徐健

摘要：教学中，化学平衡中“自相矛盾”的几个疑难点，引起了学生原理知识的理解障碍。本文以案例的方式给出了三个疑难点的冲突案例，经过典型例题对比分析，引发学生的思考，引导学生的思维碰撞，帮助学生在困惑中学习原理的核心知识，并在原理知识的应用中为学生提供了适当的拓展。

关键词：勒夏特列原理;平衡常数;水解平衡

中图分类号：G633.8   文献标识码：A   文章编号：1992-7711（2020）02-0149

在高三的复习教学中，我们经常会发现一些经验性的结论在应用过程中出现自相矛盾的地方，为了自圆其说，我们会给经验性的结论加上一个应用的限定条件。这些限定条件给学生一个明确的使用环境，殊不知，种种困惑在学生心里不断冒出。化学平衡知识的抽象，困惑的集中造成了学生的畏惧心理。本文尝试由冲突例题引入，引发思考，加深学生对基础知识的认识，挖掘知识认知的本质并拓宽其应用。鉴于笔者专业知识的浅薄，认识不到位，还希望抛砖引玉得到专家们的指导。

案例一：减弱改变而不抵消改变

“减弱改变而不抵消改变”源于教材定义的经验性解读，苏教版《化学反应原理》教材P55关于化学平衡移动原理概述为：改变影响化学平衡的一个因素，平衡将向着能减弱这种改变的方向移动。平时教学中，为了解答高二新学内容难以解释的一些习题，教师通常会强调平衡移动原理的实质在于减弱改变，自然地衍生出不能抵消改变的应用。常见实例如下。

分析：将体积缩小到原来的[12]，相当于压强增大，由平衡移动原理可判断平衡右移。假设原平衡氢气的浓度为C0，将体积缩小到原来的[12]，则瞬间浓度变为原来的两倍（即2C0），则氢气浓度的增加量为ΔC=C0，虽然平衡右移，依据减弱改变而不抵消改变，可快速判断氢气浓度变化量小于ΔC，故氢气的浓度达新平衡后较原平衡大。

学生的答题情况：大部分学生错选C。学生答错的直接原因就是应用减弱改变而不抵消改变的经验判断。

例2 的解题分析：原平衡的平衡常数K=C（CO2），将容器体积缩小为原来的一半，瞬间压强增大为原来两倍，平衡朝左移动。因反应体系中只有CO2，体系温度不变，达到新的平衡，K=C（CO2），则CO2浓度与原来浓度一样，则压强与原平衡相同。

平衡移动只能减弱外界条件的改变，不能抵消，更不能超越，在某些難以理解的题目中（如例1），这个经验判断可以帮助我们快速判断正确答案。但反思例题2选项C与经验判断的“自相矛盾”，也让学生了解了关于勒夏特列原理的经验判断是有条件的，是有局限性的。滥用勒夏特列原理有时会得出错误的结论。

苏教版《化学反应原理》教材P55提到，早在1888年，法国科学家勒夏特列就发现了体系改变对化学平衡移动影响的规律，并总结出化学平衡移动原理：改变影响化学平衡的一个因素，平衡将向着能减弱这种改变的方向移动。若仅从苏教版内容解读，我们可以理解为该原理未提及再次达到平衡的结果如何，只是侧重于判断平衡移动的方向。所以该原理应用从教材分析来看，应适用于判断平衡移动的方向，不适用再次平衡结果的讨论。

胡永才在《对“化学平衡移动”的认识》一文中指出：化学平衡移动与“三个状态”有关：“原平衡状态”，改变条件后的“非平衡态”，在新条件下达到的“新平衡状态”。进一步说明“平衡移动方向”是指由“非平衡态”到达“新平衡状态”的方向。

再次分析例2的解题分析，化学平衡移动的结果判断应当借助化学平衡常数等定量判断。值得一提的是，苏教版《化学反应原理》教材以化学平衡常数为主线，明确提出从反应的平衡常数来认识化学平衡状态。勒夏特列原理则安排在最后，利用该原理来选择和确定合成氨的工艺条件。但没有提及到两点：浓度商与化学平衡常数的大小比较，勒夏特列原理使用范围和局限性。后面两点需要教师在教学中适当的介绍引入，以排除学生的困惑。

案例二：电离平衡和水解平衡的影响因素

例3 某学生取出10 mL 0.10 mol/L醋酸溶液，滴入甲基橙试液，显红色，再加入醋酸钠晶体，颜色变橙色，请解释原因。

答案解析：CH3COOH[]CH3COO-+H+，加入醋酸钠晶体后，醋酸根离子浓度增加，电离平衡向逆方向移动，c（H+）下降，pH 升高，溶液由红色（pH<3.1）变为橙色（3.1

当呈现上述解析时，大部分学生能够接受答案解析，少部分中等程度的学生开始不理解。这些学生陈述了自己的理由：醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOH[]CH3COO-+H+，醋酸钠晶体加入后CH3COO-离子水解呈碱性，也可以造成pH的升高。瞬间开始接受的学生也开始动摇了。

问题动态生成了，课堂中如果教师不及时解释，学生的认知方面会更加模糊不清。及时得到分析不仅能排除疑惑，更能帮助学生认识问题的本质。

举证一：醋酸钠晶体加入后水解呈碱性，那就加入CH3COONH4固体，因为CH3COONH4中两离子的水解程度一样，故加入水中，不会引起原醋酸溶液pH的变化。若颜色仍然从红色变为橙色，则说明是由于醋酸钠溶于水电离出大量的醋酸根离子，抑制了醋酸的电离，使c（H+）减小，因此溶液的pH增大。若溶液颜色仍然为红色，则是CH3COO-离子水解呈碱性原因引起的。

上述举证表明可以借助实验来验证平衡影响的具体因素，但这些说明未从基本原理出发解释，下次碰到相似情境，学生可能还会冒出类似疑惑。

举证二：醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOH[]CH3COO-+H+，Ka=c（CH3COO-）·[cH+cCH3COOH]，在该平衡体系中加入醋酸钠晶体瞬间，c（CH3COO-）增大，c（H+）和c（CH3COO）浓度基本不变，则Qc>K，则平衡朝分子化方向移动。这个解释并不能排除学生的疑惑，醋酸钠晶体加入后水解出的OH-也会消耗平衡体系中的H+。

举证三：从水解的实质尝试分析，CH3COO-结合了水电离出来的H+，从而破坏了水的电离平衡。若往醋酸溶液中加入醋酸钠晶体，CH3COO-除了可以结合水电离出来的H+，更容易结合醋酸电离出的H+，原因是醋酸比水更容易电离出H+。到这里，学生恍然大悟。

案例三：等效平衡思想及盒子模型的应用

例4：对于PCl5（g）[]PCl3（g）+Cl2（g）反应，达到平衡后，保持温度、容积不变，又加入一定量的PCl5，达新的平衡后，PCl5的转化率的____（填“增大”“减小”或“不变”）。

分析：对于aA（g）[]bB（g）类反应，为了快速判断上述条件下A的转化率变化情况，我们经常会借助盒子模型来加以分析。

分析盒子模型方法，存在以下三个难点：

1. 图1、图2为什么可以等效？

2. 图1、图3为什么可以等效？

3. 图4到图2过程IV压强增大，平衡相当于朝逆方向移动。这里朝逆反应移动与原平衡中加入PCl5，反应物浓度增加，平衡朝正方向移动。这两个移动方向为什么有矛盾？

若想用等效平衡思想中的盒子模型分析该反应转化率变化情况，我们必须在课前做好铺垫，解决好上述三个问题，才能让学生真正掌握该方法应用的核心思想。等效平衡的思想抽象，不易被学生所掌握，不妨借助平衡常数加以适当的估算，快速具体的完成该反应的转化率变化的情况分析。

假设PCl5起始通入为1mol ，到平衡后PCl5的浓度为C1 mol/L，PCl3的浓度为C2 mol/L则Cl2的浓度为C2 mol/L，此时平衡常数K=[C2×C2C1]。

若在上述平衡的体系中再通入1 mol PCl5，假设达到新平衡后转化率不变，则新平衡时PCl5的浓度为2C1 mol/L，PCl3的浓度为2C2 mol/L则Cl2的浓度为2C2 mol/L，此时浓度商Qc=[2C2×2C22C1]=2K，因为Qc>K，则此时假设的新平衡状态不成立，该反应还需向逆方向移动才能达到平衡，故再通入1 mol PCl5，达到新平衡后PCl5的转化率减小。

以此类推，可以判断对于aA（g）[]bB（g）类反应，若a>b，转化率增大;若a=b，转化率不变;若a

以上案例虽然在实际情境中不多见、不常见，但案例中的例题确实困扰学生，成为学生顺利掌握化学平衡相关原理的拦路虎。通过认知冲突例题的引入，引起学生发现知识认知上的盲点，对比分析各个疑难点的解题策略，从原理的本源知识出发，让学生认识产生认知冲突的根源，帮助学生掌握原理知识的核心目標。以上案例的使用，既可以在课堂上使用，也可制作成微视频，用于学生周末回家的反复观看练习。总之，在教学中需要不断地总结，更需要引导学生去总结，从本质上去分析和总结，善于用新的观念去审视旧观念，并在实践中不断地去检验和完善;在对待问题时，我们既不能把问题讲死，也不能总以特例来搪塞学生，更不能想当然，而要寻找科学依据或实验来说服自己和学生。

参考文献：

[1] 贾绍明.化学平衡“向左走”还是“向右走”[J].中学化学教学参考，2012（3）：28-29.

[2] 胡永才.对“化学平衡移动”的认识[J].化学教学，2015（7）：86-89.

（作者单位：浙江省杭州市余杭高级中学   310000）