化学自习室移动版

化学平衡是化学基本理论的重要组成部分，也是学习电离平衡、盐类水解以及沉淀溶解平衡的基础。这部分内容理论性强，知识抽象，既是化学教学的重点也是难点。在“化学平衡的移动”教学实践中，笔者发现还存在一些疑难问题有待解决。

《化学反应 原 理》教材属于化学新课标选修体系，因此，教材的深广度、编排方式有别于化学必修教材。对比三种版本高中教材关于“化学平衡的移动”的内容，内容叙述上有一定差异。列表如下：

笔者注：

[a] 勒沙特列原理科学、严格的表述是：均相、封闭体系，当只有某一个因素改变时，平衡会向抵制外来因素改变的方向移动。勒沙特列原理是一条经验规则，高中教材针对单一条件变化后的平衡移动方向判断，引入其总结，是基于新课标的知识目标和高中生的认知水平决定的。

[b] 原文为“改变反应条件时平衡状态的变化趋势，可以用正逆反应的消长来表述。如果有利于增大产物的比率，可以说成是平衡向右移动；反之亦然。”

由上表对比可以看出：三种版本高中化学教材，对“化学平衡移动方向判断方式”上均采用了直观教学手段。“温度、浓度”对化学平衡的影响运用具体实验形式，而“压强”对化学平衡的影响则运用图表、数据等模式呈现。毫无疑问，三位主编的意图都是为了符合高中学生的认知结构和已有的学习经验，利于优化高中化学教与学。

三种版本高中教材在感性认识和理性分析的同时，并没有忽视定性分析和定量计算以及逻辑推理应用。这一点从引入原属于大学内容的“化学平衡常数”就不难发现。正如北京师范大学化学学院王明召教授所言， “从 Qc 与 Kc  比较的普遍性定量规律来分析平衡移动的方向问题，体现了新教材的科学性；将勒沙特列原理介绍为定性规律，用于定性判断，体现了新教材的实用性”。

教材版本不同，教师解读的差异会对实际教学产生影响吗？如何解决教学中遇到的疑问？笔者结合已查阅的资料和例证，谈谈自己的观点，藉以抛砖引玉。

疑问一：速率 - 时间图像(ν-t 图）分析化学平衡移动是否适用？

分析：三种版本教材中，只有人教版教材明确提出用条件改变后的“正、逆反应速率变化”来分析化学平衡移动方向。从教学实践看，ν-t 图分析化学平衡移动

方向使用率仍很高。王祖浩教授主编的《高中化学教学参考书 化学反应原理（选修）》一书中提到，化学平衡移动的过程：

原化学平衡(ν_正 =ν_逆 ）→条件改变(ν_正 ≠ν_逆 ）→新化学平衡(ν′_正 =ν′_逆）

化学平衡移动的方向：条件改变，若 ν_正＞ν_逆，平衡向正反应方向移动；若 ν_正 <ν _逆，平衡向逆反应方向移动 。

结论：反应速率虽然属于化学动力学范畴，但两者是一个有机完整的体系，正是由于微观状态的变化才导致宏观上平衡的移动，因此利用 ν-t 图分析化学平衡移动的方向在新课标体系教学时仍然适用。

疑问二：新化学平衡反应速率(ν′)与原化学平衡反应速率(ν)一定不等吗？

例 1   一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2 mol SO₂  和 1 mol O₂，发 生下 列 反 应：2SO₂(g) ＋O₂(g)  2SO₃(g)，达到平衡后，t₁ 时刻保持温度和压强不变，充入 1 mol SO₃(g)，请在图 1上作出 t₁  时刻后平衡体系的ν-t 图。

分析：恒温恒压时，向容器中充入 1 mol SO₃(g)，体积增大，c(SO₂) 和 c(O₂) 瞬间减小，正反应速率下降，逆反应速率受 c(SO₃) 影响瞬间增大，平衡向逆反应方向移动。但根据等效平衡原则，新旧平衡各物质浓度均对应相等，故ν′=ν, 平衡体系ν-t 图变化如图 2 。

例 2   痛风性关节炎的原因归结于在关节滑液中形成了尿酸钠（NaUr）晶体。尿酸钠溶液中存在平衡： NaUr(s)  Na^＋(aq)+Ur^-(aq)。如图 3 所示，t₁  时刻向尿酸钠饱和溶液（晶体足量）中加适量水，试作出溶解速率 [ν（溶解）]、沉淀速率 [ν（沉淀）] 与时间 t 关系示意图。

分析：在晶体充足的尿酸钠饱和溶液中加入适量水的瞬间，ν（溶解）不变，ν（沉淀）因溶液中离子浓度减小而减小，即 ν（溶解）＞ν（沉淀），平衡向溶解方向移动。在平衡移动过程中，ν（溶解）与晶体的量多少无关，始终保持不变，ν（沉淀）随着离子浓度的增大而增大，直至ν（溶解）=ν（沉淀）而建立新平衡为止 ， ν（溶解）、ν（沉淀）与时间 t 关系图如图 4。

结论：外界条件改变使得 ν_正 ≠ν_逆，即可引发化学平衡移动。新化学平衡反应速率(ν′)与原化学平衡反应速率(ν)相等的情况完全可能。

疑问三：新平衡建立后，产物的百分含量一定与原平衡不同吗？

分析：例如，某温度下在一密闭容器发生如下反应H₂(g)＋I₂(g) 2HI(g)，达到平衡状态。保持恒温恒容条件，以原平衡初始投 入量相等比例向容 器中再充 入H₂(g)、I₂(g)，不论从 ν-t 图像分析，还是从 Q 与 K 比较的结果，都可以得出化学平衡向正反应方向移动。根据平衡等效性原则，该平衡移动后的结果与“对原平衡直接增大压强”效果是一致的。该反应为气体体积不变的可逆反应，故加压对平衡各组分百分含量不会影响。这种情况下，对于气体参与且等体积变化的可逆反应尤其要重视。

结论：在一定条件下，新平衡建立后，产物的百分含量与原平衡保持一致的现象是可能存在的。

综上所述，“化学平衡移动”的疑难问题成因是各个版本教材对化学平衡移动的方向判断上观点不同所致。综合各版本教材观点和上述案例，笔者认为，化学平衡移动属于“过程”研究，应该根据外界条件改变瞬间的 ν_正与ν_逆变化情况，或从 Q 与 K 大小比较来判断，平衡移动的结果更注重始态与终态对比，很多时候要借助“等效模型”、“极限思想”等方法来具体分析。