時間：2023-05-29 18:20:34
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，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篇化學平衡常數，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞 平衡 化學 教學
中圖分類號：G424 文獻標識碼：A
1 化學平衡的影響因素
在高中階段，對于化學平衡的影響因素，我們主要就討論溫度、濃度、壓強及催化劑這四個因素。對于升高溫度，化學平衡向吸熱方向移動；增加反應物濃度，平衡向正方向移動；增大壓強（壓縮體積）平衡向氣體分子數減少方向移動；加入催化劑平衡不發生移動。這些單個因素對化學平衡的影響，大部分學生應該能輕松掌握，對于平衡的移動方向也應能作出準確的判斷。
小結：對于單個外界因素變化的平衡移動問題，只要運用勒夏特列原理（改變影響化學平衡的一個因素，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動）即可解決。
2 判斷化學平衡移動的難點
3 如何破解平衡移動的難題
對于上面例子中出現的這類問題，僅僅利用勒夏特列原理已經無法圓滿解決，但只要引入化學平衡常數，問題就能迎刃而解。
3.1 恒溫恒容時平衡移動的判斷
3.2 恒溫恒壓時平衡移動的判斷
3.3 恒容時升溫平衡移動情況
小結：恒容條件下，因升溫引起的壓強增大，因為沒有改變參加反應的物質的濃度，故對平衡沒有影響。
4 在其它平衡中的應用
平衡常數不僅在化學平衡中存在，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，在水解平衡中就存在水解平衡常數。在這些平衡中如果能巧妙地利用好平衡常數，同樣能使其中的一些難題迎刃而解，做到事半功倍。
靈活運用化學平衡常數進行教學或研究，對一些平時說不明、理不清的抽象的化學平衡問題用清晰的數理方法進行分析，這樣我們就能有效提高學生創造性地解決化學平衡問題的能力，使學生的學科綜合素質得到進一步的提升。
參考文獻
關鍵詞 化學平衡常數 分配系數 實驗教學 綠色化學實驗
化學平衡常數及分配系數測定實驗是一個經典的物理化學實驗，測定I2在CCl4和H2O中的分配系數k以及反應I2+KI=KI3的平衡常數KC。本實驗涉及到的操作為標準的硫代硫酸鈉溶液標定單質碘。通過該實驗可以幫助學生更好地理解分配系數的物理意義和化學平衡常數的測定方法。該實驗設計思路清晰，易于操作，但是由于學生操作不當，會使實驗結果誤差很大；同時該實驗內容未能及時更新，與當前綠色化學理念相左，因此結合我們長期的教學與管理實踐經驗，對該實驗中存在的一些問題進行討論，并對這些問題提出一些改進建議。
一、實驗方法設計思路
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，應在不擾動平衡狀態的條件下，測定平衡組成。當上述反應達到平衡時，用Na2S2O3標準溶液來滴定溶液中I2的濃度，隨著I2的消耗，平衡向左移動，使KI3持續分解，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，當溫度和壓力一定時，上述化學平衡及I2在CCl4層和H2O層中的分配平衡同時建立。為了測定上述體系I2的平衡濃度，本實驗首先設計一個實驗，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，利用下式求出實驗溫度下I2在兩液相中的分配系數k。
由于分配系數只是溫度的函數，當溫度不變時，分配系數為常數。利用已測出的分配系數，來計算分配平衡和化學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、實驗操作中常出現的問題及解決辦法
在長期的教學與管理實驗的實踐中發現，學生操作和現存實驗裝置中都存在一定的問題，導致學生在實驗中出現一些問題，增加了實驗誤差。以下我們討論三個方面的問題。
1.移液管取液不準確
用移液管取液時會有一些困難，一是取水層時需量取50 mL水層溶液，由于所取體積較大，而且水層密度較大，在取液時不易控制，調好刻度后，從母液中取出移液管會有液滴滴落，使得實際量取的體積不足50 mL，這樣結果會產生偏差；而取四氯化碳層時，由于四氯化碳在下層，如果取出的溶液中混有少量的水，必然會對結果產生影響，而且四氯化碳在移液管中形成的液面也不好觀察，極易產生誤差。
要解決上述問題，我們只需要準備一個25mL的移液管和一個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，當然為了提高準確度，可以適當的降低硫代硫酸鈉的濃度；用10 mL帶刻度的移液管移取四氯化碳層時，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，把刻度調到移液管的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，會使單質碘進入淀粉顆粒中，在滴定過程中很難把這部分碘滴定。要解決這個問題只能是盡量晚加淀粉溶液，在滴定四氯化碳層時甚至可以不用淀粉溶液也可以準確滴定到終點，可以通過四氯化碳層的顏色來判斷終點。
3.滴定四氯化碳層時滴加速度過快
硫代硫酸鈉與單質碘的反應速率很快，但是單質碘從四氯化碳層轉移到水層很慢，有些同學滴定過程速度過快，造成水層已經無色，甚至已過量，盡管此時四氯化碳層還有顏色，但實際已經過了滴定終點。因此在滴定四氯化碳層時，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、本實驗的綠色化改進
在物理化學實驗中，教師要首先自覺學習并樹立良好的綠色化學意識，老師應把綠色化學意識貫徹到教學中去。把具體的實驗體系與環境、能源、成本聯系起來，設計對環境友好的、耗能和成本低的實驗。
要在物理化學實驗中推行綠色化實驗，必須要保證實驗教學效果。在本實驗中，我們通過對實驗內容進行改進，主要是減少藥品用量。上表列出了改進前后一些試劑的用量對比，也列出了改進前后實驗結果的對比。其中，KI的濃度在改進前后分別為0.1000 mol/L和0.0200 mol/L；Na2S2O3的濃度在改進前后分別為0.0201mol/L和0.0040 mol/L。從表中可以看出，改進后單質碘、KI和Na2S2O3的用量約為改進前的20%，改進后實驗測定的平衡常數（平均值644）與30℃的標準值（638）很接近，偏差僅為0.09%。由此表明以上對本實驗的改進能達到預期的實驗教學效果，藥品的用量也顯著減少，使該實驗向綠色化邁進了一步。
關鍵詞：高中化學；化學平衡；教學策略；等效平衡；教學優化
中圖分類號：G633.8
化學平衡是整個高中化學的重點、難點，也是熱點，對課任教師來說也是難點。如何把握好本節內容，突破難點就顯得尤為重要。本文志在通過多年的授課整合本節的教學思路，提出對本節內容的處理方法，以優化課堂教學，提高課堂教學效率。
一、高考考試說明對本節知識的要求。
了解化學平衡建立的過程。理解外界條件（濃度、溫度、壓強、催化劑等）對化學平衡的影響，認識其一般規律。理解化學平衡常數的含義，能夠利用化學平衡常數進行簡單的計算。
本節內容主要包括四個知識點：1、可逆反應；2、化學平衡狀態；3、化學平衡移動原理；4、化學平衡常數。從功能上分，可逆反應是化學平衡的載體，化學平衡常數是對化學平衡的定量描述，化學平衡移動原理是外界因素對化學平衡影響的定性分析。
二、如何進行化學平衡的教學優化
怎么突出《化學平衡》知識板塊的教學重點，突破本節的教學難點呢？方法如下，了解學生認知結構；運用化學實驗；調整知識順序；進行定量描述；定性判斷；避免死記硬背以及突破難點。具體闡述如下。
1、了解學生認知結構
《化學平衡》知識板塊與上節課的教學內容在學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，導致知識內化的困難。因此在教學設計時，教師要考慮如何激活學生的已有知識，在學生"已經知道的"與"將要知道的"知識間構架橋梁，然后運用同化機制促進新舊知識的相互作用，以利于難點的突破和重點的強化。
2、充分運用化學實驗
《化學平衡》知識板塊的實驗具有素材豐富、實驗現象明顯、說服力強的特點。教學中最好采用邊講邊實驗的形式進行，引導學生認真觀察實驗現象，啟發學生充分討論。一方面要提供建構知識的基礎，同時又要留給學生廣闊的建構空間，讓學生針對具體的情境采用適當的策略，師生共同歸納出化學平衡移動原理。
3、合理調整知識順序
人教版教材《化學平衡》一節的知識呈現順序是：可逆反應與不可逆反應；化學平衡狀態（包含影響平衡的因素）；化學平衡常數。在實際教學中感覺"化學平衡常數"的呈現有點滯后，故建議將其放在影響平衡的因素濃度、壓強、溫度之前引入，把定性的分析判斷變成定量的分析推導，有利于突破壓強教學難點。
4、具體教學方案參考：
《化學平衡》知識板塊的教材的主要特點是實驗研究與理論分析并重。教師在教學過程中，既要做好演示實驗，引導學生通過分析實驗現象得出結論，也要充分利用化學圖像和化學平衡常數，組織學生通過邏輯推導深刻理解知識的內涵。
首先結合《化學（必修2》中的相關內容，讓學生回憶可逆反應、化學平衡狀態等已有知識。其次，列舉一些生活或實驗室中存在的化學平衡現象，如固體溶質在某溶劑中形成飽和溶液、指示劑變色、弱電解質的電離等。在豐富學生對可逆過程的認識的同時，引導學生關注如何定量描述化學反應的限度（即認識和運用化學平衡常數定量描述），以及怎樣控制和改變反應的限度（即影響化學平衡的因素及如何定性判斷和定量分析影響結果）。
對"化學平衡常數"的主要要求學生了解其含義，建議①充分發揮數據的功能，培養學生對數據的分析和處理能力；②讓學生明確化學平衡常數與化學平衡狀態的關系：化學平衡常數只受溫度影響，溫度不變平衡常數不變；③補充濃度商、平衡常數與化學平衡狀態的關系。為避免學生混淆濃度商Q和平衡常數K概念，教學中突出它們的定義及表示的異同，明確濃度商是表示一個反應的任意時刻、任何狀態下的各物質的濃度關系。有了這一知識基礎就為下一步定量判斷溫度、濃度和壓強對化學平衡的影響鋪平了道路。
對"反應條件對化學平衡的影響"的教學，一方面要注重通過實驗先讓學生獲得感性認識，得出結論；另一方面引導學生利用學過的平衡常數、（時間～速率）平衡圖像等知識對所得結論進行定量分析，加深對規律的理解，避免死記硬背。應是學生明確化學平衡移動有兩種情況：①溫度一定時，平衡常數為定值，但對應的平衡狀態有多種。對于已達到化學平衡的體系，改變任意組分的濃度時，必然引起其他組分濃度的變化，以保持其平衡常數不變。符合這一條件的因素包括增大或減小反應物濃度、增大或減小生成物濃度、增大或者減小壓強。②溫度改變引起平衡常數的變化，即體系中各組分間濃度關系發生改變，體系必將建立新的平衡狀態。
教學中切忌讓學生死記硬背結論，討論時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。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算。最后歸納總結得出勒夏特列原理，化學平衡移動的定性規律只適用于封閉體系且只改變一個條件的情況下。
總之，正確掌握化學平衡基本理論，能在處理化學平衡難題時節省時間，這在高考中可以爭取到一定的優勢。學生若能自由運用化學平衡原理，那么日常學習中的很多難題就可以迎刃而解了。并且假設學生的解題思路清晰，那么就可以更好的提升學習效率，并且還能夠增加學生的自信心，如此一來，化學學習中的許多難題將會變得簡單化，達到觸類旁通的效果。
參考文獻：
1.張成賢.等效化學平衡教學研究［J］.福建基礎教育分析，2010，（8）.
【關 鍵 詞】 平衡常數；自主復習；問題教學；復習策略
在高中化學中，有很多零散、易錯易混，而且又非常重要的知識點，如與平衡常數有關的化學平衡常數、電離平衡常數、水解平衡常數及沉淀溶解平衡常數（即溶度積），這部分知識是課改后新增加的內容，設在人教版《化學反應原理》中。分析新課標全國卷近三年的高考試題，發現每年高考都考了這部分內容，特別是化學平衡常數K和沉淀溶解平衡常數KSP，如2013年全國卷（I）11題考查了由沉淀溶解平衡常數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KSP求PH、28題考查了化學平衡常數K計算；2014年全國卷（I）13題考查了沉淀溶解平衡常數KSP、28題考查了用壓強表示平衡常數KP并計算；2014年全國卷（II）26題有兩處考查了化學平衡常數K的計算；2015年全國卷（I）28題有兩處考查了化學平衡常數K和溶解平衡常數KSP的計算；2015年全國卷（II）27題考查了化學平衡常數表達式的書寫及化學平衡常數影響因素。
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，然而從平常的教學以及與其他老師的交流中了解到，學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，沒把零散知識構成相應體系；2.數形結合能力和數據處理能力、計算能力差。這些問題的存在是教師在平衡常數教學過程中，忽視學生自主地概念構建、忽略數形結合能力和數據處理能力的培養，孤立進行化學計算技能的訓練。為了在復習階段，讓學生能掌握這一重點，突破這一難點，會作這類題，并在化學素養和學習能力上有進一步的提高，再結合我的學生實際情況，我從以下三個階段去完成這部分的復習：
一、學生自主復習，粗略構建體系
研究調查表明，學生積極主動地參與學習，學習效果是最佳的。所以對這部分的復習，我會讓學生先看書上相關知識，自主復習，理解相關概念，粗略構建由這些平衡常數的定義、表達式、影響因素、應用組成的體系，這體系的構建必須是學生自己理解，用自己的語言表達，不能照抄書本。學生粗略構建了體系，并自己理解了相關知識，就結合導學案中2013――2015年高考試題中相關試題進行自測，通過做近三年的高考題，可知高考考查內容、考題方式，自測后學生再根據答案及時自糾。學生通過自測自糾，可及時發現問題，并找到出現問題的原因，而且自糾還可以培養學生審題能力、自我反思能力、辯析能力，可在以后遇到類似題時，能去辯析思考。學生解題過程中出現的錯誤，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，但他們是可以互補的，所以可以進入第二階段。
二、小組討論、互糾，細化體系
在這一階段，每位同學先展示自己構建的體系和自測中存在的問題，小組同學相互檢查，找出其他同學體系的優點與不足，同時發現自己構建體系的不足，小組同學最后通過討論、互糾，細化出一個好的體系和小組討論后仍沒解決的問題上交。通過小組同學之間相互討論、相互糾錯，調動了同學們的學習積極性，讓每位學生都參與到學習中，并且提高了學生思考問題、解決問題的能力。就在這樣一個參與討論的過程中，對于每一個知識點，因為是自己討論發現的，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，同學們非常認真地對待這作業，效果非常好，各小組討論、互糾，細化后的平衡體系內容較完善，形式多樣。如有的以表格的形式從平衡常數的定義、表達式、影響因素、應用四個方面對四個常數對比總結；有的從平衡常數的定義、表達式、影響因素、應用四個方面對每個常數進行總結歸納，我把做得特別好的小組資料進行傳閱，要求不好的小組再作改進。同學們通過自測、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對各平衡常數的應用不是很熟練；②計算時，表達式進行轉換容易出錯；③有的題給出的是圖像、有的題給出的是表格數據，不知如何用數據。我根據學生實際情況，就問題進行教學，這樣針對性更強，教學效果會更好。
三、老師歸納補充，完善體系，就問題教學
（一）歸納補充，完善體系
上課復習時，重點放在解決問題上，因為同學們通過自主復習、小組討論、互糾，細化后的平衡體系構建非常的好，我選取了一組體系構建好的作為樣本，在此基礎上結合教學大綱和考試說明進行歸納補充，得出比較完善的體系。
（二）針對問題，組織教學
復習課應該解決知識的缺陷，是希望用時少，但教學效果要好，所以復習課的教學模式很重要，著名數學家希爾波特也曾提出，“要以問題解決為基礎來改革教學”，所以這節課我主要是針對問題，組織教學。
從學生給出的幾方面的問題可以看出，問題不是獨立存在的，所以我將把幾個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行分析，特別強調計算時表達式的轉換和題中圖像、表格數據如何使用。
通過復習，大部分學生掌握平衡常數的有關知識，學生數形結合能力、數據處理能力和計算能力也有所提高，能應用知識解決問題，并在化學素養和學習能力上也有進一步的提高，達到了較好的復習效果。
【參考文獻】
關鍵詞：三階試題；化學平衡；迷思概念；知識不足
文章編號：1005C6629（2017）2C0026C06 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B
化學平衡是中學化學基礎理論之一，是培養“宏觀辨識與微觀探析”、“變化觀念與平衡思想”等核心素養的重要知識載體。但由于化學平衡囊括一系列抽象而內涵豐富的知識，對學生的能力要求較高，學生容易產生學習困難，造成對后續溶液中離子平衡學習的認知障礙。在化學教學中，教師只有準確探查出學生的學習困難，才能選擇有效的教學策略及時補救或轉變概念，促進學生的有意義學習。
目前，對化學平衡學習困難的研究集中于探查迷思概念，發現了學生在“可逆反應”、“化學平衡狀態特征”、“化學平衡移動方向”、“化學平衡常數”等知識點上存在迷思概念，如“認為可逆反應是‘鐘擺式’單向進行的”，“將化學平衡混淆于靜態的物理平衡”等。已有研究主要是通過常規測驗、二階試題或規則空間模型對學生解決問題結果的評判來揭示學生存在的迷思概念，但使用常規測驗、二階試題不能判斷學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評價[1，2]；而規則空間模型具有復雜的數理公式，試題編制的難度大，且依賴于計算機程序的使用，難以在教學實際中推廣[3，4]。近年國外科學教育逐漸興起三階試題的使用[5，6]，它能夠有效彌補已有方法的缺陷，區分學生的迷思概念及知識儲備不足等問題，更加準確地解釋學生的學習困難。
1 研究設計
1.1 研究對象
本研究所選擇課程內容為高中學段“化學平衡”，被試群體為陜西省西安市某中學同一化學教師任教的高二年級四個平行班的學生。
1.2 研究方法
參考高中化學課程標準、教科書內容及已有研究，確定從可逆反應、化學平衡狀態、化學平衡移動、化學平衡常數四個知識維度展開測試。記錄“化學平衡”教學過程，并通過對任課教師的錄音訪談了解其發現的學生迷思概念，并抽取該班級化學學業成績前、中、后各4名學生，進行半結構化晤談以深入搜集迷思概念。隨后，初步設計三階試題。委請3位專家檢核內容效度，修正后進行小范圍預試（50人），根據預試結果調整試題內容與數目，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有4～6個選項的化學平衡單項選擇題。第二階為第一階問題答案對應的理由項，這些理由是科學模型以及來源于教師訪談、學生半結構化晤談與文獻中高頻出現的迷思概念在具體問題情境下的變式，其中有一個空白選項方便學生表達不同于選項的想法。第三階調查學生對前兩階問題的回答是否確定，評量學生的自信水平。圖1展示了一道化學平衡三階試題。
使用化學平衡三階試題對該教師任教的四個平行班施測，答題時間為40分鐘。施測前已向學生說明研究目的在于了解化學平衡主題的學習情況，施測結果不列入學科成績。發放試題205份，回收203份，回收率99.02%，有效樣本197份，有效率97.04%。評閱試卷并將結果導入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，消耗NO2，NO2的濃度減小
B.平衡不移動，消耗NO2的同時產生NO2，NO2的濃度不變
C.平衡正向移動，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，消耗NO2，但無法判斷充入量與消耗量大小
2 結果與分析
2.1 響應類型的劃分
根據學生在三階試題的8種答題情況，可判斷其對某個知識點的認識水平，即“響應類型”。將響應類型劃分為6種：“科學知識”、“假正”、“假負”、“迷思概念”、“自信不足或幸運”、“知識不足”[7]，見表2。
若W生答題情況表現為“正確/正確/確定”，則響應類型為“科學知識”。若學生答題情況表現為“錯誤/錯誤/確定”，則響應類型為“迷思概念”。這與迷思概念的不科學性、頑固性的特點一致。
“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”的響應類型。“假負”是指錯誤回答第一階問題，但推理的理由選擇正確且第三階選擇“確定”的響應類型[8]。試題表述不清、提供的理由項與學生解決問題的推理過程脫節是造成假正與假負的主要原因。因此，可借由假正與假負各自的比例檢驗試題的內容效度[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”。它是由于學生的自我效能感低，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理由項存在對應關系[10]。
共有三種答題情況屬于“知識不足”：“正確/錯誤/不確定”“錯誤/正確/不確定”“錯誤/錯誤/不確定”，據此可判定學生認知體系中的某一知識盲點。
2.2 變量賦值
根據答題情況對以下變量進行賦值[11]：（1）各階分數：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。第三階分數可表征學生的自信水平。可利用各階分數對響應類型進行編碼[12]，見表2。（2）前二階分數：若第一、二階均回答正確賦值1，否則賦值0。它將與第三階分數用于評價試題的結構效度[13]。（3）三階分數：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）第一階迷思分數：第一階回答錯誤賦值1，否則賦值0。（5）前二階迷思分數：前二階均回答錯誤賦值1，否則賦值0。（6）三階迷思分數：前二階均回答錯誤且第三階回答“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、前二階和三階總分數（或迷思分數）與樣本數（N=197）的商表征，其與響應類型比例的關系見圖2。值得注意的是，此處“第一階迷思”與“前二階迷思”的內涵等同于傳統單選題的“錯誤”與二階試題中的“錯誤/錯誤”，“三階迷思”才對應“迷思概念”響應類型。正確率與迷思比例將用于驗證三階試題的優勢。
2.3 試題質量評價
化學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，符合選擇題測驗的信度參照標準[14]，試題信度良好。試題的內容效度可用假正與假負的比例量化表征。各題假正、假負比例見表3。由表3可知，假正平均比例為5.68%，假負平均比例為4.89%，均小于10%，說明試題內容效度良好[15]。
學生前二階分數與第三階分數的相關性可驗證試題的結構效度。圖3是前二階分數與第三階分數的相關性散點圖。由圖3可知，普遍地，在前二階得分越高，自信水平越高。但也存在部分學生前兩階的分數偏低但仍舊自信的情況，其散點分布于圖像的右下角，暗示了這些學生存在頑固的化學平衡迷思概念。學生前二階分數與第三階分數呈顯著正相關，Pearson相關系數為0.530（p
2.4 學習結果評價
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計如下，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%，這是因為第一階正確率中額外包含假正（5.68%）、知識不足100（2.81%）兩種響應類型造成的。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二階試題過度評價學生學習成果的缺陷，第三階自信水平的設置使研究結論更為準確。另外，在第三階學生表現出的正確率均大于80%，遠高于三階正確率，說明學生對自身化學平衡認知水平的評估過于理想，認知結構中存在頑固的迷思概念。
2.4.2 響應類型分布
統計“科學知識”“迷思概念”“知識不足”“自信不足或幸運”響應類型的比例，見表5。
由表5可知，56.02%的學生建構了科學的化學平衡知識，15.92%的學生認知結構中存在迷思概念，10.11%的學生化學平衡知識儲備不足。四個知識維度中，學生可逆反應、化學平衡常數維度的知識建構更為準確，各題科學知識比例均大于60%。學生的認知結構在各維度均存在迷思概念與知識儲備不足。
學生在化學平衡移動維度的“壓強對化學平衡的影響以及勒夏特列原理的理解與應用（題6）”中存在知識的錯誤建構，迷思概念比例最高（26.40%）；其次，在化學平衡狀態維度的“對化學平衡狀態的判斷（題10）”中，迷思概念比例為25.89%。學生在“化學平衡常數的簡單應用”（題8）中迷思概念最少（5.08%）。
此外，學生在化學平衡移動維度的“濃度對化學平衡的影響”（題3）中，表現出明顯的知識欠缺，知識不足響應類型比例達15.74%；其次為題11“催化劑對化學平衡影的判斷（12.69%）”。而對于“化學平衡狀態的建立過程”（題9）“惰性氣體對化學平衡的影響”（題4），學生建立有相對完整的知識體系。學生的知識儲備不足往往是因為沒有及時復習，以致新知識沒有穩定地同化、整合到原有的認知結構中。
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計于表6。
由表6可見，除題4外，隨著試題階數的增加，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%，這是因為第一階迷思比例額外包含了假負（4.89%）和知識不足010（4.43%）。三階迷思比例比前二階低2.86%，是因為知識不足000的存在。可推知，單憑第一階或是前二階測試評價學生的迷思概念均會造成對迷思概念的過度評價[16]。
為深入探查學生化學平衡知識的學習困難，將學生迷思概念進行了歸納，見表7。
由表7可見，對于可逆反應，7.61%的學生沒有正確認識可逆反應的特征，對化學反應的認知水平仍停留在“化學反應是完全的”階段（迷思概念1）。
對于化學平衡狀態，10.15%的學生負遷移化學反應速率與計量數的關系的知識（迷思概念2）。16.75%的學生錯誤引申教學中總結的化學平衡狀態的特征“定”的內涵，不能在具體的問題情境下判斷可逆反應是否達到了化學平衡狀態（迷思概念3）。
對于化學平衡移動，9.13%的學生在濃度對于化學平衡的影響出現學習困難（迷思概念4），這主要是教科書與教學注重對宏觀實驗現象的感性認識而缺乏微觀表征與符號表征引起的。11.17%的學生沒有理解特定反應下只有改變各組分分壓才能影響平衡狀態（迷思概念5）。各有15.23%、14.21%的學生存在迷思概念6、7，表明學生不能正確推斷平衡移動的效果，沒有正確理解勒夏特列原理的內涵，再一次反映了學生沒有充分理解可逆反應的“不完全性”，這兩個迷思概念是在以往研究未曾報道的。
對于化學平衡常數，9.64%的學生將某種反應物的“轉化率”與“反應程度”混為一談，不理解某一溫度下的平衡常數可對應多個化學平衡狀態，不知道具體反應的化學平衡常數只與溫度有關（迷思概念10）。2.03%的學生沒有理解化學平衡常數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發現，5.58%的學生錯誤建構化學平衡的前概念溫度對化學反應速率的影響（迷思概念8）。6.60%的學生對催化劑的性質存在片面認識（迷思概念9）。前概念是建構新知識的生長點，雖然這兩個強隱蔽性迷思概念未使學生在第一階問題做出錯誤判斷，但有礙于學生科學認識化學反應。
在三階試題診斷中，認定比例高于10%的具體的迷思概念為學生中主要存在迷思概念[17]，包括：利用濃度判斷化學平衡狀態（迷思概念2），與氣體壓強相關的判斷化學平衡狀態與平衡移動效果（迷思概念3、5、7），以及對勒夏特列原理內涵的理解（迷思概念6、7）。
究其原因，在學生認知角度，學生對于化學平衡體系中氣體屬性（是否惰性）、氣體物質的量、氣體濃度、氣體壓強等因素的認知總體上是割裂的，還無法建立系統化的認知模型以認識上述因素之間的對立統一關系，因此導致了通過氣體壓強判斷化學平衡狀態與平衡移動的較大認知負荷。在教科書內容組織角度，人教版教科書只闡述了濃度與溫度因素，缺乏對壓強因素的探討（見圖4）；只涉及化學平衡常數的意義與表達式的簡單應用，并不涉及其在平衡移動的應用，未充分體現化學平衡常數的教育價值[18]。在實際教學角度，雖然教師針對壓強對化學平衡的影響有所補充，但偏重傳授利用勒夏特列原理的定性推理，忽視規律背后的量化本質。
3 結論與啟示
本研究編制了信度、內容效度與結構效度良好、難度中等的化學平衡三階試題。利用三階試題診斷學生的化學平衡的學習成果并分析學習困難。研究發現：（1）第三階的正確率高于各階正確率，顯現出學生高估自身的認知水平的現象。（2）學生在4個知識維度均存在迷思概念與知識儲備不足，“可逆反應”與“化學平衡常數”知識建構相對準確。對化學平衡狀態的判斷、壓強與濃度對化學平衡的影響以及勒夏特列原理的內涵存在相對較多的迷思概念；在濃度、催化劑對化學平衡的影響表現出明顯的知識欠缺。（3）從迷思概念看，學生對化學平衡體系中氣體屬性（是否惰性）、氣體物質的量、氣體濃度、氣體壓強等因素的認知總體上是割裂的，化學平衡知識體系的建構缺乏整體性和系統性。
根據研究結論，可以得出以下教學啟示：（1）在發揮實驗現象宏觀表征優勢的基礎上，充分利用模擬動畫等幫助學生從微觀角度理解壓強對化學平衡的影響。（2）重視化學平衡常數的支點作用，挖掘化學平衡常數的教育價值，幫助學生理解勒夏特列原理的內涵與適用范圍。（3）化學原理類內容教學中，注重培養學生的科學推理思維傾向與能力，引導學生在學習過程中重視科學問題的情境性，重視科學推理過程的邏輯性，重視科學論述與表達的嚴謹性和完整性。
參考文獻：
[1]張愛武.高中化學“平衡”概念形成的教學策略研究[D].上海：華東師范大學碩士學位論文，2010.
[2]鄧陽，王后雄.利用二段式測驗診斷高三化學復習中學生的迷思概念[J].化學教育，2010，31（12）：48～51.
[3]李敏.基于RSM的化學平衡概念理解研究[D].濟南：山東師范大學碩士學位論文，2015.
[4]辛濤，焦麗亞.測量理論的新進展：規則空間模型[J].華東師范大學學報（教育科學版），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.三階診斷工具的發展和應用――技職學生化學平衡迷思概念評量[J].科學教育學刊，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.
關鍵詞： 題型特點 備考策略 題型分析
化學反應原理是高考“主考”和“必考”的內容，縱觀近幾年新課標高考主觀題型中，反應原理的考查一直占有半壁江山，化學反應速率與化學平衡知識更是反應原理考查的重中之重。
2014年全國Ⅰ卷：28題考點：化學方程式的書寫，蓋斯定律的應用，化學平衡常數及相關計算，圖像分析，影響化學反應速率的因素及大小比較。
S2015年全國Ⅰ卷：28題考點：氧化還原反應，溶度積常數的計算，根據鍵能計算反應熱，平衡常數，電極反應式的書寫及電池能量密度計算。
2016年全國Ⅰ卷：27題考點：離子方程式的書寫，實驗現象的描述，轉化率、平衡常數的大小判斷，利用溶度積常數計算離子濃度。
2017年全國高考預測：預計2017年高考新課標全國卷中仍以工業生產為載體，綜合考查化學反應速率與化學平衡，有關熱化學方程式的計算，電化學知識的綜合應用等。
一、反應原理主觀題型的特點
反應原理主觀題型有如下特點：1.題頭：以真實化學生產實際為背景。
2.題干：以表格、圖表的形式提供相關信息，以熟悉的物質、新穎的情景呈現。
3.題尾：根據表格、圖表中涉及的知識設問。一般考查的內容較多，思維轉換角度大，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）根據蓋斯定律書寫熱化學方程式；（2）電極反應的書寫。
2.判斷：（1）外界條件對反應速率的影響；（2）平衡移動的判斷；（3）溶液中離子濃度的關系；（4）速率平衡圖像。
3.計算：（1）化學反應速率；（2）反應熱；（3）化學平衡常數及計算。
二、備考策略
該類試題難度一般較大，解題時要認真分析每個小題考查的知識點，迅速轉變思路，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。
2.析題――仔細審題，關注有效信息。
（1）對于化學反應速率和化學平衡圖像類試題：
明確橫縱坐標的含義理解起點、終點、拐點的意義分析曲線的變化趨勢。
（2）對于圖表數據類試題：
分析數據分析數據間的內在聯系找出數據的變化規律挖掘數據的隱含意義。
（3）對于電化學類試題：
判斷是原電池還是電解池分析電極類別，書寫電極反應式按電極反應式進行相關計算。
（4）對于電解質溶液類試題：
明確溶液中的物質類型及可能存在的平衡類型，然后進行解答。
3.答題――合理切入，規范正確答題。
易錯點1 化學平衡移動與轉化率
例1 某可逆反應達到平衡之后，改變下列某個條件，一定能提高反應物的轉化率的是（ ）
A.選擇高效催化劑
B.及時分離氣體產物
C.增加反應物質量
D.增大體系壓強（縮小體積）
錯例 忽視兩個反應物參與反應，加入一種反應物，反應物轉化率增大，錯選C項。
解析 催化劑不改變平衡移動，A項錯誤。分離產物，平衡向正方向移動，B項正確。增加反應物的質量，若該反應物是固體，不影響平衡移動；若反應物為氣體，該反應物的轉化率降低，C項錯誤。對于氣體分子數相等的反應，增大壓強，平衡不移動，D項錯誤。
答案 B
糾錯筆記 在恒溫恒容條件下發生2M（g）?N（g），達到平衡之后，增加M氣體，相當于壓縮體積，平衡向正方向移動，M的轉化率增大。
易錯點2 影響化學平衡移動因素
例2 某條件下，在2 L密閉容器中發生反應：2W（g）=X2（g）+3Y2（g） [ΔH]>0。達到平衡后，僅改變下表中反應條件①，該平衡體系中隨①遞增而②遞減的是（ ）
[選項＼&A＼&B＼&C＼&D＼&①＼&溫度＼&溫度＼&加入X2（g）量＼&加入W的量＼&②＼&混合氣體
摩爾質量＼&平衡常數＼&混合氣體壓強＼&混合氣體中
W體積分數＼&]
錯例 不會對兩個平衡進行轉化，錯選D項。
解析 正反應吸熱，升溫，氣體分子數增多，摩爾質量減小，A項正確。升溫，平衡常數增大，B項錯誤。加入X2氣體，混合氣體壓強增大，C項錯誤。加入W，相當于原平衡加壓，平衡向左移動，W體積分數增大，D項錯誤。
答案 A
糾錯筆記 （1）升溫，平衡向吸熱方向移動；降溫，平衡向放熱方向移動。（2）增大壓強，平衡向氣體分子數減小的方向移動；減小壓強，平衡向氣體分子數增大的方向移動。（3）增大反應物濃度或減小生成物濃度，平衡向正方向移動。（4）平衡常數只與溫度有關，改變溫度，平衡常數一定改變。
易錯點3 化學平衡與圖象
例3 在密閉容器中充入一定量乙烯和水蒸氣，發生如下可逆反應：CH2=CH2（g）+H2O（g）?CH3CH2OH（g） [ΔH]
[反應進程][乙烯體積分數][無催化劑][催化劑] [反應進程][平均相對分子質量] [3P][2P] [反應進程][反應熱] [3T][2T] [反應進程][乙烯轉化率] [A B][C D]
錯例 忽視催化劑對平衡移動無影響，錯選A項。
解析 催化劑不能使平衡移動，A項錯誤。該反應的正反應是氣體分子數減小的反應，反應物和產物都是氣體，所以平衡向正方向移動，混合氣體平均相對分子質量增大，壓強增大，反應加快，所以壓強越大，反應越快，平均相對分子質量越大，B項正確。反應熱只與化學計量數有關，與化學反應進行程度無關，C項錯誤。乙烯與水蒸氣投料體積比越大，乙烯的轉化率越小，D項錯誤。
答案 B
糾錯筆記 突破圖象三步曲：第一步，分析縱坐標、橫坐標表示什么，起點、拐點、平臺、斜線含義；第二步，根據“先拐先平，數值大”判斷壓強大小、溫度高低；第三步，聯系化學反應速率和化學平衡的影響因素。
易錯點4 平衡常數、轉化率與化學平衡移動
例4 工業上，利用乙烯合成乙醇原理：CH2=CH2（g）+H2O（g）?CH3CH2OH（g） [ΔH]
A.升高溫度，平衡常數增大，乙烯轉化率降低
B.充入水蒸氣，反應速率和乙烯的轉化率都增大
C.分離出乙醇，反應速率和乙烯的轉化率都增大
D.選擇高效催化劑，反應熱[ΔH]和乙醇產率增大
錯例 忽視化學反應速率的影響因素，錯選C項。
解析 正反應放熱，升高溫度，平衡向逆方向移動，平衡常數減小，A項錯誤。充入水蒸氣，平衡向正方向移動，乙烯轉化率提高，B項正確。分離乙醇，平衡正向移動，化學反應速率不會增大，C項錯誤。催化劑只改變化學反應速率，平衡不移動，所以不改變焓變和產率，D項錯誤。
答案 B
糾錯筆記 轉化率=[已參加反應的物質的量投入總物質的量]，當投入總物質的量不變，參加反應的物質的量越多，如平衡向正方向移動，轉化率會提高；當投入總物質的量增大，平衡移動時消耗的物質質量增大較小，投入總物質的量增大較快，轉化率降低。
易錯點5 化學平衡原理在化工生產中運用
例5 工業合成氨是生產肥料的基礎。已知合成氨反應[ΔH]=-92.3 kJ?mol-1，ΔS（T=298K）=-198.76 kJ?mol-1。其他條件不變，僅改變某個條件。下列有關推斷正確的是（ ）
A.壓強越大，反應速率和轉化率越大，生產成本越低
B.室溫（298K）合成氨的反應能自發進行
C.升高溫度，平衡常數增大
D.向平衡體積增加反應物濃度，反應物轉化率降低
錯例 忽視化工原理在生產中應用，生產過程中需要材料、能源等。
解析 壓強過大，會提高生產成本，A項錯誤；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，該反應能自發進行，B項正確。正反應是放熱反應，升高溫度，平衡常數減小，C項錯誤。增加氮氣的濃度，氮氣的轉化率降低，氫氣轉化增大，D錯誤。
答案 B
糾錯筆記 化工生產中溫度、壓強、催化劑的選擇要符合一個原則：降低生產成本，提高經濟效益。選擇合適溫度，提高催化劑催化活性溫度。壓強太大，設備材料、能源要求會加幅度提高，成本會增大。
易錯點6 化學反應自發性判斷
例6 下列判斷正確的是（ ）
A.若[2Cs+O2g=2COg] [ΔH
B.若[CaCO3s=CaOg+CO2g]在高溫下自發進行，則[ΔH
C.若[4FeOH2s+O2g+2H2Ol=4FeOH3s]在任何條件下自發，則[ΔΗ
D.若[4NH3g+5O2g=4NOg+6H2Og] [ΔH
錯例 不會用自由能復合判據，錯選B。
解析 熵增反應，放熱反應，在任何溫度下都能自發進行，A項錯誤；熵增反應，高溫下自由能小于0，則焓變大于0，B項錯誤；熵減反應，在任何條件下自發進行，則焓減，C項正確；熵增、焓減反應，在較低溫度下自發進行，D項錯誤。
關鍵詞：核心素養；問題探究；實驗探究
文章編號：1008-0546（2017）03-0063-03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.03.021
一、教學分析
本節內容屬于中學化學重要的理論基礎，也是整個中學化學教材的重點和難點，在本章中更是承上啟下。一方面學生已有影響化學反應速率的條件和化學平衡狀態等知識，在此基礎上進行本節的教學，系統性較好，有利于培養學生“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”等核心素養；另一方面，學生正確理解并應用平衡移動原理，為后續弱電解質的電離平衡、鹽的水解平衡以及沉淀的溶解平衡等知識的學習奠定重要的基礎。
課程標準[1]要求學生能通過實驗探究濃度、壓強、溫度對化學平衡的影響，并能用相關理論加以解釋；認識化學反應速率和化學平衡的調控在生活、生產和科學研究領域中的重要作用，能討論化學反應條件的選擇和優化。由此決定本節課的研究目的，是為了利用外界條件的改變，使化學平衡向有利的方向，即提高反應物轉化率的方向移動，以此優化工業生產條件，這也是學生素養發展的實際意義。
二、教學目標
1. 通過復習可逆反應、平衡狀態特征、平衡常數等概念培養學生的微粒觀和平衡思想，從微觀的角度建構概念；
2. 通過問題探究和實驗探究的方式研究濃度、壓強和溫度對化學平衡的影響過程，發展學生實驗探究與創新意識素養，正確理解平衡移動原理；
3. 在實驗探究過程中培養學生的觀察能力、記錄實驗現象及設計簡單實驗的能力，培養學生實事求是的科學態度，提高學生分析問題、解決問題、交流和表達的能力；
4. 從定性討論到定量分析和概念建構的過程中培養學生基于證據進行分析推理和模型認知的能力；
5. 能運用化學平衡移動原理指導工業生產實踐，使學生深刻理解化學與技術、生產實踐的關系。
三、教學重難點
1. 重點：濃度、壓強和溫度對化學平衡的影響。尤其是壓強對平衡移動的影響，由于宏觀現象不夠明顯，所以輔之以數字化實驗進行探究。
2. 難點：平衡常數的理解應用及平衡移動原理的理解應用。運用平衡常數和濃度商的大小對比，理解平衡為什么移動，怎么移動的原理；在平衡移動原理的理解應用中，以規律總結法及驗證預測法強化學生對該原理的理解，以合成氨工業生產實際條件的討論，讓學生真正學會應用原理。
四、教學策略
本節課設計了 “三次問題探究和三次實驗探究”的教學過程，并與多媒體有機結合，在探究過程中突出對學生思維品質、學法指導和科學精神的滲透，真正做到“授之以漁”。
五、思維導圖
六、教W過程
七、板書設計
1. 化學平衡的移動
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的影響
1. 濃度
2. 壓強
3. 溫度
3. 化學平衡移動原理――勒夏特列原理
八、教學反思
本節課雖然課堂容量較大，但教學過程中通過實驗方案的設計、生活場景動畫模擬、DIS實驗探究、平衡常數的推理論證、實驗預測及檢驗、及時歸納總結等豐富了探究的手段，使學生能順利自主建構概念，自覺理解平衡移動規律。通過組織學生對自然現象的解釋、合成氨生產條件的選擇討論等進一步強化對原理的理解和運用，真正做到學以致用。以上過程不僅培養了學生尊重實驗事實的科學態度和嚴謹的科學探究方法，也幫助學生建立觀點、結論和證據之間的邏輯關系，知道可以通過分析、推理等方法認識研究對象的本質特征，以及用已有知識和方法多角度、動態地分析化學反應，運用化學反應原理解決實際問題的能力，既構建了高效課堂，又立足于學生的核心素養發展，在平凡中展現了真功夫。
作為授課教師，筆者仍然覺得現場留下諸多遺憾，例如，小組討論組織得還不夠充分，便迫不及待讓學生進入下一個環節，有些急躁；動畫展示如果能用視頻拍攝上課學生的鏡頭，那一定會顯得更加形象生動并接地氣；總是擔心學生會出錯，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，但是整個磨課過程中的以發展學生核心素養為己任的思想已深深扎根于心中，這些收獲一定會促進我未來的教學不斷提升。
（注：該課獲2016年江蘇省高中優質課評比一等獎，衷心感謝劉江田、馬春生、張發新、許城玉等老師的幫助。）
參考文獻
一、通過反應條件的改變，判斷反應物的量和轉化率
例1700℃時，向容積為4L的密閉容器中充入一定量的CO和H2O,發生反應：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。反應過程中測定的部分數據見下表（表中t
下列說法正確的是（）
A.反應在t1min內的平均速率為v(H2)＝0.80/t1mol?L-1?min-1
B.保持其他條件不變，起始時向容器中充入1.20molCO和2.40molH2O，到達平衡時，n(CO2)＝0.80mol
C.溫度升至800℃，上述反應平衡常數為0.64，則正反應為吸熱反應
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，達到新平衡時CO轉化率增大，H2O的體積分數增大
【解析】A，反應在t1min內的平均速率應該是t1min內H2濃度變化與t1的比值，而不是H2物質的量的變化與t1的比值。
B，因為反應前后物質的量保持不變，保持其他條件不變，平衡常數不會改變，起始時向容器中充入1.20molCO和2.40molH2O，似乎與起始時向容器中充入1.20molH2O和2.40molCO效果是一致的，到達平衡時，n(CO2)＝0.80mol。
C，原平衡常數可通過三段式列式計算（注意濃度代入）結果為1，溫度升至800℃，上述反應平衡常數為0.64，說明溫度升高，平衡是向左移動的，那么正反應為放熱反應。
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，達到新平衡時CO轉化率增大，H2O轉化率減小，H2O的體積分數會增大。
二、根據圖像分析化學平衡和化學反應速率的計算
例2在1L溶液中，反應A+2BC分別在三種不同實驗條件下進行，它們的起始濃度均為c(A)=0.100mol/L、c(B)=0.200mol/L及c(C)=0mol/L。反應物A的濃度隨時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條件。所改變的條件和判斷的理由分別是：②；③。
（2）實驗②平衡時B的轉化率為；實驗③平衡時C的濃度為。
（3）該反應的λH0，判斷理由是。
（4）該反應進行到4.0min時的平均反應速度率：實驗②：vB=；實驗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，即最終的平衡狀態相同，而②比①所需要的時間短，顯然反應速率加快了，故由影響反應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：因為該反應是在溶液中進行的反應，所以不可能是改變壓強引起速率的改變，又由于各物質起始濃度相同，故不可能是改變濃度影響反應速率，再由于③比①達平衡所需時間短，平衡時濃度更小，故不可能是改用催化劑，而只能是升高溫度來影響反應速率的。
（2）②中達平衡時A轉化了0.04mol，由反應計量數可知B轉化了0.08mol，所以B的轉化率為40%；同樣，在③中A轉化了0.06mol，則生成C為0.06mol,體積不變，即平衡時c(C)=0.06mol/L。
（3）λH>0。理由：由③和①進行對比可知，升高溫度后A的平衡濃度減小，即A的轉化率升高，平衡向正方向移動，而升溫是向吸熱的方向移動，所以正反應是吸熱反應，λH>0。
作者：王新平 王旭珍 王新葵 程茜 杜藝 王曉晨 單位：大連理工大學化工與環境生命學部化學學院
光能可以連續地轉變為電能。例如，人造地球衛星和宇宙飛船可持續地從太陽接受光能并轉化為電能，反之，電能也可以持續地通過電燈轉變為光能。也有很多實踐證明，化學能和電能之間可以完全地相互轉化。公式－ΔrGm(T，p)=－W'給出了定溫、定壓下系統自發的化學反應以可逆的方式進行時，將化學能轉變為電能(－W'傳給環境)的能量轉換關系。公式ΔrGm(T，p)=W'則給出了環境向系統輸入電能(W')時，使非自發的化學反應以可逆的方式進行的能量關系。按照光化學第二定律［2］，光能可完全轉化為化學能。這些實踐結果和認識表明，電能、光能是高品位的能量形式，而系統無論接受電能，還是接受光能，都是接受非體積功。
光化學反應的平衡常數在定溫、定壓下，當非體積功為0時(即熱化學反應)，化學反應的標準平衡常數K(T)與反應的標準摩爾吉布斯函數變ΔrGm(T)之間的關系為:（式略）對于光化學反應，該關系式并不成立［3］。這是因為反應系統從環境接受光能，即接受非體積功。例如，反應6CO2(g)+6H2O(l)C6H12O6(葡萄糖)+6O2的ΔrGm(T，p)遠遠大于0，反應非自發(即其反向過程自發)。但是，在日光下，該反應(即光合作用)在常溫常壓綠色植物細胞內實際發生。對于該光化學反應，反應實際發生的方向與用ΔrGm(T，p)判斷的方向剛好相反的結果，并不是由于綠色植物細胞所導致的。這是因為，在無光照射的條件下，同一植物便轉向“呼吸作用”，即實際發生與上述反應相反的過程。可想而知，在某特定的光強下，上述反應將呈現動態平衡。這就是說，上述反應實際向哪一方向進行，完全取決于系統是否從環境得到足夠的光能。對于指定的光化學反應，現假設可被反應吸收的光量子為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，光化學反應的平衡常數與被反應吸收的光量子數之間的關系式。顯然，由該關系式可知，光化學反應的平衡常數只在一定光強下為一常數。當光強度改變時，它將隨之而變［1］。因為光化學反應要吸收定量的光量子才能進行，而光子具有物質的屬性，因此將被反應消耗的光子視為“反應物”，在理論上也是成立的。極為有趣的是，從這一觀點出發，便有:（式略）這就是前面推導得到的式(4)。通常，把光合作用描述為一種將光能轉變為化學能的反應。在光合反應后，光子這一物質并沒有被放出得到復原，而是被反應吸收掉了(即轉變成化學能被儲存于產物中)。因此，不能把光化學反應理解為“光催化反應”。也就是說，不應將光子視為催化劑，而只能將其歸結為反應吸收的高品位的能量［4］，即非體積功。根據愛因斯坦狹義相對論(E=mc2)，能量也是廣義的物質。因此，也可將能量理解為廣義上的“反應物”。在激光照射、等離子體等環境輸入非體積功的條件下，關于“反應物的實際轉化率超出了相應溫度下的平衡轉化率”之類的研究報導已屢見不鮮。其實，這樣的結果并沒有違反化學平衡規律。這是因為，公式ΔrGm(T)=－RTlnK(T)并未考慮環境對系統做非體積功的情況，所以它只適合熱化學反應。從這個意義上說，式(4)表述的光化學反應平衡與式(1)表述的熱化學反應平衡共同構成了整體的化學平衡規律。從上述每種認識角度來理解光化學反應，都能得出同一結論:對于同一化學反應，在有光參與和無光參與的反應條件下，反應的平衡常數是完全不同的。在光照下達到平衡的光化學反應，只要可被反應吸收的光強度發生變化，原來建立的光化學反應平衡就被破壞。例如，在可自動調節光通量的墨鏡中，當光線較強時（式略）反應平衡向正向移動，墨鏡顏色變深;而當光線較弱時，反應平衡向相反的方向移動，墨鏡顏色變淺。
依靠非體積功進行的非自發反應在定溫、定壓下，對于一個非自發反應，當環境向系統輸入非體積功W'時，沿式(4)的推導過程，也可得到:（式略）式(5)表述環境向系統輸入任何形式非體積功W'的情況下的平衡規律。環境對系統所作非體積功越多，反應的平衡常數就越大。光化學反應平衡有不同于熱化學反應平衡的特殊性。光化學反應的標準平衡常數為（式略）與此類似，依靠輸入其他非體積功而進行的反應，其標準平衡常數與非體積功的關系為ΔrGm(T)－W'=－RTlnK'。這樣，有非體積功(光、等離子體，電能等)存在時，反應轉化率就必然超過相應熱化學反應的平衡轉化率。將光化學反應平衡的特殊性納入物理化學的教學內容是十分必要的，這樣不僅有利于使學生關于化學反應平衡的知識模塊完整化，還有利于學生對化學熱力學知識結構的融會貫通。
在教學過程中，化學平衡因其內容抽象，理論性強，一直是高中化學教師討論的熱點問題，也是學生化學學習中的一個難點。
其實，化學平衡問題并不像學生想象的那樣，只是學習方學法不當，沒有抓住學習的本質，想通過死記硬背來解決問題，對基本原理不理解，結果記得越來越多，導致所學內容整個都混在一起，弄得一塌糊涂，最后甚至連最基本的平衡狀態的判定都不會了。化學平衡的學習可從以下幾方面來進行學習。
一、對整個模塊要有整體把握，掌握各平衡之間的關系
化學平衡在反應原理中占有很大比重。第二章學習化學平衡的建立、特征、實質、化學平衡常數、平衡轉化率，到了第三章中出現水的電離平衡、弱電解質的電離平衡、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平衡的分支。在學習的過程中，只要在一開始將化學平衡的一系列問題理解了，那么后面的學習就很容易了。
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二、弄清平衡的研究對象——可逆反應的本質
可逆反應存在兩個方向相反的反應，正反應和逆反應。一般情況下，對于給定的一個具體反應，從左往右為正反應，從右往作為逆反應。可逆反應的一個實質特點是，反應物不能徹底轉化為生成物，即轉化率永遠不能百分之百。非可逆反應則與之相反，反應只朝一個方向進行，轉化率可達百分之百。
三、對于平衡的學習，只抓最本質的概念與原理
化學平衡的定義是：在一定條件下（有條件限制，條件改變平衡可能發生移動），可逆反應中（化學平衡研究的對象），正、逆反應速率相等（達平衡的特征），反應體系的組成不再隨時間變化而變化（達平衡的結果）。化學平衡的實質是：K=Qc。抓住平衡的定義與實質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，發生如下反應，mA（g）+nB（g）=pC（g）+qD（g）；當m、n、p、q為任意整數時，該反應達到平衡的標志是（ ）
①體系的壓強不再發生變化；②體系的溫度不再發生變化；③各組分的物質的量濃度不再發生變化；④各組分的質量不再發生變化；⑤反應速率VA：VB：VC：VD=m：n：p：q；⑥單位時間內，若消耗了m molA物質，同時也消耗了qmolD物質。
分析：解決問題時，首先注意到幾個方面：①反應的特點：是否為可逆反應；②參與反應的各物質的聚集狀態；③m+n（>，
然后，再去分析題中所提問題：①體系的壓強不再發生變化：不一定，若m+n=p+q時，就不能作為判據。②體系的溫度不再發生變化：可以，首先要注意到該題中對外沒有熱傳遞的密閉容器，若反應沒有達平衡，溫度會一直在升高或降低。③各組分的物質的量濃度不再發生變化。④各組分的質量不再發生變化，這就是達平衡的標志，記牢定義。⑤反應速率VA：VB：VC：VD=m：n：p：q；許多同學有時會在這里出錯，記住參與反應的各物質速率之比永遠等于各物質所對應的化學計量數之比。⑥單位時間內，若消耗了m molA物質，同時也消耗了q molD物質。掌握正反應速率與逆反應速率的表述，用什么物質來表示要搞清楚。正反應速率：反應物消耗的速率或生成物生成的速率；逆反應速率：反應物生成的速率或生成物消耗的速率，二者是相反的。
四、化學平衡移動方向的判斷
1.定性判斷平衡移動
勒·夏特列原理雖然不是一個放之四海而皆準的原理，有其使用的局限性，但也并不是像許多人批判的那樣，錯誤百出，無法使用。在高中階段，因為對化學平衡的研究學習知識處在認識和對原理簡單的學習階段，只要注意到使用條件的話，使用勒·夏特列原理可以讓學生較快地掌握關于化學平衡移動的判斷。隨著對化學平衡的進一步認識，再引導學生從本質上進行更高層次的研究學習，這樣更符合學生的認知結構，使學習更具有層次性。
2.定量判斷化學平衡
在選修模塊中，新增了化學平衡常數與濃度商的概念，這兩個概念的加入，使學生在理解平衡移動時，認識又提高了一個層次，而且是從定量角度進行分析，所得出的結論更可信。
有許多題目，不僅分析平衡移動，還涉及到轉化率的大小對比等一系列問題，使用平衡常數，建立平衡模型，進行分析，結果一目了然，學生也不會弄混。
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，平衡向逆反應方向移動
B.加入少量氫氧化鈉固體，平衡向正反應方向移動
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，平衡向正反應方向移動
解析：A選項：加入水，沖稀了，平衡向哪個方向移動呢？我們可以利用K與Qc來進行判斷。假設CH3COOH溶液為1L，加水沖稀至2L，則假設沖稀至2L的瞬間各物質濃度為原來的1/2，平衡還未來得及移動，則有：
原平衡時：K=[H+]·[CH3COO-]/[CH3COOH]，而Qc=（1/2）[H+]·（1/2）[CH3COO-]/（1/2）[CH3COOH]，Qc
B選項：加入少量氫氧化鈉固體，OH-+H+=H2O，H+濃度減小，平衡向正反應方向移動。
C選項：加入少量0.1mol·l-HCl溶液，H+濃度增大，平衡逆向移動。
D選項：加入少量醋酸鈉固體，CH3COO-濃度增大，平衡逆向。
關鍵詞：類比；類比思維；教學方法；建構知識；深化理解
文章編號：1008-0546（2014）02-0012-02 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：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。應用到化學教學中，就是通過對化學現象、實驗模型、反應規律等方面的類比研究，激活知識結構的生長點，搭建新舊知識的思維聯系，降低感知的難度，促進知識的有效遷移。從而達到揭示出化學過程或化學現象的本質，調動學生學習的積極性，提高學生分析問題和解決問題的能力。
一、在類比中形成概念
認知心理學認為，任何概念雖然都是相對獨立的，但其間也有一定的內在聯系和區別。在概念教學中，學生常常把握不住概念的內涵和外延，不能把握其本質屬性，對概念的理解不深刻，運用不準確。因此，在概念教學中，教師要運用各種有效的方法策略，幫助學生厘清概念間的關系或聯系。
例如，在學習酸性氧化物、堿性氧化物和兩性氧化物的概念上，可以運用類比的方法。酸性氧化物是指能夠與堿反應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，又能與堿反應的氧化物如Al2O3、ZnO等。把三者放在一起來學習，既讓學生厘清了三者的概念，又可區分三者不同，加深理解。再在上述基礎上作適當延伸，將得出什么是兩性氫氧化物，即既能與酸反應生成鹽和水，又能與堿反應生成鹽和水的氫氧化物，如Al（OH）3、Be（OH）2等。進一步研究還會發現，從宏觀上看Al2O3、Al（OH）3都能與酸、堿反應生成鹽和水，但從微觀上看它們有著顯著的區別。Al2O3在水中很難發生電離，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與堿反應時促進了酸式電離，生成偏鋁酸鹽，Al（OH）3與酸反應時促進了堿式電離，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截然不同的基團，氨基（-NH2）和羧基（-COOH）。在水溶液中氨基與氨氣（NH3）相似，結合水電離產生的質子（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又能與堿反應。那么，既能與酸反應又能與堿反應的化合物就是兩性化合物嗎（對概念的進一步深化）？顯然不是。如許多弱酸的酸式鹽既可以與強酸反應，也能與強堿反應，但不屬于兩性化合物。如NaHCO3、NaHSO3、NaH2PO4等。
從以上事例可看出，教學中如果把相關的概念放在一起，加以類比，全面的分析概念的本質、內涵和外延，有利于學生對化學核心概念的建立。
二、在類比中建構知識
電離平衡常數、溶度積常數都是學生學習的難點，學生往往對這些概念不能深刻理解，導致在解答相關問題時，抓不住要點實質。若運用類比的方法，在化學平衡常數相關知識要點的基礎上延伸拓展，教學將起到事半功倍的效果。
通過類比得知：
一是它們的本質相同。都是一種動態平衡體系。即研究一定條件下的可逆反應、弱電解質的電離平衡、難溶電解質的溶解平衡。當改變某些外界條件后，平衡發生移動，最終達到一種新的平衡。
二是它們特點相同。其一，與化學平衡常數一樣，化學平衡常數大小除與物質本身的性質有關外，還受溫度的影響，而與反應物或生成物的濃度等無關，三大平衡常數都是溫度的函數，所以研究平衡常數時都必須指明溫度。其二，不同的平衡體系其平衡常數不同。平衡常數越大說明反應（或電離、沉淀）越徹底，生成物濃度（或離子濃度、沉淀的量）越大，反應物濃度（或弱電解質分子濃度、難溶電解質離子濃度）越小。因此，平衡常數的大小可以表示反應（或電離、沉淀）進行的程度，轉化率高低。
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，其思路、步驟與化學平衡一樣。按照“始、轉、平”三段分析的方法。“始”是指正確計算出各物質的起始量（物質或離子的起始濃度）；“轉”是在變化過程中各物質的改變量；“平”是指到達平衡時各物質的濃度。準確分析計算“始、轉、平”是解決具體問題的關鍵。
通過上述三大平衡常數相關知識的對比，這就將新知識納入了學生已有的知識體系中，既復習了舊知識，又建構了新知識。
三、在類比中深化理解
在化學學習中，有很多知識間存在著某些相似或相同點。教學中實時地運用類比，通過類比對象與學習內容之間的某些共性、差異和特殊性的比較，啟迪學生的思維，引導學生弄清知識間的內在聯系，使知識系統化，深化理解所學知識，實現知識的意義建構。
在有機化學的學習中，通常是先對某一個或一類最具代表性的物質進行研究，對其結構、性質作深入分析，在此基礎上通過類比延伸拓展到其它同類型或不同類型的物質。比如，學習烯烴時首先探究乙烯的組成、結構和性質等，通過學習掌握了乙烯的主要化學性質。乙烯可以發生加成反應、加聚反應、氧化反應等，而這些反應的發生是因為乙烯分子中存在一個不飽和價鍵π鍵，π鍵的鍵能小于碳碳σ鍵，容易發生斷裂而反應。根據烯烴、二烯烴、炔烴等不飽和烴的結構特征不難得出它們與乙烯具有相似的性質。苯也是一種不飽烴，其不飽和程度更高，那么苯是否也能發生加成、氧化等反應呢？這就要對苯結構的特殊性進行分析。在單烯烴中，碳碳π鍵是相對獨立的，容易斷裂。而在苯分子中，從碳四價學說看苯具有凱庫勒式的結構，即單雙鍵相間，應具有烯烴的通性。事實證明，苯不能使溴水和高錳酸鉀酸性溶液褪色，說明它沒有表現出像烯烴的不飽和性，性質相對穩定。經研究、測定，人們發現苯分子中6個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特的鍵（離域大π鍵），雖能體現出不飽和價鍵的性質，如在一定條件下可以和H2等物質發生加成反應，但不能使溴水和高錳酸鉀酸性溶液褪色，體現了苯的特殊性。通過上述物質之間的類比分析，使學生清晰地認識到苯和烯烴的區別與系聯，更加全面深刻地理解苯的結構與性質，形成了物質結構決定物質的性質，物質的性質反映了物質結構的學科思想。
四、在類比中解決問題
問題解決是以已有的知識、經驗為基礎，如果沒有相關的先前知識，問題解決則無法進行。即使所謂的“新問題”，也能在貯存的知識系統中或多或少的存在某些“原型”，關鍵是能否從已有的知識儲備中順利提取到相關的信息。類比能將新問題轉化為已有知識經驗中相似的問題原型，通過比較在兩者之間建立聯系，實現知識的有效“遷移”，把當前的情景轉換為熟悉的、簡單的、清晰的情景，從而使問題得到解決。
[問題1]根據鹵代烴的性質完成下列方程式：
（1）溴乙烷跟NaHS的反應；
（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，是一個典型的取代反應。其實質是帶負電的原子或原子團（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-，根據與OH-的相似點，可寫出化學方程式：
（1）C2H5Br+HS-C2H5SH+Br-
（2）2C2H5OH+2Na2C2H5O-+2Na++H2
C2H5O-+CH3ICH3—O—C2H5+I-
[問題2]已知液體SO2和純水的導電性相近，實驗測得兩者的導電率分別為8×10-8Ω-1·cm-1和6×10-8 Ω-1·cm-1。請用化學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，對于學生來講是一個全新的問題，但酸堿中和反應（問題原型）學生并不陌生。由SO2和純水的導電性相近，說明兩者的電離能力相當，相反有反應：H3O++OH-=2H2O（中和反應實質）極易發生。則反應SO32-+SO2+=2SO2容易進行，與上述離子反應對應的化學方程式分別為：
Ⅰ：CsOH+HCl=CsCl+H2O
Ⅱ：Cs2SO3+SOCl2=2CsCl+2SO2
因此，可用Cs2SO3滴定SOCl2。
五、在類比中培養能力
科學史上很多重大發現、發明，往往發端于類比，類比被譽為科學活動中的“偉大的引路人”。數學家、天文學家開普勒曾說：“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。”教學中運用類比使學生能體會到知識之間的聯系，在先前知識的“引領”下，起到舉一反三、觸類旁通的效果，能夠系統地掌握學科概念，有助于培養學生分析、比較的能力，最終達到發展智力，培養學生的思維能力。
如在學習Pb3O4結構和性質時，學生常常把它和Fe3O4進行類比。從表面上看兩種物質組成完全一樣，如果不深入分析推敲極易誤入歧途。物質的組成結構與元素的價態有密切的聯系。在Fe3O4中鐵為+2和+3價，而Pb3O4中鉛為+2和+4價，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]，正是由于它們結構上的差異導致了其化學性質的不同，如與濃鹽酸的反應分別為：
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
Pb3O4+8HCl=3PbCl2+Cl2+4H2O
再如，在分析HClO分子的結構式時，學生時常將其寫成H-Cl-O。出現這種錯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行類比，則不難得出其正確結構為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”結構，由此可推出HClO分子的空間構型。
參考文獻
