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“割、补豆腐块法”巧解化学平衡问题

来源:教育教学论坛     2019-4-30 9:20:42      点击:

李小燕

“割、补豆腐块法”巧解化学平衡问题

【摘要】化学平衡是中学化学三大理论之一,具有抽象性强、逻辑性强的特点。平衡移动和相关计算是化学平衡中的难点,为解决这一难点,引入“等效平衡”这一思维方法,但多数学生很难理解,更不能灵活应用“等效平衡”原理分析问题、解决问题。“割、补豆腐块法”来源于生活,简单易懂,可使复杂的化学平衡问题图像化、直观化,能极大提高解题效率。

【关键词】割、补豆腐块法 等效平衡 化学平衡

【中图分类号】G633.8【文献标识码】A 【文章編号】2095-3089(2018)22-0169-02

一、等效平衡

在一定条件下,可逆反应无论采取何种途径,即无论反应从正反应方向还是从逆反应方向开始,无论是将反应物一次性投入还是分批投入,只要达到平衡后,各相同组分的百分含量相同,就视为等效平衡。这里的百分含量,可以是物质的量分数,也可以是质量分数。

学生应用“等效平衡”原理解题的前提是:必须牢记在恒温恒容、恒温恒压下建立等效平衡的条件,显然这不符合学习的一般过程,学生只能短时间记忆,不能因题解题、灵活应用,为了弥补上述缺点,本文引入了“割、补豆腐块法”。

二、“割、补豆腐块法”

(一)原理分析:

做豆腐时,如果配料相同,制作工艺相同,所做豆腐的口味是相同的。从化学角度看,口味相同是豆腐中各组分百分含量相同的宏观体现,各组分的百分含量不随豆腐量的多少而变化,是一个定值,这和“等效平衡”中的“等效”是同一含义,因此“等效平衡”问题可用更加生活化、形象化的“割、补豆腐块法”加以解决。

豆腐块“割、补”过程如下图所示:

在割、补的过程中,各组分的百分含量保持不变。对于处于平衡状态的可逆反应,在割、补的过程中化学平衡不移动,即处于“等效平衡”状态,各组分的百分含量保持不变。

(二)解题过程:

1.确立参照标准:选题干中已知状态为参照标准。

2.按照化学方程式中化学计量数关系,用“一边倒”的方法将问题中所给物质的物质的量转化为参照标准中各物质的物质的量。

3.用“割、补豆腐块法”对“一边倒”后的体系进行“割或补”,使各物质的物质的量与参照标准中各相应物质的物质的量相等(或某几种物质的物质的量与参照标准中相应物质的物质的量相等)为止。

4.增大或减小外界大气压,使“割、补”后体系所占体积为参照标准中的体积,以“割或补”所得中间状态为桥梁,依据勒夏特列原理可判断:某条件下的建立的平衡状态与参照标准中的平衡状态是否处于等效状态。

三、“割、补豆腐块法”在化学平衡中的应用

在割取、减压的过程中,平衡不移动,所以A选项平衡时CO的体积分数仍为x。

在割取、减压的过程中,平衡不移动,加入1molH2O至参照标准,平衡正向移动,CO的量减小,气体总量增多,所以B选项平衡时CO的体积分数大于x。

在补、加压过程中,化学平衡不移动,CO的体积分数不变,取出0.1molH2O至参照标准,平衡逆向移动,CO的量增多,气体总量减少,CO的体积分数增大,所以C选项平衡时CO的体积分数小于x。

D选项:一边倒后容器中有1molCO和2molH2O(g),与参照标准完全一致,CO的体积分数仍为x。

通过上述例题我们可以看到,用“割、补豆腐块法”解决化学平衡问题,过程简单明了,只须选取参照标准,画图进行“割或补”至问题中某些量与参照标准一致,再结合勒夏特列原理,就可判断问题中化学平衡与参照标准是否处于等效平衡状态,进而解决各种问题。用“割、补豆腐块法”解题,可使抽象性强、逻辑性强的化学平衡问题图像化、直观化,降低解题难度,提高解题效率。

参考文献:

[1]张安国.“等等、大大、小小”巧解化学平衡中的转化率[J].数理化学习(高中版),2015(10):43.

[2]李伟.用图示分解法巧解一类化学平衡移动题[J].中学生数理化(高考版),2011(12):32-33.

[3]刘雪峰.巧用模拟法解化学平衡问题[J].青苹果,2008(06):33-35.

[4]骆旭锋.“过程假设”,巧解化学平衡[J].高中生学习(高三版),2011(22):46-48.


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