常考化学平衡原理题型对教学深度的启示

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  摘要:分析对比近三年高考考题,掌握常考内容及其考查深度,对教学有启示作用。
  关键词:题型  教学  启示
  化学平衡原理题型是多年来高考常考题型之一,考查内容变化不大,但考查方式非常灵活,对相应知识要求有一定的高度。教学中发现一些学生对相应知识理解不透,所以解答比较慢或者答案不完整。笔者以高考考题为出发点,阐述常考内容以及从中得到的启示进行了归纳。
  一、化学平衡原理题型常考内容
  1. 化学反应速率【2018全國卷Ⅲ-28(3)③】、平衡常数K【2016全国卷Ⅰ-27(2)②、2017全国卷Ⅰ-28(3)、2017全国卷Ⅲ-28(4)、2018全国卷Ⅰ-28(2)④、2018全国卷Ⅱ-27(1)】、转化率【2017全国卷Ⅰ-28(3)】、浓度等相关计算。
  2. 化学平衡移动问题:结合勒夏特列原理,通过图表考查学生识图识表,进行数据分析,吸收、提取有效信息,解释、判断平衡点,平衡移动的原因,提高转化率的方法,比较温度和压强的大小等。【2016全国卷Ⅱ-27(2)、2018全国卷Ⅱ-27(2)、2018全国卷Ⅲ-28(3)②、2018全国卷Ⅱ-27(2)②】
  二、对教学内容的启示
  1. 深层次理解催化剂影响化学反应速率的原因
  对比人教版两本教科书,发现现行教科书即《化学》选修4第22页所阐述的与旧版教科书即必修加选修《化学》第二册第37页有所差别。选修4所阐述的更直接体现出催化剂能加快化学反应速率的原因,阐述更详细。催化剂的研究和应用是21世纪化学的一个重大课题,对学生的考查是必然的,要求学生不仅懂得“使用正催化剂能加快化学反应速率”,还要懂得“催化剂能加快反应速率的原因是降低反应所需活化能,提高活化分子数目,提高活化分子百分数,从而提高有效碰撞几率,增大反应速率”。
  比如考题【2018年全国卷Ⅰ-28⑶】:对于反应2N2O5(g) → 4NO2(g)+ O2(g),R.A.Ogg提出如下反应历程:第一步N2O5  NO2 + NO3快速平衡
  第二步NO2 + NO3 → NO +NO2 + O2 慢反应
  第三步:NO+ NO3 → 2NO2 快反应
  其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是  (填标号)。
  A.v(第一步反应的逆反应)>v(第二步反应 ) B.反应的中间产物只有NO3
  C.第二步中的NO2与NO 3的碰撞只部分有效  D.第三步反应的活化能高
  题中D项就是涉及催化剂影响反应速率的原因,只要深刻理解,C项也即可迎刃而解。
  2.适当拓展平衡常数表达式及其应用
  人教版《化学》选修4第29页所阐述化学平衡常数只用浓度来表示,而高考考题常要求用压强来表示并计算结果。因此,在教学中应由用浓度表示的平衡常数演变成用压强表示的平衡常数。比如反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数,这是按照人教版《化学》选修4的写法,实际上如果要区别于用压强来表示,这里的应写成即,而用压强来表示的平衡常数则为,这也是高考常考的,教学中应作为必须补充内容之一。
  平衡常数的应用不仅限于判断和比较可逆反应进行的程度、判断反应进行的方向和反应的热效应,还用于求正、逆反应速率之比,要求更高。把平衡常数与反应速率(或正、逆反应速率常数)建立对应关系非常重要。
  比如考题【2018全国卷Ⅲ-28⑶】:对于反应2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。反应速率,、分别为正、逆向反应速率常数,为物质的量分数,计算a处=___(保留1位小数)。设问虽然求反应速率比值,本质上就是在平衡状态时(对应常数),从而列出,最后运用已计算出的值即可求出结果。
  3.灵活转换解答化学平衡计算题的“三段式”法中的三个量
  “三段式”法要求明确列出三个量——起始量、变化量、平衡量,而这三个量多数是物
  质的量或者是物质的量浓度,学生比较熟悉。随着高考对能力要求逐渐增高,在高考考题中并没有给出物质的量或浓度,而是给出压强及其变化,根据“同温同体积条件下,气体的压强之比等于物质的量之比”列出的量是压强而不是物质的量。因此,平时在课堂教学中,反复演练用压强列出三量是很有必要的。
  比如例题:已知反应2N2O5(g)=4NO2(g)+ O2(g),t=0时,t=62min时,测得体系,则此时。“三段式”法列出的三个量如下,
  只要在课堂上多展示,学生就会熟悉,从容应对此类问题。
  以上是笔者对高考考题的一些探讨和教学启示。总之,了解高考常考内容以及考查内容的深度,有利于把握课堂教学尺度,更加高效地完成课堂教学,提高教学质量。
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