周學(xué)工 吳文中
摘要: 以2019年全國(guó)理綜化學(xué)(I卷)26題為例,對(duì)其中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行分析,特別對(duì)諸如Mg2+(aq)+2NH3·H2OMg(OH)2(s)+2NH+4(aq)這類化學(xué)反應(yīng)的平衡及其移動(dòng)作進(jìn)一步思考,提出應(yīng)該深刻理解化學(xué)平衡及其移動(dòng)思想的具體運(yùn)用,提高學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)與解決問題的思維能力。
關(guān)鍵詞: 化學(xué)平衡及其移動(dòng); 化學(xué)工藝試題; 試題解析; 碳酸銨
文章編號(hào): 10056629(2019)10008205中圖分類號(hào): G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: B
化學(xué)平衡思想是中學(xué)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容之一,在高中化學(xué)教學(xué)中構(gòu)建化學(xué)平衡思想有利于學(xué)生加深對(duì)理論的理解并建立系統(tǒng)的知識(shí)體系,有利于學(xué)生形成符合學(xué)科特點(diǎn)的思想方法,有利于學(xué)生提高學(xué)科素養(yǎng)與解決問題的思維能力。
提及化學(xué)平衡,我們首先想到的是一些典型的化學(xué)平衡,同時(shí)也會(huì)聯(lián)想到課堂教學(xué)中的重點(diǎn)內(nèi)容,主要就是“可逆反應(yīng)在一定條件下進(jìn)行到一定程度時(shí),正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)物和生成物濃度不再發(fā)生變化,反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)”[1]。對(duì)于“化學(xué)平衡常數(shù)”的教學(xué),多數(shù)教師以勒夏特列原理作為判斷和解釋平衡移動(dòng)的核心原理,將化學(xué)平衡常數(shù)蜻蜓點(diǎn)水似地帶過,沒有重視挖掘其功能和價(jià)值[2]。學(xué)生在分析平衡問題的時(shí)候也習(xí)慣于從反應(yīng)速率的變化去思考(注: 這樣的思考也沒有錯(cuò)),從而導(dǎo)致無法深刻理解化學(xué)平衡問題。其實(shí)化學(xué)平衡主要關(guān)注的是化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行限度,屬于化學(xué)熱力學(xué)范疇,而化學(xué)反應(yīng)速率屬于動(dòng)力學(xué)研究?jī)?nèi)容,也就是說,化學(xué)反應(yīng)平衡狀態(tài)如果用動(dòng)力學(xué)知識(shí)來描述,會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)化學(xué)平衡的理解停留在問題表面。因此要深入理解和解決平衡問題,更需要從熱力學(xué)層面去分析與思考。在高中階段,我們一般用平衡常數(shù)來分析和解決相關(guān)問題,現(xiàn)就2019年全國(guó)理綜化學(xué)(Ⅰ卷)26題的解讀為例,與讀者一起交流和討論,以期體驗(yàn)和感受化學(xué)平衡思想在高考題中的表現(xiàn)形式。
1 原題及其參考答案
26. 硼酸(H3BO3)是一種重要的化工原料,廣泛應(yīng)用于玻璃、醫(yī)藥、肥料等工藝。一種以硼鎂礦(含Mg2B2O5·H2O、 SiO2及少量Fe2O3、 Al2O3)為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下:
兩種工藝過程都有NH3釋出,很好地體現(xiàn)了化學(xué)平衡思想在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。
4 結(jié)束語
把化學(xué)平衡思想貫穿在高中化學(xué)教學(xué)中,不但能使學(xué)生學(xué)會(huì)分析化學(xué)反應(yīng),更能幫助學(xué)生真正理解化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì),化學(xué)反應(yīng)之所以能發(fā)生,并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的問題,在教學(xué)過程中不能以偏概全。用化學(xué)思想方法來看待和解釋化學(xué)現(xiàn)象,理解現(xiàn)象背后的真正化學(xué)原理,不僅能使學(xué)生弄明白化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì),更能使學(xué)生體會(huì)和感悟到化學(xué)的變化之美、平衡之美。
參考文獻(xiàn):
[1]王祖浩主編. 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)2(第6版)[M]. 南京: 江蘇教育出版社, 2015: 33.
[2]馬夏君, 張文華. 對(duì)“化學(xué)平衡常數(shù)”教學(xué)的反思與探索[J]. 化學(xué)教學(xué), 2014, (3): 37~41.
[3][4]吳文中. 探索計(jì)算機(jī)精確計(jì)算在高中化學(xué)研究中的應(yīng)用——基于“Wolfram Mathematica”平臺(tái)[J]. 化學(xué)教學(xué), 2018, (5): 92~97.
[5][6]陳越峰, 吳文中. 微觀表征碳酸氫鈉溶液中的離子行為[J]. 中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考, 2017, (11): 42~45.