也有一定的內(nèi)在聯(lián)系和區(qū)別。在概念教學(xué)中，學(xué)生常常把握不住概念的內(nèi)涵和外延，不能把握其本質(zhì)屬性，對概念的理解不深刻，運(yùn)用不準(zhǔn)確。因此，在概念教學(xué)中，教師要運(yùn)用各種有效的方法策略，幫助學(xué)生厘清概念間的關(guān)系或聯(lián)系。
例如，在學(xué)習(xí)酸性氧化物、堿性氧化物和兩性氧化物的概念上，可以運(yùn)用類比的方法。酸性氧化物是指能夠與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，如SO2、SO3、CO2、N2O5等；堿性氧化物是指能夠與酸反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，如Na2O、K2O、CaO等；兩性氧化物則綜合了二者，是指既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)的氧化物如Al2O3、ZnO等。把三者放在一起來學(xué)習(xí)，既讓學(xué)生厘清了三者的概念，又可區(qū)分三者不同，加深理解。再在上述基礎(chǔ)上作適當(dāng)延伸，將得出什么是兩性氫氧化物，即既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氫氧化物，如Al（OH）3、Be（OH）2等。進(jìn)一步研究還會發(fā)現(xiàn)，從宏觀上看Al2O3、Al（OH）3都能與酸、堿反應(yīng)生成鹽和水，但從微觀上看它們有著顯著的區(qū)別。Al2O3在水中很難發(fā)生電離，而Al（OH）3卻存在兩種電離方式。
酸式電離：Al（OH）3？葑 AlO2-+H++H2O
堿式電離：Al（OH）3？葑Al3++3OH-
由上述電離得知，Al（OH）3與堿反應(yīng)時(shí)促進(jìn)了酸式電離，生成偏鋁酸鹽，Al（OH）3與酸反應(yīng)時(shí)促進(jìn)了堿式電離，生成了鋁鹽。
氨基酸是又一類典型的兩性化合物，在氨基酸分子中存在著兩種性質(zhì)截然不同的基團(tuán)，氨基（-NH2）和羧基（-COOH）。在水溶液中氨基與氨氣（NH3）相似，結(jié)合水電離產(chǎn)生的質(zhì)子（H+）生成-NH3+，并釋放出氫氧根離子（OH-）顯示堿性；羧基具有羧酸的通性，在水分子作用下電離出氫離子顯示酸性，所以氨基酸既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)。那么，既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)的化合物就是兩性化合物嗎（對概念的進(jìn)一步深化）？顯然不是。如許多弱酸的酸式鹽既可以與強(qiáng)酸反應(yīng)，也能與強(qiáng)堿反應(yīng)，但不屬于兩性化合物。如NaHCO3、NaHSO3、NaH2PO4等。
從以上事例可看出，教學(xué)中如果把相關(guān)的概念放在一起，加以類比，全面的分析概念的本質(zhì)、內(nèi)涵和外延，有利于學(xué)生對化學(xué)核心概念的建立。
二、在類比中建構(gòu)知識
電離平衡常數(shù)、溶度積常數(shù)都是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，學(xué)生往往對這些概念不能深刻理解，導(dǎo)致在解答相關(guān)問題時(shí)，抓不住要點(diǎn)實(shí)質(zhì)。若運(yùn)用類比的方法，在化學(xué)平衡常數(shù)相關(guān)知識要點(diǎn)的基礎(chǔ)上延伸拓展，教學(xué)將起到事半功倍的效果。
通過類比得知：
一是它們的本質(zhì)相同。都是一種動(dòng)態(tài)平衡體系。即研究一定條件下的可逆反應(yīng)、弱電解質(zhì)的電離平衡、難溶電解質(zhì)的溶解平衡。當(dāng)改變某些外界條件后，平衡發(fā)生移動(dòng)，最終達(dá)到一種新的平衡。
二是它們特點(diǎn)相同。其一，與化學(xué)平衡常數(shù)一樣，化學(xué)平衡常數(shù)大小除與物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)外，還受溫度的影響，而與反應(yīng)物或生成物的濃度等無關(guān)，三大平衡常數(shù)都是溫度的函數(shù)，所以研究平衡常數(shù)時(shí)都必須指明溫度。其二，不同的平衡體系其平衡常數(shù)不同。平衡常數(shù)越大說明反應(yīng)（或電離、沉淀）越徹底，生成物濃度（或離子濃度、沉淀的量）越大，反應(yīng)物濃度（或弱電解質(zhì)分子濃度、難溶電解質(zhì)離子濃度）越小。因此，平衡常數(shù)的大小可以表示反應(yīng)（或電離、沉淀）進(jìn)行的程度，轉(zhuǎn)化率高低。
三是分析解決問題的思路相同。在解決電離平衡和溶解平衡問題時(shí)，其思路、步驟與化學(xué)平衡一樣。按照“始、轉(zhuǎn)、平”三段分析的方法。“始”是指正確計(jì)算出各物質(zhì)的起始量（物質(zhì)或離子的起始濃度）；“轉(zhuǎn)”是在變化過程中各物質(zhì)的改變量；“平”是指到達(dá)平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度。準(zhǔn)確分析計(jì)算“始、轉(zhuǎn)、平”是解決具體問題的關(guān)鍵。
通過上述三大平衡常數(shù)相關(guān)知識的對比，這就將新知識納入了學(xué)生已有的知識體系中，既復(fù)習(xí)了舊知識，又建構(gòu)了新知識。
三、在類比中深化理解
在化學(xué)學(xué)習(xí)中，有很多知識間存在著某些相似或相同點(diǎn)。教學(xué)中實(shí)時(shí)地運(yùn)用類比，通過類比對象與學(xué)習(xí)內(nèi)容之間的某些共性、差異和特殊性的比較，啟迪學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生弄清知識間的內(nèi)在聯(lián)系，使知識系統(tǒng)化，深化理解所學(xué)知識，實(shí)現(xiàn)知識的意義建構(gòu)。
在有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)中，通常是先對某一個(gè)或一類最具代表性的物質(zhì)進(jìn)行研究，對其結(jié)構(gòu)、性質(zhì)作深入分析，在此基礎(chǔ)上通過類比延伸拓展到其它同類型或不同類型的物質(zhì)。比如，學(xué)習(xí)烯烴時(shí)首先探究乙烯的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等，通過學(xué)習(xí)掌握了乙烯的主要化學(xué)性質(zhì)。乙烯可以發(fā)生加成反應(yīng)、加聚反應(yīng)、氧化反應(yīng)等，而這些反應(yīng)的發(fā)生是因?yàn)橐蚁┓肿又写嬖谝粋€(gè)不飽和價(jià)鍵π鍵，π鍵的鍵能小于碳碳σ鍵，容易發(fā)生斷裂而反應(yīng)。根據(jù)烯烴、二烯烴、炔烴等不飽和烴的結(jié)構(gòu)特征不難得出它們與乙烯具有相似的性質(zhì)。苯也是一種不飽烴，其不飽和程度更高，那么苯是否也能發(fā)生加成、氧化等反應(yīng)呢？這就要對苯結(jié)構(gòu)的特殊性進(jìn)行分析。在單烯烴中，碳碳π鍵是相對獨(dú)立的，容易斷裂。而在苯分子中，從碳四價(jià)學(xué)說看苯具有凱庫勒式的結(jié)構(gòu)，即單雙鍵相間，應(yīng)具有烯烴的通性。事實(shí)證明，苯不能使溴水和高錳酸鉀酸性溶液褪色，說明它沒有表現(xiàn)出像烯烴的不飽和性，性質(zhì)相對穩(wěn)定。經(jīng)研究、測定，人們發(fā)現(xiàn)苯分子中6個(gè)碳原子之間的鍵完全相同，是一種介于單鍵和雙鍵之間的獨(dú)特的鍵（離域大π鍵），雖能體現(xiàn)出不飽和價(jià)鍵的性質(zhì)，如在一定條件下可以和H2等物質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)，但不能使溴水和高錳酸鉀酸性溶液褪色，體現(xiàn)了苯的特殊性。通過上述物質(zhì)之間的類比分析，使學(xué)生清晰地認(rèn)識到苯和烯烴的區(qū)別與系聯(lián)，更加全面深刻地理解苯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，形成了物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)，物質(zhì)的性質(zhì)反映了物質(zhì)結(jié)構(gòu)的學(xué)科思想。
四、在類比中解決問題
問題解決是以已有的知識、經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，如果沒有相關(guān)的先前知識，問題解決則無法進(jìn)行。即使所謂的“新問題”，也能在貯存的知識系統(tǒng)中或多或少的存在某些“原型”，關(guān)鍵是能否從已有的知識儲備中順利提取到相關(guān)的信息。類比能將新問題轉(zhuǎn)化為已有知識經(jīng)驗(yàn)中相似的問題原型，通過比較在兩者之間建立聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)知識的有效“遷移”，把當(dāng)前的情景轉(zhuǎn)換為熟悉的、簡單的、清晰的情景，從而使問題得到解決。
[問題1]根據(jù)鹵代烴的性質(zhì)完成下列方程式：
（1）溴乙烷跟NaHS的反應(yīng)；
（2）由碘甲烷、無水乙醇和金屬鈉合成甲乙醚。
問題解決：鹵代烴與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)，是一個(gè)典型的取代反應(yīng)。其實(shí)質(zhì)是帶負(fù)電的原子或原子團(tuán)（例如OH-陰離子）取代了鹵代烴中的鹵原子。CH3CH2CH2Br+OH-CH3CH2CH2OH+Br-由此可以推出：R—X+Y-R—Y+X-，根據(jù)與OH-的相似點(diǎn)，可寫出化學(xué)方程式：
（1）C2H5Br+HS-C2H5SH+Br-
（2）2C2H5OH+2Na2C2H5O-+2Na++H2
C2H5O-+CH3ICH3—O—C2H5+I-
[問題2]已知液體SO2和純水的導(dǎo)電性相近，實(shí)驗(yàn)測得兩者的導(dǎo)電率分別為8×10-8Ω-1·cm-1和6×10-8 Ω-1·cm-1。請用化學(xué)方程式說明為什么在液體SO2中，用可Cs2SO3去滴定SOCl2？
問題解決：用Cs2SO3去滴定SOCl2，對于學(xué)生來講是一個(gè)全新的問題，但酸堿中和反應(yīng)（問題原型）學(xué)生并不陌生。由SO2和純水的導(dǎo)電性相近，說明兩者的電離能力相當(dāng)，相反有反應(yīng)：H3O++OH-=2H2O（中和反應(yīng)實(shí)質(zhì)）極易發(fā)生。則反應(yīng)SO32-+SO2+=2SO2容易進(jìn)行，與上述離子反應(yīng)對應(yīng)的化學(xué)方程式分別為：
Ⅰ：CsOH+HCl=CsCl+H2O
Ⅱ：Cs2SO3+SOCl2=2CsCl+2SO2
因此，可用Cs2SO3滴定SOCl2。
五、在類比中培養(yǎng)能力
科學(xué)史上很多重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明，往往發(fā)端于類比，類比被譽(yù)為科學(xué)活動(dòng)中的“偉大的引路人”。數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家開普勒曾說：“我們珍視類比勝于任何別的東西，它是我最可信賴的老師，它能揭示自然界的秘密。”教學(xué)中運(yùn)用類比使學(xué)生能體會到知識之間的聯(lián)系，在先前知識的“引領(lǐng)”下，起到舉一反三、觸類旁通的效果，能夠系統(tǒng)地掌握學(xué)科概念，有助于培養(yǎng)學(xué)生分析、比較的能力，最終達(dá)到發(fā)展智力，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。
如在學(xué)習(xí)Pb3O4結(jié)構(gòu)和性質(zhì)時(shí)，學(xué)生常常把它和Fe3O4進(jìn)行類比。從表面上看兩種物質(zhì)組成完全一樣，如果不深入分析推敲極易誤入歧途。物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)與元素的價(jià)態(tài)有密切的聯(lián)系。在Fe3O4中鐵為+2和+3價(jià)，而Pb3O4中鉛為+2和+4價(jià)，所以以氧化物的形式表示分別為：FeO·Fe2O3；PbO·PbO2。若用鹽的形式表示則依次為：Fe[FeO2]2和Pb2[PbO4]，正是由于它們結(jié)構(gòu)上的差異導(dǎo)致了其化學(xué)性質(zhì)的不同，如與濃鹽酸的反應(yīng)分別為：
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
Pb3O4+8HCl=3PbCl2+Cl2+4H2O
再如，在分析HClO分子的結(jié)構(gòu)式時(shí)，學(xué)生時(shí)常將其寫成H-Cl-O。出現(xiàn)這種錯(cuò)誤的根本原因沒有真正理解含氧酸的特征。若從含氧酸都是羥基酸這一特征進(jìn)行類比，則不難得出其正確結(jié)構(gòu)為H-O-Cl。那么分子中所有原子在一條直線上嗎？對于這一問題的研究可類比熟悉的水分子，水分子是“角形”結(jié)構(gòu)，由此可推出HClO分子的空間構(gòu)型。
參考文獻(xiàn)
