1.研究背景与课题的提出
1.1 研究的背景
随着新课程的实施,提出了“提高学生科学素养”的最高宗旨,化学平衡在化学课程中占着举足轻重的位置,历年来称为高考的热点。由于化学平衡中涉及的概念比较抽象、复杂,学生接受和学习起来比较困难,化学平衡的问题一直是困扰中学生的一个难题。新课标虽然没有明确要求学生掌握等效平衡,而等效平衡的习题却随处可见,教师要把等效平衡的知识重新串入课堂。等效平衡与平衡移动也息息相关,这两个概念很容易混淆,教师对于平衡移动的理解尤为重要,教师的理解直接关系到了学生的理解。教师应该如何把握平衡移动的判断依据,如何澄清平衡移动与等效平衡的关系成了一个重要的研究课题。
1.2 研究问题的提出
本人在 2012 年 5 月至 6 月在长春八中实习期间曾碰到这样一个问题,某老师对2012 年长春市高中毕业班第二次调研(理综)中一道化学平衡移动的问题产生疑问,据他所述,很多老师对那道题中改变条件化学平衡是否移动发生了争论。接着在《中学化学教学参考》2012 年第 3 期中有一篇叫做:化学平衡“向左走”还是“向右走”的文章,文章举出了这样一个例子如下所述[1]:
在一定温度下,向恒容密闭容器中充入 1mol CO 和 1molH2O 气体,发生可逆反应 并达到平衡。
(1) 若再充入 1molCO,则平衡移动。
(2)然后又充入 1molH2O,则平衡移动。
(3)第(2)问反应完所建立的平衡,与最初的平衡相比,平衡是否移动?若移动,方向如何?
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2.中学教材中化学平衡移动的学科思想分析
2.1 化学平衡状态表述的比较
表中的着重号是笔者自己加上去的。表中的化学平衡状态的表述是摘自高中化学选修课《化学反应原理》,从表中我们可以看出,三种版本的表述都提到了化学反应物和生成物的浓度,当反应达到平衡时两者的浓度不在发生变化。人教版是由初中学过的溶解度引入,从溶解度到溶解平衡,再到平衡状态。这种方法的引入比较容易让学生明白其中的道理。苏教版是从可逆反应中生成物和反应物的浓度随时间变化图而引进来的,是用可逆反应的特征引入化学平衡状态的。鲁科版的化学平衡状态的定义表述是在必修 2 中,选修部分是用合成氨实验为依托而谈化学平衡状态的。
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2.2 化学平衡移动概念的陈述比较
首先平衡移动概念比较抽象、模糊,中学教师和学生对化学平衡中的难点也就在于对化学平衡移动的理解。三种版本的比较如下表
从表中也可以看出,关于化学平衡移动概念的说法都是比较笼统的,状态发生变化是化学平衡移动的特征,意思是说化学平衡移动了化学平衡状态一定发生改变,而化学平衡状态的改变不一定会引起化学平衡的移动。例如,对于前后气体分子数不变的反应,改变压强,不管压强是变大还是变小都不会引起化学平衡移动,因为正反应速率和逆反应速率始终是相等的,没有净反应速率。但是改变压强却使反应的平衡状态发生了变化,反应中个物质的浓度变大或者变小了。
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3.中学教师对化学平衡移动的学科理解研究............... 21
3.1 从文献中间接观察教师对化学平衡移动的理解.................... 21
3.2 在实践中采访教师对化学平衡移动的理解..................... 23
4.结论和启示.................... 30
4.1 结论 ..................30
4.2 启示 ...................... 30
3.中学教师对化学平衡移动的学科理解研究
3.1 从文献中间接观察教师对化学平衡移动的理解
3.1.1 研究对象的选择
本文主要从中学化学教学参考、化学教育等杂志中选取的文献,借此笔者选择了几篇关于化学平衡移动的文章进行分析,选择对象、文献及年限如下表
在这三篇文献中,J 老师所举例子的条件是恒温恒容气相反应,反应前后系数和相等;L 老师则是选择了前后系数之和不相等的恒温恒容的气相反应;F 老师则是弄了一个恒温恒压下气相反应的通式。他们的共同点就是恒温恒容条件下的气相反应,按比例改变反应物或者生成物的浓度就等同于改变了压强,然后再用勒夏特列原理判断反应是否移动。
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4.结论和启示
4.1 结论
本论文从以上的分析中得出如下结论:
1.化学平衡移动概念本身的模糊
化学平衡的移动,从概念上来讲,外界条件改变了,化学平衡状态改变了,平衡就会移动,这种认识是错误的。平衡状态的改变还是主要看达到平衡状态的平衡常数 K和改变条件后的反应浓度商Q的值的大小比较,或者从化学反应等温式来看化学平衡是否移动。
2.改变浓度和改变压强不等效
不少例题是通过分解过程来分析,认为在反应前后气体分子数不变的反应中,同比例改变反应物浓度或生成物浓度就等同于增加体系压强或减小体系压强,这一点是不正确的。改变浓度时并没有同时改变反应物和产物的浓度,而是部分的改变;而压强的改变则是应等同于同时增加反应物和生成物的浓度,,所以在分析气体分子数不变的反应时,不能将同比例增加或减小反应物的浓度与改变压强等同起来。
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参考文献(略)