生活中的化学平衡

潍坊四中校本课程

生活中的化学平衡

潍坊四中 高云 辛成连 董凤彩

课程开发与实施情况

教学背景

现实生活中很多的现象和实际的问题与化学平衡密切相关，化学平衡又是化学中非常重要的概念，学生理解化学平衡存在一定的困难，所以学生期待通过了解化学平衡的发展历史、了解化学平衡在生活生产中的各方面应用来进一步明确学习化学平衡学习的重要意义，以此加深对化学平衡的理解。

教学目标

1.通过学习，使学生了解化学平衡在生活中无处不在的应用。

2.通过本课程的开发学习，培养利用化学知识解决生活中实际问题的积极意识。

3．了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。 4．了解弱电解质在水溶液中的电离平衡。

5．了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。了解溶度积的含义及其表达式，并能进行相关计算。

教学内容

1. 化学平衡的发展史 2. 生活中的化学平衡 3. 四种平衡的对比和应用

教学方案

在学生学习完电化学平衡之后，联系生活中的最常见的化学平衡问题，引领学生以小组形式走出课堂，观察、思考、体会电化学在生活中的应用，从而培养其利用所学知识解决现实生活中实际问题的能力。

教学评价

从学习态度、参与的积极性、小组合作效果等方面评价学生，采用组内自评、小组互评和教师评价相结合的方式。

生活中的化学平衡

化学平衡是化学中非常重要的概念，化学平衡又与我盟的生活息息相关，了解化学平衡的相关概对于我们学习化学，了解化学与生活生产的联系，用所学知识解决生产生活中的问题有着重要意义。

什么是化学平衡

化学平衡是化学中的一个非常重要的概念，化学平衡是指在宏观条件一定的可逆反应中，化学反应正逆反应速率相等，反应物和生成物各组分浓度不再改变的状态。根据勒夏特列原理，如一个已达平衡的系统被改变，该系统会随之改变来抗衡该改变。简单来说，我们要研究和利用一个化学反应，不仅要知道它进行的方向，还应该知道反应达到平衡时产物有多少。我们就需要研究化学反应的限度，这个限度的存在就是化学平衡的意义所在。在一定条件下，既能向某一方向又能向相反方向进行的反应即为可逆反应，可逆反应不能进行到底，而现实中存在的绝大多数化学反应都具有可逆性，不存在绝对的可逆反应或是不可逆反应，可逆不可逆的的区别主要在于反应进行的程度不同，反应都可在不同程度上达到平衡。达到一个化学反应正逆反应速率相等，反应物和生成物各组分浓度不再改变的状态。描述反应进行的程度就要用到平衡常数的概念， 化学平衡常数，是指在一定温度下,可逆反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,也不管反应物起始浓度大小,最后都达到平衡,这时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值是个常数,用K表示,即为化学平衡常数。化学平衡的过程，反应开始时，反应物浓度较大，产物浓

度较小，所以正反应速率大于逆反应速率。随着反应的进行，反应物浓度不断减小，产物浓度不断增大，所以正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大。当正、逆反应速率相等时，系统中各物质的浓度不再发生变化，反应就达到了平衡。此时系统处于动态平衡状态，并不是说反应进行到此就完全停止，所以说，化学平衡为动态平衡。

一、化学平衡的研究历史

19世纪。人们发现炼铁炉出口含有大量的CO，最初认为是由于CO和铁矿石接触时间不够导致。为此，人们采取了增加炼铁炉高度的方法想使反应达到完全进行，在英国就曾经建起过30多米高的高炉，但是出口气体中CO的含量并未减少，造成了很大的浪费。对高炉炼铁的深入研究让人们认识到化学反应并不是简简单单的进行，可逆过程存在与化学反应的方方面面。19世纪50-60年代，热力学的基本规律已明确起来，但是一些热力学概念还比较模糊，数字处理很烦琐，

不能用来解决稍微复杂一点的问题，例如化学反应的方向问题。当时，大多数化学家正致力于有机化学的研究，也有一些人试图解决化学反应的方向问题。这种努力除了质量作用定律之外，还有其他一些人试图从别的角度进行反应方向的探索，其中已有人提出了一些经验性的规律。在这一方面做出突出贡献的是吉布斯，他在热力化学发展史上的地位极其重要。吉布斯在势力化学上的贡献可以归纳4个方面。第一，在克劳胥斯等人建立的第二定律的基础上，吉布斯引出了平衡的判断依据，并将熵的判断依据正确地限制在孤立体系的范

围内。使一般实际问题有了进行普遍处理的可能。第二，用内有、熵、体积代替温度、压力、体积作为变量对体系状态进行描述。并指出汤姆生用温度、压力和体积对体系

体状态进行描述是不完全的。第三，吉布斯在热力学中引入了“浓度”这一变量，并将明确了成分的浓度对内能的导数定义为“热力学势”。第四，他进一步讨论了体系在电、磁和表面的影响下的平衡问题。 吉布斯对平衡的研究成果主要发表在他的三篇文章之中。吉布斯前两篇文可以说只是一个准备，1876年和1878年分两部分发表了第三篇文章-《关于复相物质的平衡》，文章长达300多页，包括700多个公式。前两篇文章是讨论单一的化学物质体系，这篇文章则对多组分复相体系进行了讨论。由于热力学势的引入，只要将单组分体系状态方程稍加变化，便可以对多组分体系的问题进行处理了。

对于吉布斯的工作，勒夏特列认为这是一个新领域的开辟，其重要性可以与质量不灭定律相提并论。在吉布斯之后，热力学仍然只能处理理想状态的体系。这时，美国人路易斯分别于1901年和1907年发表文章，提出了“逸度”与“活度”的概念。路易斯谈到“逃逸趋势”这一概念，指出一些热力学量，如温度、压力、浓度、热力学势等都是逃逸趋势量度的标度。

路易斯所提出的逸度与活度的概念，使吉布斯的理论得到了有益的补充和发展，从而使人们有可能将理想体系的偏差进行统一，使实际体系在形式上具有了与理想体系完全相同的热力学关系式。

综上所述，经过科学家们的不断努力，人们得出了化学平衡的本质，即在一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。