稀醋酸溶液加水稀释,会促进醋酸的电离,使醋酸电离度增大,通常我们都会把这种情况总结为弱电解质溶液“越稀越电离”.然而对于醋酸溶液“越稀越电离”的原因,却经常使许多学生感到困惑和难以理解,学生主要的困惑点在于醋酸溶液加水稀释时,反应物CH3COOH的浓度减小,同时生成物CH3COO-和H+的浓度也减小,按照化学平衡移动的勒夏特列原理分析,前者变化使电离平衡逆向移动,而后者变化使电离平衡正向移动,那么最终这个平衡究竟应该向哪个方向移动呢?
这种情况显然难以直接通过勒夏特列原理加以解释说明.究其原因,在于勒夏特列原理只适用于改变影响化学平衡的“一个”因素,而加水稀释时CH3COOH、CH3COO-和H+的浓度均减小,这时改变的并不仅仅是影响化学平衡的“一个”因素,而是改变影响化学平衡的“多个”因素,故而在判断平衡移动方向时有一定难度.笔者在教学实践中,用以下三个不同方法从三个不同的角度对这一问题进行了深入剖析.
解析1:碰撞法.在一定温度下,对于电离平衡
解析1:碰撞法的基础是碰撞理论,即“反应物微粒间必须相互碰撞才有可能发生反应,反应速率的大小与单位时间内反应物微粒的碰撞次数成正比”,结合电离平衡是动态平衡的特点,从v(正)和v(逆)的变化情况着手分析,通过判断条件改变后v(正)和v(逆)的相对大小来判断平衡移动的方向,这种方法是从平衡移动的本质上解释“越稀越电离”的,即平衡状态的本质是v(正)=v(逆),平衡正向移动的本质是v(正)>v(逆),平衡逆向移动的本质是v(正)
解析2:计算法的基础是化学平衡常数,化学平衡常数K不仅可以通过其大小判断反应进行的程度,而且通过对浓度商 的分析和计算以及与平衡常数K的比较,判断平衡移动的方向.通过这种解析,一方面从定量的角度对弱电解质“越稀越电离”做出了说明,另一方面也加深了学生对于化学平衡常数K这一重要概念的理解.
解析3:类比法的基础是虚拟转化法,将一个气体反应虚拟置于一个带活塞的(体积可变)密闭容器内,通过虚拟的活塞运动调整反应体系体积的变化,从而将难以解释的“气体反应物和生成物浓度同时增大或减小时,平衡应该如何移动?”问题转化为较为容易解释的“气体反应体系压强改变时,平衡如何移动?”问题,再借助类比的思维方式,将这种情况“嫁接到”醋酸加水稀释的问题上.这种“虚拟”“转化”和“嫁接”,是学生掌握好化学平衡知识应当具备的几种思维方式.
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