摘要 2种化学平衡状态的比较是平衡类试题中的重点与难点题型，是极易造成学生学习分化的教学内容。在剖析学生解题困难形成原因的基础上，针对性地采用了统筹规划、专题突破、分层推进、综合治理的教学策略，基本实现了杂乱的习题条理化、抽象的解题过程直观化、零碎的结论规律化、模糊肤浅的认识清晰深刻化，增强了学生学好化学平衡的信心，提高了整体教学效益。
化学平衡是中学化学的重点理论内容，无论新旧教材，化学平衡都是教学的主干内容，也是历年高考的必考内容。而2种化学平衡状态比较的题型是化学平衡类试题中的重点题型，同时也是中学化学试题中难度最大的题型。很多学生在接触到这类题型时，往往有一种畏惧感，信心不足。那么对于学生而言这类试题解题难度大的原因有哪些？教学中如何帮助学生树立信心有效地突破这一难点呢？分析学生解题的思维过程，发现产生解题障碍的具体原因，采取相应对策改进教学，有助于培养学生应用化学平衡知识解决实际问题的能力，提高教学质量。
1 难点成因
2种化学平衡状态比较的题型成为学生解题难度最大的题型，不是单一因素造成而是多重因素综合的结果，致难因素归纳起来主要表现在以下几个方面。
1．1 化学平衡状态题型呈现形式的多样性与综合性
2种化学平衡状态比较的题型，根据2种平衡状态来源的不同可分为3种基本类型：（1）同一始态分别在恒温恒容与恒温恒压不同条件下建立的2种平衡状态的比较；(2)各组分物质的量加倍前后建立的2种平衡状态的比较；（3）不同途径分别在相同条件下建立的化学平衡状态之间的比较。3种基本类型本身各自有许多变式，同时它们彼此之间以及与其他类型习题之间常常是相互渗透融合综合出现，从而造成试题呈现形式的多样性与综合性。试题的类型决定着解题所用的方法，题型的差异性和多样性决定了解题方法的差异性和多样性。而3种基本题型中每一种题型的解法都较复杂，如果不对外貌各异的众多习题归纳整理，分类组织专题教学，不仅对每一种题型的解法特别是相互联系理解不深刻，而且对专题整体有杂乱感，难以全面把握。
1．2 试题涉及知识的抽象性与综合性
2种化学平衡状态的比较类试题所涉及的知识比较多，有些隶属化学平衡的知识内容理论性强比较抽象，如：化学平衡状态的概念、化学平衡的移动、等效平衡的概念，等等，导致在比较2种平衡状态时大多只能产生模糊的定性认识，缺乏具体的定量认同；同时试题涉及的知识具有综合性，不仅有化学平衡知识、阿伏加德罗定律及其推论（或理想气体状态方程）等具体学科知识，还有科学方法知识如模型概念、建模方法等，其中科学方法知识是方法类知识中一类高层次高要求的知识。知识的抽象性，无疑会给许多习惯于直观形象思维而尚未完成到抽象逻辑思维转变的学生造成一定的理解障碍；知识的综合性，对学生在知识的储备、逻辑思维能力以及2个方面的不断转化提出了较高要求。
1．3 解题方法的创造性与抽象性
由于2种平衡状态直接比较往往无从下手，因而需要学生创造性地设计出2种平衡状态建立联系的途径。实践表明，建模是构建2种平衡状态相互联系的一种有效方法。钱学森的观点：“模型就是通过我们对问题的分析，利用我们考察来的机理，吸收一切主要因素，略去一切不主要因素所创造出来的一幅图画。”显然，模型是创造性思维与抽象思维共同运作的结果。建模方法是一种重要的科学方法，也是一种重要的解题方法。在平时的化学解题教学中，
普遍忽视对学生建模能力的培养，从而导致学生建模意识、运用模型解题的意识非常淡薄。在解2种化学平衡状态比较类试题时，学生往往不仅不能创造性的建立解题模型，甚至构建过的解题模型需用时重建也比较困难。
2 突破难点教学的做法和体会
为了提高突破难点教学的针对性和有效性，把每一基本类型教学组织成小专题进行。具体教学设计采用了统筹规划、专题突破、分层推进、综合治理的教学策略。下面就将3种基本类型分别组织的专题教学设计依次粗略介绍如下。
2．1 专题一“同一始态分别在恒温恒容、恒温恒压不同条件下建立的2种平衡状态的比较”的教学设计
2．1．1 明确作图要求 构建适宜模型
选取典型高考试题作为例题，可以增强学生的高考意识，提高学生重视程度。具体题目为：(1998年全国)体积相同的甲、乙2个容器分别都充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应：2SO2＋O22SO3并达到平衡。在这个过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保
持压强不变，若甲容器中SO2的转化率为p％，则乙容器中SO2的转化率()
A．等于p％B．大于p％
C．小于p％D．无法判断
通过析题使学生认识到，本题中甲、乙容器中SO2的转化率难以直接比较，欲比较必须构建两种平衡状态转化的途径。怎样构建呢？经老师启发、引导学生虽然能较快认识到以紧抓压强变化为线索的推理法，但因用推理法解题比较抽象，学生不能深刻理解。而通过构建图式模型，把抽象的推理过程通过作图直观化，是一种能达到帮助学生透彻理解推理法，提高解题效果的做法。但只有建立合理的图式模型才能起到良好的解题效果，否则适得其反。为此，在参考同一问题多种图式模型的基础上，经探究构建了一种新型的图式模型，本人称之为“三角形”图式模型。为了帮助学生掌握“三角形”图式模型，向学生明确地提出了作图的基本要求和使用条件。作图的基本要求为：①用正方形的相对大小表示不同状态时容器体积的相对大小；②2种平衡状态的始态因相同用同一个正方形表示；③用实线箭号表示状态变化的方向；④始态到2种平衡状态箭号的相对长度与2种平衡状态时体积的相对大小关系保持一致；⑤2种不同的平衡状态转化时，一般通过加压把体积较大的平衡状态转化为体积较小的
平衡状态；⑥设计的虚拟过程中的箭号用虚线表示。图形整体呈三角形。如本题构建的三角形图式模型为图1。
为使学生透彻地理解加压过程，可建立理想化三角形图式模型，为图2。由图2可知，平衡态甲转化为平衡态乙的过程可另行理想化设计成分2步进行：第一步迅速增大压强，由于发生在瞬间，参与平衡的每一种组分的物质的量不变，为单纯物理变化过程，从而导致容器体积减小；第二步容器体积保持不变，因Δν＜0，平衡将正向移动，SO2转化率增大，故正确选项为B。由图还可进一步认识到，由平衡态甲转化为平衡态乙的过程表面上虽然只采取单纯的加压措施，但按照理想化的处理过程，压强经历了先加压而后略降压的过程。4种状态的压强关系为：p（中）>p（始）＝p乙（平）>p甲（平）。
2．1．2 注重变式练习 强化建模方法
由平时的解题教学发现，由于教学中忽视对作图要求，很多学生缺乏借助画图帮助突破解题难点的习惯。为强化学生建模意识，教学时不是急于让学生运用模型解题，而且先让学生初步学会绘制解题模型的方法。为此，在例题教学的基础上进行了作图变式训练，练习内容为：例题中其他条件不变，只将题中反应式依次换成下列反应式：①N2+3H22NH3，②2NO
2N2O4，③2NO22NO+O2，④PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g），⑤H2(g)+I2(g)2HI(g)，⑥CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），根据作图要求，分别画出解题模型。作图完成后进一步追问，为什么有的反应式不同，构建的解题模型却相同？其中内在的原因是什么？让学生经思考领悟到，具体的解题模型还跟反应式中气体总化学计量数的变化类型密切相关。当胸有成“图”时即可不动笔作图，运用心中之图作判断。
2．1．3 运用模型解题 列表比较总结
在学生经历解题实践基础上，可选择适当的时机就常见比较量与气体总化学计量数变化之间的内在联系设计如表1进行探究。讨论归纳如下：
接着要求学生寻表中相同的东西，可引导学生进一步认识到：①若Δν=0，建立平衡的过程及建立的平衡状态完全相同；②某些常见比较量之间带有规律性的内在联系：若Δν≠0时，恒温恒压条件下反应物转化率始终大于恒温恒容，并且反应物转化率越大，平衡时反应物的物质的量越小，反应物的体积分数越小，热量变化值越大。经过列表比较，发掘规律，学生再遇到本题型形成解题思路必将更敏捷。
2．2 专题二“各组分物质的量加倍前后2种平衡状态的比较”教学设计
如果从建立平衡的条件进行分类研究，将发现恒温恒压条件下两种平衡比较问题的解决途径比恒温恒容简单，并且恒温恒压下处理问题的方法是解决恒温恒容的基础，因此专题教学内容的安排是先
恒压而后恒容。这样的教学顺序遵循学生的认知规律，由简单到复杂，由易到难。而通常的教学安排先恒容后恒压给学生的学习额外增加了难度。分类突破的具体教学设计如下。
2．2．1 “恒温恒压下，各组分物质的量加倍前后两种平衡状态的比较”教学设计
2．2．1．1 构建合理模型 揭示本质联系
例题内容为：在一定温度压强下，向可变容器中充入1 mol SO2和1 mol O2，发生如下反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，达到平衡时SO3的体积分数为a；维持温度、压强不变将2 mol SO2和2 mol O2作为起始物质充入密闭容器中，则达到平衡时SO3的体积分数为b，试判断a与b的大小。
为构建2种平衡状态间联系的需要，可将起始各反应物物质的量加倍从开始到建立平衡的过程另行设计为：首先将起始时容器拆分成2个与原平衡起始时体积相同的容器，然后分别在
恒温恒压下建立平衡，建立的2个平衡状态必均与原平衡状态相同，最后将这2个已达平衡的相同容器恒压叠加就可得到新平衡状态。由于新平衡可看作是原平衡的2个在恒压下叠加而成，因此原平衡到新平衡的过程，平衡将不移动，SO3的体积分数将保持不变即a=b。
为了使学生掌握建模方法，亲自发掘两种平衡状态间本质联系，设计如下系列思考题：（a）若改变例题中反应式气体总化学计量数变化的类型，解题模型有无变化，为什么？（b）在恒压下，如果将各反应物物质的量加倍由“起始时”换成“平衡时”解题模型如何构建？两种平衡状态间联系又将怎样？与“起始时各反应物物质的量的加倍”解题模型有何异同？（c）恒压下，无论是“起始时”还是“平衡时”各组分物质的量加倍，两种平衡状态之间有无共同的联系？若有，该如何表述？学生通过对上述系列问题的深入思考，不仅掌握了构建解题模型的基本方法，对解题模型“变”与“不变”的原因有了透彻理解，而且能亲身发现，恒压下，无论是起始时还是平衡时，各组分物质的量加倍前后两种平衡状态之间规律性的转化方法。
2．2．1．2 演绎应用方法 归纳推广规律
为了运用2种平衡态间转化方法，深化对2种平衡状态之间规律性联系的理解，要求学生讨论完成下表2。
发布评论