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2023.9.26 化学平衡图像

 教化学的蜗牛君 2023-09-26 发布于福建

今天经历了一些自己生命与他人生命的大触动,也再次调整了心态稳步前进,相信未来的盲盒一定有其美意。这一年给自己最大的任务即修炼心性,强大淡定。

今天课堂讨论化学平衡图像,有一些思考,也有一些困惑未获得完全的解答,欢迎广大朋友交流讨论。

1.速率时间图像(v-t图像)

 
这种图像好理解,解读起来也顺畅,过程引导学生思考变化过程做出图像。需要因素改变时反应速率与平衡所受的影响。学生对于这两方面的影响还不够深化,找机会再换种形式复盘落实,大概可以落实成表格。也可以引导学生进行复盘总结做成思维导图,结合QK关系等。
影响因素
反应速率
反应平衡
温度升高
增大
吸热反应平衡正移;
放热反应平衡逆移
压强升高
对于气体反应增大
向体积数减小方向移动
浓度增大
增大
若反应物浓度增大平衡正移;
若生成物浓度增大平衡逆移
催化剂
增大(一般正催化剂)
不变
2.百分含量(或转化率)—时间图像(改变温度或压强)
 

这种图像也很好理解,从斜率可以看反应速率,从平衡时纵坐标可以看平衡位置。前提条件先明确纵坐标、横坐标的含义——如果横坐标不是时间,斜率就不能代表反应速率快慢;纵坐标是用反应物表示还是生成物表示?决定了图像的走势。
但在具体解读顺序上我还在思考怎样解读更加合适,就像几块拼图,先拼哪片其实都行,但不同顺序难易程度不同。我目前理解的解读:先从反应速率判断温度高低或压强大小,再根据平衡时物质含量或转化率信息,得出“温度/压强越高,平衡正移/逆移”的信息,分别根据温度或压强对平衡的影响得出焓变或体积数变化信息。
3.百分含量(或转化率)—温度或压强图像
 

控制变量进行探究好理解。
教参另外还给了几种图像,我个人没有太理解,上课时候也没有怎么讨论。
(1)速率温度或压强图像
 

从图像表面确实可以看出来反应速率随着温度或压强的增大而增大,从正逆速率的大小关系上也可以解读出来交错点是平衡。只不过我好奇的是这个纵坐标到底是什么含义?如果是平衡时候的速率,理论上来说v正应该一直等于v逆,两者应该是重合的。
而途中v正不等于v逆意味着没有达到平衡状态,在达到平衡状态前反应速率应该实在变化的,那么这里到底是什么时刻呢?我想这个图像若要有意义,纵坐标大概代表的是反应一开始的正逆反应速率情况,随着温度或压强的增大,只不过刚好在某个温度或压强下正逆反应速率一开始就相等。当然正逆速率的增大幅度可能不同,比如对于以下反应,讨论反应速率
 

 

其中k正、k逆只与温度有关。所以类似的速率温度或压强图像可能有另一种斜率变化方式。比如以下。
 

(2)特殊图像:非平衡点与平衡点分析 

这个图像我着实没有太理解,同事的解读是:温度越高反应速率越快,所以在相同的时间里,温度低的时候可能还未达到平衡,M点意味着温度已经足够高,反应速率足够快在相同的时间里达到平衡,曲线上M点之后的点均是平衡点,后续的变化代表温度对反应平衡的影响。如果没有一段时间的限定条件,我想每个温度下都会有一个平衡点,最后出的图像应该就不是抛物线而是类似3.的图像了。所以这个图像让我困惑。
我想学生现在在学习阶段,重要的是体会反应速率、化学平衡的影响因素,可以从单维考虑进入二维考虑,若再多维着实不易,比如有些习题涉及到了恒温和绝热环境,多种因素改变判断平衡,对于学生目前的水平要求较高。此外勒夏特列原理对于多因素影响更多只能讨论多因素的一致影响,而对于多因素的不一致影响,勒夏特列原理不能预测。
欢迎指导!

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