时间：2023-05-29 18:20:34
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇化学平衡常数，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词 平衡 化学 教学
中图分类号：G424 文献标识码：A
1 化学平衡的影响因素
在高中阶段，对于化学平衡的影响因素，我们主要就讨论温度、浓度、压强及催化剂这四个因素。对于升高温度，化学平衡向吸热方向移动；增加反应物浓度，平衡向正方向移动；增大压强（压缩体积）平衡向气体分子数减少方向移动；加入催化剂平衡不发生移动。这些单个因素对化学平衡的影响，大部分学生应该能轻松掌握，对于平衡的移动方向也应能作出准确的判断。
小结：对于单个外界因素变化的平衡移动问题，只要运用勒夏特列原理（改变影响化学平衡的一个因素，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动）即可解决。
2 判断化学平衡移动的难点
3 如何破解平衡移动的难题
对于上面例子中出现的这类问题，仅仅利用勒夏特列原理已经无法圆满解决，但只要引入化学平衡常数，问题就能迎刃而解。
3.1 恒温恒容时平衡移动的判断
3.2 恒温恒压时平衡移动的判断
3.3 恒容时升温平衡移动情况
小结：恒容条件下，因升温引起的压强增大，因为没有改变参加反应的物质的浓度，故对平衡没有影响。
4 在其它平衡中的应用
平衡常数不仅在化学平衡中存在，在其它平衡中同样存在。如在电离平衡中就存在电离平衡常数，在水解平衡中就存在水解平衡常数。在这些平衡中如果能巧妙地利用好平衡常数，同样能使其中的一些难题迎刃而解，做到事半功倍。
灵活运用化学平衡常数进行教学或研究，对一些平时说不明、理不清的抽象的化学平衡问题用清晰的数理方法进行分析，这样我们就能有效提高学生创造性地解决化学平衡问题的能力，使学生的学科综合素质得到进一步的提升。
参考文献
关键词 化学平衡常数 分配系数 实验教学 绿色化学实验
化学平衡常数及分配系数测定实验是一个经典的物理化学实验，测定I2在CCl4和H2O中的分配系数k以及反应I2+KI=KI3的平衡常数KC。本实验涉及到的操作为标准的硫代硫酸钠溶液标定单质碘。通过该实验可以帮助学生更好地理解分配系数的物理意义和化学平衡常数的测定方法。该实验设计思路清晰，易于操作，但是由于学生操作不当，会使实验结果误差很大；同时该实验内容未能及时更新，与当前绿色化学理念相左，因此结合我们长期的教学与管理实践经验，对该实验中存在的一些问题进行讨论，并对这些问题提出一些改进建议。
一、实验方法设计思路
在恒温、恒压下I2和KI在水溶液中建立如下平衡：
为了测定平衡常数，应在不扰动平衡状态的条件下，测定平衡组成。当上述反应达到平衡时，用Na2S2O3标准溶液来滴定溶液中I2的浓度，随着I2的消耗，平衡向左移动，使KI3持续分解，最终只能测得溶液中I2和KI3的总量。由于KI和KI3均不溶于CCl4，只有I2既可溶于CCl4也可溶于H2O，当温度和压力一定时，上述化学平衡及I2在CCl4层和H2O层中的分配平衡同时建立。为了测定上述体系I2的平衡浓度，本实验首先设计一个实验，即体系中没有KI存在，只有I2在CCl4及H2O中的分配平衡，测定I2在CCl4和H2O中平衡浓度，利用下式求出实验温度下I2在两液相中的分配系数k。
由于分配系数只是温度的函数，当温度不变时，分配系数为常数。利用已测出的分配系数，来计算分配平衡和化学平衡都存在的体系中水层I2的平衡浓度，然后可求出KI3和KI的平衡浓度。
二、实验操作中常出现的问题及解决办法
在长期的教学与管理实验的实践中发现，学生操作和现存实验装置中都存在一定的问题，导致学生在实验中出现一些问题，增加了实验误差。以下我们讨论三个方面的问题。
1.移液管取液不准确
用移液管取液时会有一些困难，一是取水层时需量取50 mL水层溶液，由于所取体积较大，而且水层密度较大，在取液时不易控制，调好刻度后，从母液中取出移液管会有液滴滴落，使得实际量取的体积不足50 mL，这样结果会产生偏差；而取四氯化碳层时，由于四氯化碳在下层，如果取出的溶液中混有少量的水，必然会对结果产生影响，而且四氯化碳在移液管中形成的液面也不好观察，极易产生误差。
要解决上述问题，我们只需要准备一个25mL的移液管和一个10mL带刻度的移液管，把原需取50mL水层改为取25mL水层，这样不但可以降低取液的难度，还可以减少硫代硫酸钠的用量，当然为了提高准确度，可以适当的降低硫代硫酸钠的浓度；用10 mL带刻度的移液管移取四氯化碳层时，一定要让移液管中上层保留约1mL的水溶液，然后以水层的凹液面为准，把刻度调到移液管的10mL的刻度线，缓慢的放开手指，把四氯化碳层放在一个干净的锥形瓶中，直到水层的凹液面刚好到5 mL所在的刻度线才停止放液，这样就很好的解决了四氯化碳液面不好观察及混入水层的问题。
2.淀粉指示剂加入过早
指示剂过早的加入，会使单质碘进入淀粉颗粒中，在滴定过程中很难把这部分碘滴定。要解决这个问题只能是尽量晚加淀粉溶液，在滴定四氯化碳层时甚至可以不用淀粉溶液也可以准确滴定到终点，可以通过四氯化碳层的颜色来判断终点。
3.滴定四氯化碳层时滴加速度过快
硫代硫酸钠与单质碘的反应速率很快，但是单质碘从四氯化碳层转移到水层很慢，有些同学滴定过程速度过快，造成水层已经无色，甚至已过量，尽管此时四氯化碳层还有颜色，但实际已经过了滴定终点。因此在滴定四氯化碳层时，要少滴多振荡；或者在取出的四氯化碳层样品中加入适量的KI。
三、本实验的绿色化改进
在物理化学实验中，教师要首先自觉学习并树立良好的绿色化学意识，老师应把绿色化学意识贯彻到教学中去。把具体的实验体系与环境、能源、成本联系起来，设计对环境友好的、耗能和成本低的实验。
要在物理化学实验中推行绿色化实验，必须要保证实验教学效果。在本实验中，我们通过对实验内容进行改进，主要是减少药品用量。上表列出了改进前后一些试剂的用量对比，也列出了改进前后实验结果的对比。其中，KI的浓度在改进前后分别为0.1000 mol/L和0.0200 mol/L；Na2S2O3的浓度在改进前后分别为0.0201mol/L和0.0040 mol/L。从表中可以看出，改进后单质碘、KI和Na2S2O3的用量约为改进前的20%，改进后实验测定的平衡常数（平均值644）与30℃的标准值（638）很接近，偏差仅为0.09%。由此表明以上对本实验的改进能达到预期的实验教学效果，药品的用量也显著减少，使该实验向绿色化迈进了一步。
关键词：高中化学；化学平衡；教学策略；等效平衡；教学优化
中图分类号：G633.8
化学平衡是整个高中化学的重点、难点，也是热点，对课任教师来说也是难点。如何把握好本节内容，突破难点就显得尤为重要。本文志在通过多年的授课整合本节的教学思路，提出对本节内容的处理方法，以优化课堂教学，提高课堂教学效率。
一、高考考试说明对本节知识的要求。
了解化学平衡建立的过程。理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对化学平衡的影响，认识其一般规律。理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。
本节内容主要包括四个知识点：1、可逆反应；2、化学平衡状态；3、化学平衡移动原理；4、化学平衡常数。从功能上分，可逆反应是化学平衡的载体，化学平衡常数是对化学平衡的定量描述，化学平衡移动原理是外界因素对化学平衡影响的定性分析。
二、如何进行化学平衡的教学优化
怎么突出《化学平衡》知识板块的教学重点，突破本节的教学难点呢？方法如下，了解学生认知结构；运用化学实验；调整知识顺序；进行定量描述；定性判断；避免死记硬背以及突破难点。具体阐述如下。
1、了解学生认知结构
《化学平衡》知识板块与上节课的教学内容在学生的头脑中并不是简单的加和，原有知识因新知识的介入会使两者之间相互干扰和影响，导致知识内化的困难。因此在教学设计时，教师要考虑如何激活学生的已有知识，在学生"已经知道的"与"将要知道的"知识间构架桥梁，然后运用同化机制促进新旧知识的相互作用，以利于难点的突破和重点的强化。
2、充分运用化学实验
《化学平衡》知识板块的实验具有素材丰富、实验现象明显、说服力强的特点。教学中最好采用边讲边实验的形式进行，引导学生认真观察实验现象，启发学生充分讨论。一方面要提供建构知识的基础，同时又要留给学生广阔的建构空间，让学生针对具体的情境采用适当的策略，师生共同归纳出化学平衡移动原理。
3、合理调整知识顺序
人教版教材《化学平衡》一节的知识呈现顺序是：可逆反应与不可逆反应；化学平衡状态（包含影响平衡的因素）；化学平衡常数。在实际教学中感觉"化学平衡常数"的呈现有点滞后，故建议将其放在影响平衡的因素浓度、压强、温度之前引入，把定性的分析判断变成定量的分析推导，有利于突破压强教学难点。
4、具体教学方案参考：
《化学平衡》知识板块的教材的主要特点是实验研究与理论分析并重。教师在教学过程中，既要做好演示实验，引导学生通过分析实验现象得出结论，也要充分利用化学图像和化学平衡常数，组织学生通过逻辑推导深刻理解知识的内涵。
首先结合《化学（必修2》中的相关内容，让学生回忆可逆反应、化学平衡状态等已有知识。其次，列举一些生活或实验室中存在的化学平衡现象，如固体溶质在某溶剂中形成饱和溶液、指示剂变色、弱电解质的电离等。在丰富学生对可逆过程的认识的同时，引导学生关注如何定量描述化学反应的限度（即认识和运用化学平衡常数定量描述），以及怎样控制和改变反应的限度（即影响化学平衡的因素及如何定性判断和定量分析影响结果）。
对"化学平衡常数"的主要要求学生了解其含义，建议①充分发挥数据的功能，培养学生对数据的分析和处理能力；②让学生明确化学平衡常数与化学平衡状态的关系：化学平衡常数只受温度影响，温度不变平衡常数不变；③补充浓度商、平衡常数与化学平衡状态的关系。为避免学生混淆浓度商Q和平衡常数K概念，教学中突出它们的定义及表示的异同，明确浓度商是表示一个反应的任意时刻、任何状态下的各物质的浓度关系。有了这一知识基础就为下一步定量判断温度、浓度和压强对化学平衡的影响铺平了道路。
对"反应条件对化学平衡的影响"的教学，一方面要注重通过实验先让学生获得感性认识，得出结论；另一方面引导学生利用学过的平衡常数、（时间～速率）平衡图像等知识对所得结论进行定量分析，加深对规律的理解，避免死记硬背。应是学生明确化学平衡移动有两种情况：①温度一定时，平衡常数为定值，但对应的平衡状态有多种。对于已达到化学平衡的体系，改变任意组分的浓度时，必然引起其他组分浓度的变化，以保持其平衡常数不变。符合这一条件的因素包括增大或减小反应物浓度、增大或减小生成物浓度、增大或者减小压强。②温度改变引起平衡常数的变化，即体系中各组分间浓度关系发生改变，体系必将建立新的平衡状态。
教学中切忌让学生死记硬背结论，讨论时仅仅抓住外界因素对浓度商Q的影响，通过Q与K的比较判断平衡如何移动。这种定量判断非常可靠，适用于所有体系，但是需要一些定量计算。最后归纳总结得出勒夏特列原理，化学平衡移动的定性规律只适用于封闭体系且只改变一个条件的情况下。
总之，正确掌握化学平衡基本理论，能在处理化学平衡难题时节省时间，这在高考中可以争取到一定的优势。学生若能自由运用化学平衡原理，那么日常学习中的很多难题就可以迎刃而解了。并且假设学生的解题思路清晰，那么就可以更好的提升学习效率，并且还能够增加学生的自信心，如此一来，化学学习中的许多难题将会变得简单化，达到触类旁通的效果。
参考文献：
1.张成贤.等效化学平衡教学研究［J］.福建基础教育分析，2010，（8）.
【关 键 词】 平衡常数；自主复习；问题教学；复习策略
在高中化学中，有很多零散、易错易混，而且又非常重要的知识点，如与平衡常数有关的化学平衡常数、电离平衡常数、水解平衡常数及沉淀溶解平衡常数（即溶度积），这部分知识是课改后新增加的内容，设在人教版《化学反应原理》中。分析新课标全国卷近三年的高考试题，发现每年高考都考了这部分内容，特别是化学平衡常数K和沉淀溶解平衡常数KSP，如2013年全国卷（I）11题考查了由沉淀溶解平衡常数KSP得出离子沉淀的先后顺序；2013年全国卷（II）13题考查了由沉淀溶解平衡常数KSP求PH、28题考查了化学平衡常数K计算；2014年全国卷（I）13题考查了沉淀溶解平衡常数KSP、28题考查了用压强表示平衡常数KP并计算；2014年全国卷（II）26题有两处考查了化学平衡常数K的计算；2015年全国卷（I）28题有两处考查了化学平衡常数K和溶解平衡常数KSP的计算；2015年全国卷（II）27题考查了化学平衡常数表达式的书写及化学平衡常数影响因素。
分析高考试题以及高考考试说明，都可知这部分知识的重要性，然而从平常的教学以及与其他老师的交流中了解到，学生这部分知识掌握不好，主要存在以下情况：1.概念没理解透，没把零散知识构成相应体系；2.数形结合能力和数据处理能力、计算能力差。这些问题的存在是教师在平衡常数教学过程中，忽视学生自主地概念构建、忽略数形结合能力和数据处理能力的培养，孤立进行化学计算技能的训练。为了在复习阶段，让学生能掌握这一重点，突破这一难点，会作这类题，并在化学素养和学习能力上有进一步的提高，再结合我的学生实际情况，我从以下三个阶段去完成这部分的复习：
一、学生自主复习，粗略构建体系
研究调查表明，学生积极主动地参与学习，学习效果是最佳的。所以对这部分的复习，我会让学生先看书上相关知识，自主复习，理解相关概念，粗略构建由这些平衡常数的定义、表达式、影响因素、应用组成的体系，这体系的构建必须是学生自己理解，用自己的语言表达，不能照抄书本。学生粗略构建了体系，并自己理解了相关知识，就结合导学案中2013――2015年高考试题中相关试题进行自测，通过做近三年的高考题，可知高考考查内容、考题方式，自测后学生再根据答案及时自纠。学生通过自测自纠，可及时发现问题，并找到出现问题的原因，而且自纠还可以培养学生审题能力、自我反思能力、辩析能力，可在以后遇到类似题时，能去辩析思考。学生解题过程中出现的错误，大都是由于对该问题的不理解或非智力因素方面的影响造成的，然而不同的学生，理解能力以及一些非智力能力是不一样的，但他们是可以互补的，所以可以进入第二阶段。
二、小组讨论、互纠，细化体系
在这一阶段，每位同学先展示自己构建的体系和自测中存在的问题，小组同学相互检查，找出其他同学体系的优点与不足，同时发现自己构建体系的不足，小组同学最后通过讨论、互纠，细化出一个好的体系和小组讨论后仍没解决的问题上交。通过小组同学之间相互讨论、相互纠错，调动了同学们的学习积极性，让每位学生都参与到学习中，并且提高了学生思考问题、解决问题的能力。就在这样一个参与讨论的过程中，对于每一个知识点，因为是自己讨论发现的，也会记忆得更加牢固。
我从课代表收集上交的材料可以看出，同学们非常认真地对待这作业，效果非常好，各小组讨论、互纠，细化后的平衡体系内容较完善，形式多样。如有的以表格的形式从平衡常数的定义、表达式、影响因素、应用四个方面对四个常数对比总结；有的从平衡常数的定义、表达式、影响因素、应用四个方面对每个常数进行总结归纳，我把做得特别好的小组资料进行传阅，要求不好的小组再作改进。同学们通过自测、自纠、小组讨论、互纠后，提出的问题也非常好，具有代表性的问题主要有：①对各平衡常数的应用不是很熟练；②计算时，表达式进行转换容易出错；③有的题给出的是图像、有的题给出的是表格数据，不知如何用数据。我根据学生实际情况，就问题进行教学，这样针对性更强，教学效果会更好。
三、老师归纳补充，完善体系，就问题教学
（一）归纳补充，完善体系
上课复习时，重点放在解决问题上，因为同学们通过自主复习、小组讨论、互纠，细化后的平衡体系构建非常的好，我选取了一组体系构建好的作为样本，在此基础上结合教学大纲和考试说明进行归纳补充，得出比较完善的体系。
（二）针对问题，组织教学
复习课应该解决知识的缺陷，是希望用时少，但教学效果要好，所以复习课的教学模式很重要，著名数学家希尔波特也曾提出，“要以问题解决为基础来改革教学”，所以这节课我主要是针对问题，组织教学。
从学生给出的几方面的问题可以看出，问题不是独立存在的，所以我将把几个方面的问题一起以例题分析的形式给予解答。把几道高考题作为例子进行分析，特别强调计算时表达式的转换和题中图像、表格数据如何使用。
通过复习，大部分学生掌握平衡常数的有关知识，学生数形结合能力、数据处理能力和计算能力也有所提高，能应用知识解决问题，并在化学素养和学习能力上也有进一步的提高，达到了较好的复习效果。
【参考文献】
关键词：三阶试题；化学平衡；迷思概念；知识不足
文章编号：1005C6629（2017）2C0026C06 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
化学平衡是中学化学基础理论之一，是培养“宏观辨识与微观探析”、“变化观念与平衡思想”等核心素养的重要知识载体。但由于化学平衡囊括一系列抽象而内涵丰富的知识，对学生的能力要求较高，学生容易产生学习困难，造成对后续溶液中离子平衡学习的认知障碍。在化学教学中，教师只有准确探查出学生的学习困难，才能选择有效的教学策略及时补救或转变概念，促进学生的有意义学习。
目前，对化学平衡学习困难的研究集中于探查迷思概念，发现了学生在“可逆反应”、“化学平衡状态特征”、“化学平衡移动方向”、“化学平衡常数”等知识点上存在迷思概念，如“认为可逆反应是‘钟摆式’单向进行的”，“将化学平衡混淆于静态的物理平衡”等。已有研究主要是通过常规测验、二阶试题或规则空间模型对学生解决问题结果的评判来揭示学生存在的迷思概念，但使用常规测验、二阶试题不能判断学生回答正确是由于掌握了知识还是猜测，容易造成迷思概念的过当评价[1，2]；而规则空间模型具有复杂的数理公式，试题编制的难度大，且依赖于计算机程序的使用，难以在教学实际中推广[3，4]。近年国外科学教育逐渐兴起三阶试题的使用[5，6]，它能够有效弥补已有方法的缺陷，区分学生的迷思概念及知识储备不足等问题，更加准确地解释学生的学习困难。
1 研究设计
1.1 研究对象
本研究所选择课程内容为高中学段“化学平衡”，被试群体为陕西省西安市某中学同一化学教师任教的高二年级四个平行班的学生。
1.2 研究方法
参考高中化学课程标准、教科书内容及已有研究，确定从可逆反应、化学平衡状态、化学平衡移动、化学平衡常数四个知识维度展开测试。记录“化学平衡”教学过程，并通过对任课教师的录音访谈了解其发现的学生迷思概念，并抽取该班级化学学业成绩前、中、后各4名学生，进行半结构化晤谈以深入搜集迷思概念。随后，初步设计三阶试题。委请3位专家检核内容效度，修正后进行小范围预试（50人），根据预试结果调整试题内容与数目，确定11道正式施测的三阶试题（见表1）。
三阶试题第一阶为设有4～6个选项的化学平衡单项选择题。第二阶为第一阶问题答案对应的理由项，这些理由是科学模型以及来源于教师访谈、学生半结构化晤谈与文献中高频出现的迷思概念在具体问题情境下的变式，其中有一个空白选项方便学生表达不同于选项的想法。第三阶调查学生对前两阶问题的回答是否确定，评量学生的自信水平。图1展示了一道化学平衡三阶试题。
使用化学平衡三阶试题对该教师任教的四个平行班施测，答题时间为40分钟。施测前已向学生说明研究目的在于了解化学平衡主题的学习情况，施测结果不列入学科成绩。发放试题205份，回收203份，回收率99.02%，有效样本197份，有效率97.04%。评阅试卷并将结果导入Microsoft Excel 2010与SPSS 20.0。
A.变深 B.变浅 C.不变 D.无法判断3.2回答3.1题的理由是（ ）
A.平衡正向移动，消耗NO2，NO2的浓度减小
B.平衡不移动，消耗NO2的同时产生NO2，NO2的浓度不变
C.平衡正向移动，消耗NO2，但最终浓度仍旧大于初始平衡的浓度
D.平衡正向移动，消耗NO2，但无法判断充入量与消耗量大小
2 结果与分析
2.1 响应类型的划分
根据学生在三阶试题的8种答题情况，可判断其对某个知识点的认识水平，即“响应类型”。将响应类型划分为6种：“科学知识”、“假正”、“假负”、“迷思概念”、“自信不足或幸运”、“知识不足”[7]，见表2。
若W生答题情况表现为“正确/正确/确定”，则响应类型为“科学知识”。若学生答题情况表现为“错误/错误/确定”，则响应类型为“迷思概念”。这与迷思概念的不科学性、顽固性的特点一致。
“假正”是指正确回答第一阶问题，但不能使用正确的理由加以解释且第三阶选择“确定”的响应类型。“假负”是指错误回答第一阶问题，但推理的理由选择正确且第三阶选择“确定”的响应类型[8]。试题表述不清、提供的理由项与学生解决问题的推理过程脱节是造成假正与假负的主要原因。因此，可借由假正与假负各自的比例检验试题的内容效度[9]。
此外，将前二阶均回答正确，但第三阶选择“不确定”归类为“自信不足或幸运”。它是由于学生的自我效能感低，或是前二阶试题自身特性造成的，即第一阶试题的答案往往与第二阶的某个理由项存在对应关系[10]。
共有三种答题情况属于“知识不足”：“正确/错误/不确定”“错误/正确/不确定”“错误/错误/不确定”，据此可判定学生认知体系中的某一知识盲点。
2.2 变量赋值
根据答题情况对以下变量进行赋值[11]：（1）各阶分数：只要某阶回答正确赋值1，否则赋值0。第三阶回答“确定”赋值1，否则赋值0。第三阶分数可表征学生的自信水平。可利用各阶分数对响应类型进行编码[12]，见表2。（2）前二阶分数：若第一、二阶均回答正确赋值1，否则赋值0。它将与第三阶分数用于评价试题的结构效度[13]。（3）三阶分数：若前二阶均回答正确且第三阶回答“确定”赋值1，否则赋值0。（4）第一阶迷思分数：第一阶回答错误赋值1，否则赋值0。（5）前二阶迷思分数：前二阶均回答错误赋值1，否则赋值0。（6）三阶迷思分数：前二阶均回答错误且第三阶回答“确定”赋值1，否则赋值0。
某题第一阶、前二阶、三阶的正确率（或迷思比例）可分别用该题第一阶、前二阶和三阶总分数（或迷思分数）与样本数（N=197）的商表征，其与响应类型比例的关系见图2。值得注意的是，此处“第一阶迷思”与“前二阶迷思”的内涵等同于传统单选题的“错误”与二阶试题中的“错误/错误”，“三阶迷思”才对应“迷思概念”响应类型。正确率与迷思比例将用于验证三阶试题的优势。
2.3 试题质量评价
化学平衡三阶试题的第一阶、前二阶和三阶的Cronbachα值分别为0.758、0.782和0.889，符合选择题测验的信度参照标准[14]，试题信度良好。试题的内容效度可用假正与假负的比例量化表征。各题假正、假负比例见表3。由表3可知，假正平均比例为5.68%，假负平均比例为4.89%，均小于10%，说明试题内容效度良好[15]。
学生前二阶分数与第三阶分数的相关性可验证试题的结构效度。图3是前二阶分数与第三阶分数的相关性散点图。由图3可知，普遍地，在前二阶得分越高，自信水平越高。但也存在部分学生前两阶的分数偏低但仍旧自信的情况，其散点分布于图像的右下角，暗示了这些学生存在顽固的化学平衡迷思概念。学生前二阶分数与第三阶分数呈显著正相关，Pearson相关系数为0.530（p
2.4 学习结果评价
2.4.1 正确率与自信水平分析
将第一阶、前二阶、三阶和第三阶的正确率统计如下，见表4。
由表4可见，试题第一阶、前二阶和三阶的平均正确率分别为71.90%、63.41%、56.02%，反映出试题整体的难度中等。第一阶平均正确率高于前二阶8.49%，这是因为第一阶正确率中额外包含假正（5.68%）、知识不足100（2.81%）两种响应类型造成的。前二阶平均正确率比三阶高7.39%，则是由于部分学生回答正确前二阶问题但不确定自己的答案造成的。以上差异证明三阶试题可以弥补二阶试题过度评价学生学习成果的缺陷，第三阶自信水平的设置使研究结论更为准确。另外，在第三阶学生表现出的正确率均大于80%，远高于三阶正确率，说明学生对自身化学平衡认知水平的评估过于理想，认知结构中存在顽固的迷思概念。
2.4.2 响应类型分布
统计“科学知识”“迷思概念”“知识不足”“自信不足或幸运”响应类型的比例，见表5。
由表5可知，56.02%的学生建构了科学的化学平衡知识，15.92%的学生认知结构中存在迷思概念，10.11%的学生化学平衡知识储备不足。四个知识维度中，学生可逆反应、化学平衡常数维度的知识建构更为准确，各题科学知识比例均大于60%。学生的认知结构在各维度均存在迷思概念与知识储备不足。
学生在化学平衡移动维度的“压强对化学平衡的影响以及勒夏特列原理的理解与应用（题6）”中存在知识的错误建构，迷思概念比例最高（26.40%）；其次，在化学平衡状态维度的“对化学平衡状态的判断（题10）”中，迷思概念比例为25.89%。学生在“化学平衡常数的简单应用”（题8）中迷思概念最少（5.08%）。
此外，学生在化学平衡移动维度的“浓度对化学平衡的影响”（题3）中，表现出明显的知识欠缺，知识不足响应类型比例达15.74%；其次为题11“催化剂对化学平衡影的判断（12.69%）”。而对于“化学平衡状态的建立过程”（题9）“惰性气体对化学平衡的影响”（题4），学生建立有相对完整的知识体系。学生的知识储备不足往往是因为没有及时复习，以致新知识没有稳定地同化、整合到原有的认知结构中。
2.4.3 迷思概念分析
将第一阶、前二阶和三阶的迷思比例统计于表6。
由表6可见，除题4外，随着试题阶数的增加，迷思比例逐渐减小。第一阶、前二阶、三阶平均迷思比例依次为28.10%、18.78%、15.92%。前二阶平均迷思比例低于第一阶9.32%，这是因为第一阶迷思比例额外包含了假负（4.89%）和知识不足010（4.43%）。三阶迷思比例比前二阶低2.86%，是因为知识不足000的存在。可推知，单凭第一阶或是前二阶测试评价学生的迷思概念均会造成对迷思概念的过度评价[16]。
为深入探查学生化学平衡知识的学习困难，将学生迷思概念进行了归纳，见表7。
由表7可见，对于可逆反应，7.61%的学生没有正确认识可逆反应的特征，对化学反应的认知水平仍停留在“化学反应是完全的”阶段（迷思概念1）。
对于化学平衡状态，10.15%的学生负迁移化学反应速率与计量数的关系的知识（迷思概念2）。16.75%的学生错误引申教学中总结的化学平衡状态的特征“定”的内涵，不能在具体的问题情境下判断可逆反应是否达到了化学平衡状态（迷思概念3）。
对于化学平衡移动，9.13%的学生在浓度对于化学平衡的影响出现学习困难（迷思概念4），这主要是教科书与教学注重对宏观实验现象的感性认识而缺乏微观表征与符号表征引起的。11.17%的学生没有理解特定反应下只有改变各组分分压才能影响平衡状态（迷思概念5）。各有15.23%、14.21%的学生存在迷思概念6、7，表明学生不能正确推断平衡移动的效果，没有正确理解勒夏特列原理的内涵，再一次反映了学生没有充分理解可逆反应的“不完全性”，这两个迷思概念是在以往研究未曾报道的。
对于化学平衡常数，9.64%的学生将某种反应物的“转化率”与“反应程度”混为一谈，不理解某一温度下的平衡常数可对应多个化学平衡状态，不知道具体反应的化学平衡常数只与温度有关（迷思概念10）。2.03%的学生没有理解化学平衡常数公式中物理量的意义（迷思概念11）。
此外，通过分析“假正”比例大于10%的题5和题11发现，5.58%的学生错误建构化学平衡的前概念温度对化学反应速率的影响（迷思概念8）。6.60%的学生对催化剂的性质存在片面认识（迷思概念9）。前概念是建构新知识的生长点，虽然这两个强隐蔽性迷思概念未使学生在第一阶问题做出错误判断，但有碍于学生科学认识化学反应。
在三阶试题诊断中，认定比例高于10%的具体的迷思概念为学生中主要存在迷思概念[17]，包括：利用浓度判断化学平衡状态（迷思概念2），与气体压强相关的判断化学平衡状态与平衡移动效果（迷思概念3、5、7），以及对勒夏特列原理内涵的理解（迷思概念6、7）。
究其原因，在学生认知角度，学生对于化学平衡体系中气体属性（是否惰性）、气体物质的量、气体浓度、气体压强等因素的认知总体上是割裂的，还无法建立系统化的认知模型以认识上述因素之间的对立统一关系，因此导致了通过气体压强判断化学平衡状态与平衡移动的较大认知负荷。在教科书内容组织角度，人教版教科书只阐述了浓度与温度因素，缺乏对压强因素的探讨（见图4）；只涉及化学平衡常数的意义与表达式的简单应用，并不涉及其在平衡移动的应用，未充分体现化学平衡常数的教育价值[18]。在实际教学角度，虽然教师针对压强对化学平衡的影响有所补充，但偏重传授利用勒夏特列原理的定性推理，忽视规律背后的量化本质。
3 结论与启示
本研究编制了信度、内容效度与结构效度良好、难度中等的化学平衡三阶试题。利用三阶试题诊断学生的化学平衡的学习成果并分析学习困难。研究发现：（1）第三阶的正确率高于各阶正确率，显现出学生高估自身的认知水平的现象。（2）学生在4个知识维度均存在迷思概念与知识储备不足，“可逆反应”与“化学平衡常数”知识建构相对准确。对化学平衡状态的判断、压强与浓度对化学平衡的影响以及勒夏特列原理的内涵存在相对较多的迷思概念；在浓度、催化剂对化学平衡的影响表现出明显的知识欠缺。（3）从迷思概念看，学生对化学平衡体系中气体属性（是否惰性）、气体物质的量、气体浓度、气体压强等因素的认知总体上是割裂的，化学平衡知识体系的建构缺乏整体性和系统性。
根据研究结论，可以得出以下教学启示：（1）在发挥实验现象宏观表征优势的基础上，充分利用模拟动画等帮助学生从微观角度理解压强对化学平衡的影响。（2）重视化学平衡常数的支点作用，挖掘化学平衡常数的教育价值，帮助学生理解勒夏特列原理的内涵与适用范围。（3）化学原理类内容教学中，注重培养学生的科学推理思维倾向与能力，引导学生在学习过程中重视科学问题的情境性，重视科学推理过程的逻辑性，重视科学论述与表达的严谨性和完整性。
参考文献：
[1]张爱武.高中化学“平衡”概念形成的教学策略研究[D].上海：华东师范大学硕士学位论文，2010.
[2]邓阳，王后雄.利用二段式测验诊断高三化学复习中学生的迷思概念[J].化学教育，2010，31（12）：48～51.
[3]李敏.基于RSM的化学平衡概念理解研究[D].济南：山东师范大学硕士学位论文，2015.
[4]辛涛，焦丽亚.测量理论的新进展：规则空间模型[J].华东师范大学学报（教育科学版），2006，（3）：50～56，61.
[5][9][11][15][16] Haki Pe？man，Ali Ery？lmaz. Development of a Three-Tier Test to Assess Misconceptions About Simple Electric Circuits [J]. The Journal of Educational Research，2010，103（3）：208～222.
[7][17] Erdal Taslidere. Development and Use of a Three-tier Diagnostic Test to Assess High School Students’ Misconceptions about the Photoelectric Effect [J]. Research in Science & Technological Education，2016，34（2）：164～186.
[6][9] Harika Ozge Arslan，Ceyhan Cigdemoglu，Christine Moseley. A Three-Tier Diagnostic Test to Assess Pre-Service Teachers’ Misconceptions about Global Warming， Greenhouse Effect， Ozone Layer Depletion， and Acid Rain [J]. International Journal of Science Education，2012，34（11）：667～686.
[8] Hestenes， d.，I. Halloun. Interpreting the Force Concept Inventory [J]. Physics Teacher，1995，（33）：502～506.
[12]K金豆.三阶诊断工具的发展和应用――技职学生化学平衡迷思概念评量[J].科学教育学刊，2015，23（4）：321～352.
[13] Cataloglu， E. Development and Validation of an Achievement Test in Introductory Quantum Mechanics： The Quantum Mechanics Visualization Instrument [EB/OL].[2012-8-10]. https：//etda.libraries.psu.edu/paper/5937/1204-ABD.
关键词： 题型特点 备考策略 题型分析
化学反应原理是高考“主考”和“必考”的内容，纵观近几年新课标高考主观题型中，反应原理的考查一直占有半壁江山，化学反应速率与化学平衡知识更是反应原理考查的重中之重。
2014年全国Ⅰ卷：28题考点：化学方程式的书写，盖斯定律的应用，化学平衡常数及相关计算，图像分析，影响化学反应速率的因素及大小比较。
S2015年全国Ⅰ卷：28题考点：氧化还原反应，溶度积常数的计算，根据键能计算反应热，平衡常数，电极反应式的书写及电池能量密度计算。
2016年全国Ⅰ卷：27题考点：离子方程式的书写，实验现象的描述，转化率、平衡常数的大小判断，利用溶度积常数计算离子浓度。
2017年全国高考预测：预计2017年高考新课标全国卷中仍以工业生产为载体，综合考查化学反应速率与化学平衡，有关热化学方程式的计算，电化学知识的综合应用等。
一、反应原理主观题型的特点
反应原理主观题型有如下特点：1.题头：以真实化学生产实际为背景。
2.题干：以表格、图表的形式提供相关信息，以熟悉的物质、新颖的情景呈现。
3.题尾：根据表格、图表中涉及的知识设问。一般考查的内容较多，思维转换角度大，试题难度较大，对思维能力的要求较高。
那么具体考什么？
1.书写：（1）根据盖斯定律书写热化学方程式；（2）电极反应的书写。
2.判断：（1）外界条件对反应速率的影响；（2）平衡移动的判断；（3）溶液中离子浓度的关系；（4）速率平衡图像。
3.计算：（1）化学反应速率；（2）反应热；（3）化学平衡常数及计算。
二、备考策略
该类试题难度一般较大，解题时要认真分析每个小题考查的知识点，迅速转变思路，具体步骤：
1.审题――浏览全题，明确已知和所求，挖掘解题切入点。
2.析题――仔细审题，关注有效信息。
（1）对于化学反应速率和化学平衡图像类试题：
明确横纵坐标的含义理解起点、终点、拐点的意义分析曲线的变化趋势。
（2）对于图表数据类试题：
分析数据分析数据间的内在联系找出数据的变化规律挖掘数据的隐含意义。
（3）对于电化学类试题：
判断是原电池还是电解池分析电极类别，书写电极反应式按电极反应式进行相关计算。
（4）对于电解质溶液类试题：
明确溶液中的物质类型及可能存在的平衡类型，然后进行解答。
3.答题――合理切入，规范正确答题。
易错点1 化学平衡移动与转化率
例1 某可逆反应达到平衡之后，改变下列某个条件，一定能提高反应物的转化率的是（ ）
A.选择高效催化剂
B.及时分离气体产物
C.增加反应物质量
D.增大体系压强（缩小体积）
错例 忽视两个反应物参与反应，加入一种反应物，反应物转化率增大，错选C项。
解析 催化剂不改变平衡移动，A项错误。分离产物，平衡向正方向移动，B项正确。增加反应物的质量，若该反应物是固体，不影响平衡移动；若反应物为气体，该反应物的转化率降低，C项错误。对于气体分子数相等的反应，增大压强，平衡不移动，D项错误。
答案 B
纠错笔记 在恒温恒容条件下发生2M（g）?N（g），达到平衡之后，增加M气体，相当于压缩体积，平衡向正方向移动，M的转化率增大。
易错点2 影响化学平衡移动因素
例2 某条件下，在2 L密闭容器中发生反应：2W（g）=X2（g）+3Y2（g） [ΔH]>0。达到平衡后，仅改变下表中反应条件①，该平衡体系中随①递增而②递减的是（ ）
[选项＼&A＼&B＼&C＼&D＼&①＼&温度＼&温度＼&加入X2（g）量＼&加入W的量＼&②＼&混合气体
摩尔质量＼&平衡常数＼&混合气体压强＼&混合气体中
W体积分数＼&]
错例 不会对两个平衡进行转化，错选D项。
解析 正反应吸热，升温，气体分子数增多，摩尔质量减小，A项正确。升温，平衡常数增大，B项错误。加入X2气体，混合气体压强增大，C项错误。加入W，相当于原平衡加压，平衡向左移动，W体积分数增大，D项错误。
答案 A
纠错笔记 （1）升温，平衡向吸热方向移动；降温，平衡向放热方向移动。（2）增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动；减小压强，平衡向气体分子数增大的方向移动。（3）增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正方向移动。（4）平衡常数只与温度有关，改变温度，平衡常数一定改变。
易错点3 化学平衡与图象
例3 在密闭容器中充入一定量乙烯和水蒸气，发生如下可逆反应：CH2=CH2（g）+H2O（g）?CH3CH2OH（g） [ΔH]
[反应进程][乙烯体积分数][无催化剂][催化剂] [反应进程][平均相对分子质量] [3P][2P] [反应进程][反应热] [3T][2T] [反应进程][乙烯转化率] [A B][C D]
错例 忽视催化剂对平衡移动无影响，错选A项。
解析 催化剂不能使平衡移动，A项错误。该反应的正反应是气体分子数减小的反应，反应物和产物都是气体，所以平衡向正方向移动，混合气体平均相对分子质量增大，压强增大，反应加快，所以压强越大，反应越快，平均相对分子质量越大，B项正确。反应热只与化学计量数有关，与化学反应进行程度无关，C项错误。乙烯与水蒸气投料体积比越大，乙烯的转化率越小，D项错误。
答案 B
纠错笔记 突破图象三步曲：第一步，分析纵坐标、横坐标表示什么，起点、拐点、平台、斜线含义；第二步，根据“先拐先平，数值大”判断压强大小、温度高低；第三步，联系化学反应速率和化学平衡的影响因素。
易错点4 平衡常数、转化率与化学平衡移动
例4 工业上，利用乙烯合成乙醇原理：CH2=CH2（g）+H2O（g）?CH3CH2OH（g） [ΔH]
A.升高温度，平衡常数增大，乙烯转化率降低
B.充入水蒸气，反应速率和乙烯的转化率都增大
C.分离出乙醇，反应速率和乙烯的转化率都增大
D.选择高效催化剂，反应热[ΔH]和乙醇产率增大
错例 忽视化学反应速率的影响因素，错选C项。
解析 正反应放热，升高温度，平衡向逆方向移动，平衡常数减小，A项错误。充入水蒸气，平衡向正方向移动，乙烯转化率提高，B项正确。分离乙醇，平衡正向移动，化学反应速率不会增大，C项错误。催化剂只改变化学反应速率，平衡不移动，所以不改变焓变和产率，D项错误。
答案 B
纠错笔记 转化率=[已参加反应的物质的量投入总物质的量]，当投入总物质的量不变，参加反应的物质的量越多，如平衡向正方向移动，转化率会提高；当投入总物质的量增大，平衡移动时消耗的物质质量增大较小，投入总物质的量增大较快，转化率降低。
易错点5 化学平衡原理在化工生产中运用
例5 工业合成氨是生产肥料的基础。已知合成氨反应[ΔH]=-92.3 kJ・mol-1，ΔS（T=298K）=-198.76 kJ・mol-1。其他条件不变，仅改变某个条件。下列有关推断正确的是（ ）
A.压强越大，反应速率和转化率越大，生产成本越低
B.室温（298K）合成氨的反应能自发进行
C.升高温度，平衡常数增大
D.向平衡体积增加反应物浓度，反应物转化率降低
错例 忽视化工原理在生产中应用，生产过程中需要材料、能源等。
解析 压强过大，会提高生产成本，A项错误；T=298 K， ΔG=[ΔH]-T・ΔS=-92.3 kJ・mol-1 -298K× （-198.76 J・mol-1・K-1）=-33.1 kJ・mol-1，该反应能自发进行，B项正确。正反应是放热反应，升高温度，平衡常数减小，C项错误。增加氮气的浓度，氮气的转化率降低，氢气转化增大，D错误。
答案 B
纠错笔记 化工生产中温度、压强、催化剂的选择要符合一个原则：降低生产成本，提高经济效益。选择合适温度，提高催化剂催化活性温度。压强太大，设备材料、能源要求会加幅度提高，成本会增大。
易错点6 化学反应自发性判断
例6 下列判断正确的是（ ）
A.若[2Cs+O2g=2COg] [ΔH
B.若[CaCO3s=CaOg+CO2g]在高温下自发进行，则[ΔH
C.若[4FeOH2s+O2g+2H2Ol=4FeOH3s]在任何条件下自发，则[ΔΗ
D.若[4NH3g+5O2g=4NOg+6H2Og] [ΔH
错例 不会用自由能复合判据，错选B。
解析 熵增反应，放热反应，在任何温度下都能自发进行，A项错误；熵增反应，高温下自由能小于0，则焓变大于0，B项错误；熵减反应，在任何条件下自发进行，则焓减，C项正确；熵增、焓减反应，在较低温度下自发进行，D项错误。
关键词：核心素养；问题探究；实验探究
文章编号：1008-0546（2017）03-0063-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.03.021
一、教学分析
本节内容属于中学化学重要的理论基础，也是整个中学化学教材的重点和难点，在本章中更是承上启下。一方面学生已有影响化学反应速率的条件和化学平衡状态等知识，在此基础上进行本节的教学，系统性较好，有利于培养学生“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”等核心素养；另一方面，学生正确理解并应用平衡移动原理，为后续弱电解质的电离平衡、盐的水解平衡以及沉淀的溶解平衡等知识的学习奠定重要的基础。
课程标准[1]要求学生能通过实验探究浓度、压强、温度对化学平衡的影响，并能用相关理论加以解释；认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用，能讨论化学反应条件的选择和优化。由此决定本节课的研究目的，是为了利用外界条件的改变，使化学平衡向有利的方向，即提高反应物转化率的方向移动，以此优化工业生产条件，这也是学生素养发展的实际意义。
二、教学目标
1. 通过复习可逆反应、平衡状态特征、平衡常数等概念培养学生的微粒观和平衡思想，从微观的角度建构概念；
2. 通过问题探究和实验探究的方式研究浓度、压强和温度对化学平衡的影响过程，发展学生实验探究与创新意识素养，正确理解平衡移动原理；
3. 在实验探究过程中培养学生的观察能力、记录实验现象及设计简单实验的能力，培养学生实事求是的科学态度，提高学生分析问题、解决问题、交流和表达的能力；
4. 从定性讨论到定量分析和概念建构的过程中培养学生基于证据进行分析推理和模型认知的能力；
5. 能运用化学平衡移动原理指导工业生产实践，使学生深刻理解化学与技术、生产实践的关系。
三、教学重难点
1. 重点：浓度、压强和温度对化学平衡的影响。尤其是压强对平衡移动的影响，由于宏观现象不够明显，所以辅之以数字化实验进行探究。
2. 难点：平衡常数的理解应用及平衡移动原理的理解应用。运用平衡常数和浓度商的大小对比，理解平衡为什么移动，怎么移动的原理；在平衡移动原理的理解应用中，以规律总结法及验证预测法强化学生对该原理的理解，以合成氨工业生产实际条件的讨论，让学生真正学会应用原理。
四、教学策略
本节课设计了 “三次问题探究和三次实验探究”的教学过程，并与多媒体有机结合，在探究过程中突出对学生思维品质、学法指导和科学精神的渗透，真正做到“授之以渔”。
五、思维导图
六、教W过程
七、板书设计
1. 化学平衡的移动
v 正>v 逆 Qc< K
v 正=v 逆 Qc= K
v 正 K
2. 外界条件对平衡移动的影响
1. 浓度
2. 压强
3. 温度
3. 化学平衡移动原理――勒夏特列原理
八、教学反思
本节课虽然课堂容量较大，但教学过程中通过实验方案的设计、生活场景动画模拟、DIS实验探究、平衡常数的推理论证、实验预测及检验、及时归纳总结等丰富了探究的手段，使学生能顺利自主建构概念，自觉理解平衡移动规律。通过组织学生对自然现象的解释、合成氨生产条件的选择讨论等进一步强化对原理的理解和运用，真正做到学以致用。以上过程不仅培养了学生尊重实验事实的科学态度和严谨的科学探究方法，也帮助学生建立观点、结论和证据之间的逻辑关系，知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征，以及用已有知识和方法多角度、动态地分析化学反应，运用化学反应原理解决实际问题的能力，既构建了高效课堂，又立足于学生的核心素养发展，在平凡中展现了真功夫。
作为授课教师，笔者仍然觉得现场留下诸多遗憾，例如，小组讨论组织得还不够充分，便迫不及待让学生进入下一个环节，有些急躁；动画展示如果能用视频拍摄上课学生的镜头，那一定会显得更加形象生动并接地气；总是担心学生会出错，所以老师明显还是说得多，有越俎代庖之嫌。本次大赛虽然告一段落，但是整个磨课过程中的以发展学生核心素养为己任的思想已深深扎根于心中，这些收获一定会促进我未来的教学不断提升。
（注：该课获2016年江苏省高中优质课评比一等奖，衷心感谢刘江田、马春生、张发新、许城玉等老师的帮助。）
参考文献
一、通过反应条件的改变，判断反应物的量和转化率
例1700℃时，向容积为4L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。反应过程中测定的部分数据见下表（表中t
下列说法正确的是（）
A.反应在t1min内的平均速率为v(H2)＝0.80/t1mol?L-1?min-1
B.保持其他条件不变，起始时向容器中充入1.20molCO和2.40molH2O，到达平衡时，n(CO2)＝0.80mol
C.温度升至800℃，上述反应平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应
D.保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20molH2O，与原平衡相比，达到新平衡时CO转化率增大，H2O的体积分数增大
【解析】A，反应在t1min内的平均速率应该是t1min内H2浓度变化与t1的比值，而不是H2物质的量的变化与t1的比值。
B，因为反应前后物质的量保持不变，保持其他条件不变，平衡常数不会改变，起始时向容器中充入1.20molCO和2.40molH2O，似乎与起始时向容器中充入1.20molH2O和2.40molCO效果是一致的，到达平衡时，n(CO2)＝0.80mol。
C，原平衡常数可通过三段式列式计算（注意浓度代入）结果为1，温度升至800℃，上述反应平衡常数为0.64，说明温度升高，平衡是向左移动的，那么正反应为放热反应。
D，保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20molH2O，与原平衡相比，平衡向右移动，达到新平衡时CO转化率增大，H2O转化率减小，H2O的体积分数会增大。
二、根据图像分析化学平衡和化学反应速率的计算
例2在1L溶液中，反应A+2BC分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为c(A)=0.100mol/L、c(B)=0.200mol/L及c(C)=0mol/L。反应物A的浓度随时间的变化如下图所示。
[TPY4-2-16.TIF,BP]
请回答下列问题：
（1）与①比较，②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由分别是：②；③。
（2）实验②平衡时B的转化率为；实验③平衡时C的浓度为。
（3）该反应的λH0，判断理由是。
（4）该反应进行到4.0min时的平均反应速度率：实验②：vB=；实验③：vc=。
【解析】（1）②使用了催化剂。理由：从图像可看出，两者最终的平衡浓度相同，即最终的平衡状态相同，而②比①所需要的时间短，显然反应速率加快了，故由影响反应速率和影响平衡的因素可知是加入催化剂。③升高温度。理由：因为该反应是在溶液中进行的反应，所以不可能是改变压强引起速率的改变，又由于各物质起始浓度相同，故不可能是改变浓度影响反应速率，再由于③比①达平衡所需时间短，平衡时浓度更小，故不可能是改用催化剂，而只能是升高温度来影响反应速率的。
（2）②中达平衡时A转化了0.04mol，由反应计量数可知B转化了0.08mol，所以B的转化率为40%；同样，在③中A转化了0.06mol，则生成C为0.06mol,体积不变，即平衡时c(C)=0.06mol/L。
（3）λH>0。理由：由③和①进行对比可知，升高温度后A的平衡浓度减小，即A的转化率升高，平衡向正方向移动，而升温是向吸热的方向移动，所以正反应是吸热反应，λH>0。
作者：王新平 王旭珍 王新葵 程茜 杜艺 王晓晨 单位：大连理工大学化工与环境生命学部化学学院
光能可以连续地转变为电能。例如，人造地球卫星和宇宙飞船可持续地从太阳接受光能并转化为电能，反之，电能也可以持续地通过电灯转变为光能。也有很多实践证明，化学能和电能之间可以完全地相互转化。公式－ΔrGm(T，p)=－W'给出了定温、定压下系统自发的化学反应以可逆的方式进行时，将化学能转变为电能(－W'传给环境)的能量转换关系。公式ΔrGm(T，p)=W'则给出了环境向系统输入电能(W')时，使非自发的化学反应以可逆的方式进行的能量关系。按照光化学第二定律［2］，光能可完全转化为化学能。这些实践结果和认识表明，电能、光能是高品位的能量形式，而系统无论接受电能，还是接受光能，都是接受非体积功。
光化学反应的平衡常数在定温、定压下，当非体积功为0时(即热化学反应)，化学反应的标准平衡常数K(T)与反应的标准摩尔吉布斯函数变ΔrGm(T)之间的关系为:（式略）对于光化学反应，该关系式并不成立［3］。这是因为反应系统从环境接受光能，即接受非体积功。例如，反应6CO2(g)+6H2O(l)C6H12O6(葡萄糖)+6O2的ΔrGm(T，p)远远大于0，反应非自发(即其反向过程自发)。但是，在日光下，该反应(即光合作用)在常温常压绿色植物细胞内实际发生。对于该光化学反应，反应实际发生的方向与用ΔrGm(T，p)判断的方向刚好相反的结果，并不是由于绿色植物细胞所导致的。这是因为，在无光照射的条件下，同一植物便转向“呼吸作用”，即实际发生与上述反应相反的过程。可想而知，在某特定的光强下，上述反应将呈现动态平衡。这就是说，上述反应实际向哪一方向进行，完全取决于系统是否从环境得到足够的光能。对于指定的光化学反应，现假设可被反应吸收的光量子为hν，则在定温定压下，由ΔrGm(T，p)≤W'有:（式略）这就是在定温、定压下，光化学反应的平衡常数与被反应吸收的光量子数之间的关系式。显然，由该关系式可知，光化学反应的平衡常数只在一定光强下为一常数。当光强度改变时，它将随之而变［1］。因为光化学反应要吸收定量的光量子才能进行，而光子具有物质的属性，因此将被反应消耗的光子视为“反应物”，在理论上也是成立的。极为有趣的是，从这一观点出发，便有:（式略）这就是前面推导得到的式(4)。通常，把光合作用描述为一种将光能转变为化学能的反应。在光合反应后，光子这一物质并没有被放出得到复原，而是被反应吸收掉了(即转变成化学能被储存于产物中)。因此，不能把光化学反应理解为“光催化反应”。也就是说，不应将光子视为催化剂，而只能将其归结为反应吸收的高品位的能量［4］，即非体积功。根据爱因斯坦狭义相对论(E=mc2)，能量也是广义的物质。因此，也可将能量理解为广义上的“反应物”。在激光照射、等离子体等环境输入非体积功的条件下，关于“反应物的实际转化率超出了相应温度下的平衡转化率”之类的研究报导已屡见不鲜。其实，这样的结果并没有违反化学平衡规律。这是因为，公式ΔrGm(T)=－RTlnK(T)并未考虑环境对系统做非体积功的情况，所以它只适合热化学反应。从这个意义上说，式(4)表述的光化学反应平衡与式(1)表述的热化学反应平衡共同构成了整体的化学平衡规律。从上述每种认识角度来理解光化学反应，都能得出同一结论:对于同一化学反应，在有光参与和无光参与的反应条件下，反应的平衡常数是完全不同的。在光照下达到平衡的光化学反应，只要可被反应吸收的光强度发生变化，原来建立的光化学反应平衡就被破坏。例如，在可自动调节光通量的墨镜中，当光线较强时（式略）反应平衡向正向移动，墨镜颜色变深;而当光线较弱时，反应平衡向相反的方向移动，墨镜颜色变浅。
依靠非体积功进行的非自发反应在定温、定压下，对于一个非自发反应，当环境向系统输入非体积功W'时，沿式(4)的推导过程，也可得到:（式略）式(5)表述环境向系统输入任何形式非体积功W'的情况下的平衡规律。环境对系统所作非体积功越多，反应的平衡常数就越大。光化学反应平衡有不同于热化学反应平衡的特殊性。光化学反应的标准平衡常数为（式略）与此类似，依靠输入其他非体积功而进行的反应，其标准平衡常数与非体积功的关系为ΔrGm(T)－W'=－RTlnK'。这样，有非体积功(光、等离子体，电能等)存在时，反应转化率就必然超过相应热化学反应的平衡转化率。将光化学反应平衡的特殊性纳入物理化学的教学内容是十分必要的，这样不仅有利于使学生关于化学反应平衡的知识模块完整化，还有利于学生对化学热力学知识结构的融会贯通。
在教学过程中，化学平衡因其内容抽象，理论性强，一直是高中化学教师讨论的热点问题，也是学生化学学习中的一个难点。
其实，化学平衡问题并不像学生想象的那样，只是学习方学法不当，没有抓住学习的本质，想通过死记硬背来解决问题，对基本原理不理解，结果记得越来越多，导致所学内容整个都混在一起，弄得一塌糊涂，最后甚至连最基本的平衡状态的判定都不会了。化学平衡的学习可从以下几方面来进行学习。
一、对整个模块要有整体把握，掌握各平衡之间的关系
化学平衡在反应原理中占有很大比重。第二章学习化学平衡的建立、特征、实质、化学平衡常数、平衡转化率，到了第三章中出现水的电离平衡、弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡及沉淀溶解平衡，这一系列平衡均可以看作是第二章中化学平衡的分支。在学习的过程中，只要在一开始将化学平衡的一系列问题理解了，那么后面的学习就很容易了。
■
二、弄清平衡的研究对象——可逆反应的本质
可逆反应存在两个方向相反的反应，正反应和逆反应。一般情况下，对于给定的一个具体反应，从左往右为正反应，从右往作为逆反应。可逆反应的一个实质特点是，反应物不能彻底转化为生成物，即转化率永远不能百分之百。非可逆反应则与之相反，反应只朝一个方向进行，转化率可达百分之百。
三、对于平衡的学习，只抓最本质的概念与原理
化学平衡的定义是：在一定条件下（有条件限制，条件改变平衡可能发生移动），可逆反应中（化学平衡研究的对象），正、逆反应速率相等（达平衡的特征），反应体系的组成不再随时间变化而变化（达平衡的结果）。化学平衡的实质是：K=Qc。抓住平衡的定义与实质就可解决所遇到的一系列问题。
例如：在恒容的且对外没有热传递的密闭容器中，发生如下反应，mA（g）+nB（g）=pC（g）+qD（g）；当m、n、p、q为任意整数时，该反应达到平衡的标志是（ ）
①体系的压强不再发生变化；②体系的温度不再发生变化；③各组分的物质的量浓度不再发生变化；④各组分的质量不再发生变化；⑤反应速率VA：VB：VC：VD=m：n：p：q；⑥单位时间内，若消耗了m molA物质，同时也消耗了qmolD物质。
分析：解决问题时，首先注意到几个方面：①反应的特点：是否为可逆反应；②参与反应的各物质的聚集状态；③m+n（>，
然后，再去分析题中所提问题：①体系的压强不再发生变化：不一定，若m+n=p+q时，就不能作为判据。②体系的温度不再发生变化：可以，首先要注意到该题中对外没有热传递的密闭容器，若反应没有达平衡，温度会一直在升高或降低。③各组分的物质的量浓度不再发生变化。④各组分的质量不再发生变化，这就是达平衡的标志，记牢定义。⑤反应速率VA：VB：VC：VD=m：n：p：q；许多同学有时会在这里出错，记住参与反应的各物质速率之比永远等于各物质所对应的化学计量数之比。⑥单位时间内，若消耗了m molA物质，同时也消耗了q molD物质。掌握正反应速率与逆反应速率的表述，用什么物质来表示要搞清楚。正反应速率：反应物消耗的速率或生成物生成的速率；逆反应速率：反应物生成的速率或生成物消耗的速率，二者是相反的。
四、化学平衡移动方向的判断
1.定性判断平衡移动
勒·夏特列原理虽然不是一个放之四海而皆准的原理，有其使用的局限性，但也并不是像许多人批判的那样，错误百出，无法使用。在高中阶段，因为对化学平衡的研究学习知识处在认识和对原理简单的学习阶段，只要注意到使用条件的话，使用勒·夏特列原理可以让学生较快地掌握关于化学平衡移动的判断。随着对化学平衡的进一步认识，再引导学生从本质上进行更高层次的研究学习，这样更符合学生的认知结构，使学习更具有层次性。
2.定量判断化学平衡
在选修模块中，新增了化学平衡常数与浓度商的概念，这两个概念的加入，使学生在理解平衡移动时，认识又提高了一个层次，而且是从定量角度进行分析，所得出的结论更可信。
有许多题目，不仅分析平衡移动，还涉及到转化率的大小对比等一系列问题，使用平衡常数，建立平衡模型，进行分析，结果一目了然，学生也不会弄混。
典例分析：在0.1mol·L-1CH3COOH溶液中存在如下电离平衡：
CH3COOH CH3COO-+H+，对于该平衡，下列描述正确的是（ ）
A.加入水时，平衡向逆反应方向移动
B.加入少量氢氧化钠固体，平衡向正反应方向移动
C.加入少量0.1mol·l- HCl溶液，溶液重氢离子浓度减小
D.加入少量醋酸钠固体，平衡向正反应方向移动
解析：A选项：加入水，冲稀了，平衡向哪个方向移动呢？我们可以利用K与Qc来进行判断。假设CH3COOH溶液为1L，加水冲稀至2L，则假设冲稀至2L的瞬间各物质浓度为原来的1/2，平衡还未来得及移动，则有：
原平衡时：K=[H+]·[CH3COO-]/[CH3COOH]，而Qc=（1/2）[H+]·（1/2）[CH3COO-]/（1/2）[CH3COOH]，Qc
B选项：加入少量氢氧化钠固体，OH-+H+=H2O，H+浓度减小，平衡向正反应方向移动。
C选项：加入少量0.1mol·l-HCl溶液，H+浓度增大，平衡逆向移动。
D选项：加入少量醋酸钠固体，CH3COO-浓度增大，平衡逆向。
关键词：类比；类比思维；教学方法；建构知识；深化理解
文章编号：1008-0546（2014）02-0012-02 中图分类号：G632.41 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.02.004
“类比”是一种探究式思维方法，是根据不同事物在某些特性上的相似，推理出它们在另一些特性上也可能相似的思维形式。应用到化学教学中，就是通过对化学现象、实验模型、反应规律等方面的类比研究，激活知识结构的生长点，搭建新旧知识的思维联系，降低感知的难度，促进知识的有效迁移。从而达到揭示出化学过程或化学现象的本质，调动学生学习的积极性，提高学生分析问题和解决问题的能力。
一、在类比中形成概念
认知心理学认为，任何概念虽然都是相对独立的，但其间也有一定的内在联系和区别。在概念教学中，学生常常把握不住概念的内涵和外延，不能把握其本质属性，对概念的理解不深刻，运用不准确。因此，在概念教学中，教师要运用各种有效的方法策略，帮助学生厘清概念间的关系或联系。
例如，在学习酸性氧化物、碱性氧化物和两性氧化物的概念上，可以运用类比的方法。酸性氧化物是指能够与碱反应生成盐和水的氧化物，如SO2、SO3、CO2、N2O5等；碱性氧化物是指能够与酸反应生成盐和水的氧化物，如Na2O、K2O、CaO等；两性氧化物则综合了二者，是指既能与酸反应，又能与碱反应的氧化物如Al2O3、ZnO等。把三者放在一起来学习，既让学生厘清了三者的概念，又可区分三者不同，加深理解。再在上述基础上作适当延伸，将得出什么是两性氢氧化物，即既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物，如Al（OH）3、Be（OH）2等。进一步研究还会发现，从宏观上看Al2O3、Al（OH）3都能与酸、碱反应生成盐和水，但从微观上看它们有着显著的区别。Al2O3在水中很难发生电离，而Al（OH）3却存在两种电离方式。
酸式电离：Al（OH）3？葑 AlO2-+H++H2O
碱式电离：Al（OH）3？葑Al3++3OH-
由上述电离得知，Al（OH）3与碱反应时促进了酸式电离，生成偏铝酸盐，Al（OH）3与酸反应时促进了碱式电离，生成了铝盐。
氨基酸是又一类典型的两性化合物，在氨基酸分子中存在着两种性质截然不同的基团，氨基（-NH2）和羧基（-COOH）。在水溶液中氨基与氨气（NH3）相似，结合水电离产生的质子（H+）生成-NH3+，并释放出氢氧根离子（OH-）显示碱性；羧基具有羧酸的通性，在水分子作用下电离出氢离子显示酸性，所以氨基酸既能与酸反应又能与碱反应。那么，既能与酸反应又能与碱反应的化合物就是两性化合物吗（对概念的进一步深化）？显然不是。如许多弱酸的酸式盐既可以与强酸反应，也能与强碱反应，但不属于两性化合物。如NaHCO3、NaHSO3、NaH2PO4等。
从以上事例可看出，教学中如果把相关的概念放在一起，加以类比，全面的分析概念的本质、内涵和外延，有利于学生对化学核心概念的建立。
二、在类比中建构知识
电离平衡常数、溶度积常数都是学生学习的难点，学生往往对这些概念不能深刻理解，导致在解答相关问题时，抓不住要点实质。若运用类比的方法，在化学平衡常数相关知识要点的基础上延伸拓展，教学将起到事半功倍的效果。
通过类比得知：
一是它们的本质相同。都是一种动态平衡体系。即研究一定条件下的可逆反应、弱电解质的电离平衡、难溶电解质的溶解平衡。当改变某些外界条件后，平衡发生移动，最终达到一种新的平衡。
二是它们特点相同。其一，与化学平衡常数一样，化学平衡常数大小除与物质本身的性质有关外，还受温度的影响，而与反应物或生成物的浓度等无关，三大平衡常数都是温度的函数，所以研究平衡常数时都必须指明温度。其二，不同的平衡体系其平衡常数不同。平衡常数越大说明反应（或电离、沉淀）越彻底，生成物浓度（或离子浓度、沉淀的量）越大，反应物浓度（或弱电解质分子浓度、难溶电解质离子浓度）越小。因此，平衡常数的大小可以表示反应（或电离、沉淀）进行的程度，转化率高低。
三是分析解决问题的思路相同。在解决电离平衡和溶解平衡问题时，其思路、步骤与化学平衡一样。按照“始、转、平”三段分析的方法。“始”是指正确计算出各物质的起始量（物质或离子的起始浓度）；“转”是在变化过程中各物质的改变量；“平”是指到达平衡时各物质的浓度。准确分析计算“始、转、平”是解决具体问题的关键。
通过上述三大平衡常数相关知识的对比，这就将新知识纳入了学生已有的知识体系中，既复习了旧知识，又建构了新知识。
三、在类比中深化理解
在化学学习中，有很多知识间存在着某些相似或相同点。教学中实时地运用类比，通过类比对象与学习内容之间的某些共性、差异和特殊性的比较，启迪学生的思维，引导学生弄清知识间的内在联系，使知识系统化，深化理解所学知识，实现知识的意义建构。
在有机化学的学习中，通常是先对某一个或一类最具代表性的物质进行研究，对其结构、性质作深入分析，在此基础上通过类比延伸拓展到其它同类型或不同类型的物质。比如，学习烯烃时首先探究乙烯的组成、结构和性质等，通过学习掌握了乙烯的主要化学性质。乙烯可以发生加成反应、加聚反应、氧化反应等，而这些反应的发生是因为乙烯分子中存在一个不饱和价键π键，π键的键能小于碳碳σ键，容易发生断裂而反应。根据烯烃、二烯烃、炔烃等不饱和烃的结构特征不难得出它们与乙烯具有相似的性质。苯也是一种不饱烃，其不饱和程度更高，那么苯是否也能发生加成、氧化等反应呢？这就要对苯结构的特殊性进行分析。在单烯烃中，碳碳π键是相对独立的，容易断裂。而在苯分子中，从碳四价学说看苯具有凯库勒式的结构，即单双键相间，应具有烯烃的通性。事实证明，苯不能使溴水和高锰酸钾酸性溶液褪色，说明它没有表现出像烯烃的不饱和性，性质相对稳定。经研究、测定，人们发现苯分子中6个碳原子之间的键完全相同，是一种介于单键和双键之间的独特的键（离域大π键），虽能体现出不饱和价键的性质，如在一定条件下可以和H2等物质发生加成反应，但不能使溴水和高锰酸钾酸性溶液褪色，体现了苯的特殊性。通过上述物质之间的类比分析，使学生清晰地认识到苯和烯烃的区别与系联，更加全面深刻地理解苯的结构与性质，形成了物质结构决定物质的性质，物质的性质反映了物质结构的学科思想。
四、在类比中解决问题
问题解决是以已有的知识、经验为基础，如果没有相关的先前知识，问题解决则无法进行。即使所谓的“新问题”，也能在贮存的知识系统中或多或少的存在某些“原型”，关键是能否从已有的知识储备中顺利提取到相关的信息。类比能将新问题转化为已有知识经验中相似的问题原型，通过比较在两者之间建立联系，实现知识的有效“迁移”，把当前的情景转换为熟悉的、简单的、清晰的情景，从而使问题得到解决。
[问题1]根据卤代烃的性质完成下列方程式：
（1）溴乙烷跟NaHS的反应；
（2）由碘甲烷、无水乙醇和金属钠合成甲乙醚。
问题解决：卤代烃与氢氧化钠溶液的反应，是一个典型的取代反应。其实质是带负电的原子或原子团（例如OH-阴离子）取代了卤代烃中的卤原子。CH3CH2CH2Br+OH-CH3CH2CH2OH+Br-由此可以推出：R—X+Y-R—Y+X-，根据与OH-的相似点，可写出化学方程式：
（1）C2H5Br+HS-C2H5SH+Br-
（2）2C2H5OH+2Na2C2H5O-+2Na++H2
C2H5O-+CH3ICH3—O—C2H5+I-
[问题2]已知液体SO2和纯水的导电性相近，实验测得两者的导电率分别为8×10-8Ω-1·cm-1和6×10-8 Ω-1·cm-1。请用化学方程式说明为什么在液体SO2中，用可Cs2SO3去滴定SOCl2？
问题解决：用Cs2SO3去滴定SOCl2，对于学生来讲是一个全新的问题，但酸碱中和反应（问题原型）学生并不陌生。由SO2和纯水的导电性相近，说明两者的电离能力相当，相反有反应：H3O++OH-=2H2O（中和反应实质）极易发生。则反应SO32-+SO2+=2SO2容易进行，与上述离子反应对应的化学方程式分别为：
Ⅰ：CsOH+HCl=CsCl+H2O
Ⅱ：Cs2SO3+SOCl2=2CsCl+2SO2
因此，可用Cs2SO3滴定SOCl2。
五、在类比中培养能力
科学史上很多重大发现、发明，往往发端于类比，类比被誉为科学活动中的“伟大的引路人”。数学家、天文学家开普勒曾说：“我们珍视类比胜于任何别的东西，它是我最可信赖的老师，它能揭示自然界的秘密。”教学中运用类比使学生能体会到知识之间的联系，在先前知识的“引领”下，起到举一反三、触类旁通的效果，能够系统地掌握学科概念，有助于培养学生分析、比较的能力，最终达到发展智力，培养学生的思维能力。
如在学习Pb3O4结构和性质时，学生常常把它和Fe3O4进行类比。从表面上看两种物质组成完全一样，如果不深入分析推敲极易误入歧途。物质的组成结构与元素的价态有密切的联系。在Fe3O4中铁为+2和+3价，而Pb3O4中铅为+2和+4价，所以以氧化物的形式表示分别为：FeO·Fe2O3；PbO·PbO2。若用盐的形式表示则依次为：Fe[FeO2]2和Pb2[PbO4]，正是由于它们结构上的差异导致了其化学性质的不同，如与浓盐酸的反应分别为：
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
Pb3O4+8HCl=3PbCl2+Cl2+4H2O
再如，在分析HClO分子的结构式时，学生时常将其写成H-Cl-O。出现这种错误的根本原因没有真正理解含氧酸的特征。若从含氧酸都是羟基酸这一特征进行类比，则不难得出其正确结构为H-O-Cl。那么分子中所有原子在一条直线上吗？对于这一问题的研究可类比熟悉的水分子，水分子是“角形”结构，由此可推出HClO分子的空间构型。
参考文献
