(2)同理先算出,而684.8>171.2,平衡只有向逆反应方向移动,使分子c(N2O4) 减小,分母c(NO2) 增大才有机会让比值由684.8重新回到171.2。于是得出“其他条件不变,减小反应物浓度,可使化学平衡向逆反应方向移动”的规律。
(3)算出比值为2×171.2=342.4, 而342.4>171.2,平衡只有向逆反应方向移动,使分子c(N2O4) 减小,分母c(NO2) 增大才有机会让比值达到171.2。于是得出“其他条件不变,增大生成物浓度,可使化学平衡向逆反应方向移动”的规律。
(4)算出比值为(1/2)×171.2=85.6,而85.6<171.2,平衡只有向正反应方向移动,使分子c(N2O4) 增大,分母c(NO2) 减小才有机会让比值达到171.2。于是得出“其他条件不变,减小生成物浓度,可使化学平衡向正反应方向移动”的规律。
上述分析过程中,通过学生的亲自计算得到实际比值偏离了平衡常数171.2,推出必须要破坏原来的平衡状态,然后与平衡常数进行大小的比较,为使比值重新达到171.2,可以得出平衡移动的具体方向。此过程表面上看起来略显烦琐,但是对于学生掌握平衡移动的本质原因,我自我感觉效果肯定比只从简单的实验现象归纳得出结论要深刻的多。
二、压强的变化对化学平衡的影响
书本尽管设计了第50页的“交流与讨论”,试图用表2-11中三个反应前后气体分子数目分别为减小、增大、不变的可逆反应为例:
让通过学生填写三个的“平衡常数表达式”,并利用反应物与生成物浓度的变化来解释增大或减小体系的压强对平衡的影响。
但是我总感觉没有采用具体的数据展开计算,许多学生理解起来肯定会比较含糊。所以我还是以书本第44页表2-6第一行数据为例,作如下的分析:
(1)若压强增大一倍(通过体积缩小一倍),则NO2,N2O4浓度均增大一倍。
而此时温度不变,则K值171.2不变,而85.6<171.2,所以85.6要增大到171.2,必须适当增大分子N2O4的浓度,减小分母NO2的浓度才有机会!也就是平衡正向移动。于是得出“其他条件不变,增大压强,会使平衡向着气体体积缩小的方向移动”的规律。
(2)若压强缩小一倍(体积增大一倍),则NO2,N2O4浓度均缩小一倍。
同理此时温度不变,则K值171.2不变,而342.4>171.2,所以342.4要减小到171.2,必须适当减小分子N2O4的浓度,增大分母NO2的浓度才有机会!也就是平衡逆向移动。于是得出“其他条件不变,减小压强,会使平衡向着气体分子数目增大的方向移动”的规律。
*另外插一句,如果保持体系的体积不变,而加入惰性气体等与反应无关的气体来增大压强,若利用此时N2O4和NO2的浓度均保持不变,则比值仍然为171.2,则得出平衡不移动的结论,我想学生就完全可以明白了。
三、温度的变化对化学平衡的影响
1、首先进行第51页“活动与探究”实验演示,借助实验现象记录来分析直接得到相应的规律:
(1)热水中,溶液的颜色向蓝色转变,得到结论为“其他条件不变,温度升高,平衡向吸热反应方向移动”;
(2)冰水中,溶液的颜色向粉红色转变,得到结论为“其他条件不变,温度降低,平衡向放热反应方向移动”。
2、接着我让学生翻到书本第45页参见表2-8:
的平衡常数与温度的关系
T/K 373 473 573 673 773
K 3.35×109 1.00×107 2.45×105 1.88×104 2.99×103
结合书本第49页“交流与讨论”中提到的反应式:
由上表数据可以得到,随着温度的升高,K值减小,即平衡时NH3的浓度减小,N2和H2的浓度增大,也就是平衡逆向(吸热方向)移动。
这样得出“其他条件不变,温度升高,平衡向吸热反应方向移动;温度降低,平衡向放热反应方向移动”的规律也就顺理成章了。
通过对“化学平衡的移动”这一单元教学的设计,我有如下的体会:
(一)重视运用直观手段,创设良好学习情景。对于有些知识点理论性强,内容抽象,学生学习存在一定的难度,采用实验等手段的实物直观,可以使学生在观察实验的基础上形成感性认识,然后引导学生对实验现象进行分析,总结现象产生的原因。另外采用图象、数据、多媒体课件、录象等直观手段的模象直观,能现象地说明微观过程,从而实现由感性认识到理性认识的升华。