应用平衡稳定条件分析化学平衡的移动

化学平衡的移动规律是物理化学中重要的知识点之一。平衡稳定条件在经典热力学中占有重要的地位,但很少用于处理化学平衡问题。根据热力学原理,推导了简单的均匀隔离系统的平衡稳定条件,并将其用于分析温度和总压力对化学平衡移动的影响,结论为改变温度和总压力,使化学平衡朝着稳定平衡的方向移动。这种分析方法非常简单,也加深了我们对稳定平衡的理解。同时,也指出了该方法的局限性。     

基础化学教学中科学理解“化学平衡常数”的几点看法

在高中化学和大学普通化学等基础化学教学中,常常基于化学反应速率引入经验平衡常数,也有基于热力学理论引入标准平衡常数。经验平衡常数比较具体、形象,标准平衡常数比较抽象,但2者本质是一致的。经验平衡常数因存在多种形式及量纲等问题,相对复杂;标准平衡常数严格、规整,数值唯一,具有“大道至简”的特征。建议在教学中更多地从热力学角度来理解、概括化学平衡和平衡常数,在定量计算中尽可能统一使用标准平衡常数。     

化学平衡解题通用方法探讨*

对于复杂的化学平衡,平衡时刻浓度、分压、物质的量、转化率之间存在错综复杂的关系,给解题带来了很大难度。提出了“列表-设未知数-计算分压-计算平衡常数-求解”的5步解题通用方法,并利用该方法,结合CASIO计算器独特的解题特色,对近几年化学竞赛中出现的2道化学平衡试题进行了剖析。     

从知识考古学视角看课堂中的“化学平衡”

从知识考古学的视角,分析当前“课堂中的化学平衡”的历史根源。作为简化的学科知识,“教材中的化学平衡”不仅划定了知识的边界,而且内隐了知识的结构;作为演进的理解表现,“高考中的化学平衡”逐步形成了稳定的考查角度和方式。作为实然的教学内容,“课堂中的化学平衡”是多元主体社会协商形成的“共识”,具有区域性特征,包含特定的话语,是一种高度依赖于学校情境的工具化、条件化了的知识。     

思维导图法在大学化学教学中的应用——以化学平衡为例

以化学平衡相关内容为例阐述了一种有效归纳大学化学内容的方法——思维导图法。该方法有助于大学生自主梳理学习内容,尽快整理和掌握学过的内容,激发学生的学习积极性,通过知识点归类和条理化培养学生的实践能力。     

基于化学史和数据探究的“化学平衡常数”教学研究

分析了“化学平衡常数”的教材内容和相关教学设计,针对实际教学中存在的2个问题：简化的数据探究难以让学生体会到科学研究的复杂性;纯粹的知识性教学难以体现科学知识的价值和意义。提出在教学中融合化学史和数据探究,能帮助学生全面深入地理解概念,促进学生进一步认识科学本质和学科价值。     

Mass Variables and Chemical Potentials in the Gibbs and De Donder Formulations of Chemical Equilibrium

The classical thermodynamic treatment of chemical equilibria in closed systems is founded on theoretical formulations by J.W. Gibbs and Th. De Donder. These two theories represent mathematically equivalent energy variation problems, related to each other through a mass variable transformation analogous to coordinate transformations in mechanics. Associated with the change in mass variables, chemical potentials of reactive substances are defined differently in the two theories, and are subject to different sets of constraints. Traditionally, the two sets of constraints have been merged into one, by assuming that the chemical potential represents the same variable in both theories, an assumption that is formally inconsistent with the difference in chemical potential definitions. Merging of constraints is still possible if chemical potentials remain invariant in value as a manifestation of symmetry under a Gibbs – De Donder mass transformation, but such symmetry has not been investigated. Here we demonstrate chemical potential invariance by reformulating De Donder’s theory using Lagrange multipliers, and combining the resulting constraints on chemical potentials with the classical Gibbs constraints, in a phase equilibration thought experiment. A new form of the Gibbs–Duhem (GD) relation is derived in the De Donder mass system. Comparing this relation to the classical GD equation in Gibbs’ component framework, subject to chemical potential invariance, directly yields the linear operator mapping the De Donder mass variables onto the set of Gibbs component masses. Results are illustrated for a simple ion exchange reaction, in the process solving the longstanding problem of determining solid exchanger activities in ion exchanging mixtures. It is pointed out that, even though the Gibbs and De Donder formulations are mathematically equivalent, the formal structure of De Donder’s theory allows a more explicit and systematic treatment of constraints, and also defines chemical masses in a form more naturally adapted to typical experimental measurements.     

应用手持技术数字化实验测定化学平衡常数*——以Fe3+/SCN-平衡体系为例

结合手持技术,改进反应Fe³⁺+SCN^-FeSCN²⁺平衡常数测定实验的操作过程,使该实验微型化、便捷化,为中学教学提供一个可供选择和参考的平衡常数测定实验方案。本实验测得该反应的平衡常数K=1.6×10²(实验条件为:T=(26.5±0.5)℃,I=0.7,[H⁺]=0.15 mol/L)。     

利用离子交换树脂探究浓度对化学平衡的影响

利用花青素以及重铬酸钾溶液的可逆反应,通过添加阳离子交换树脂,在不改变溶液中其他物质浓度的条件下,探究浓度对化学平衡的影响.实验仪器简单、试剂易得、现象明显且用时较短,能够作为课堂演示实验或学生实验,为课堂教学提供真实情镜与探究案例.     

Equilibrium adsorption of binary mixtures of gases by zeolites and the state of the adsorption phase

A method for analyzing the state of the adsorption phase was developed on the basis of statistical thermodynamics for the case of equilibrium adsorption of binary gaseous mixtures. The procedure for treating experimental data to determine the Helmholtz energy and other thermodynamic functions of a mixture of molecules occluded within zeolite cavities was proposed. A measure of ideal behavior of a mixture of a small number of molecules in the micropore was formulated; in the asymptotic limit such a behavior leads to the Raoult law and to assumption of the validity of the Raoult law when moving along the line of constant value of the Gibbs integral in the ideal adsorption solution theory. Translated fromIzvestiya Akademii Nauk. Seriya Khimicheskaya, No. 10, pp. 1927–1932, October, 1998.     

关于稳定单变度曲线自动判别的一种简便的普适性方法

无变度点周围各单变度曲线稳定性的自动判别，是多体系稳定平衡相图计算机成图理论中十分关键而棘手的问题。它既令化学家感兴趣，更为地质地球化学家、冶金学家、材料学家所关注。在这方面，已有不少学者做过探讨，其基本依据是“等温等压下达到平衡时体系的Ｇｉｂｂｓ自...     

多重表征教学:纸牌游戏中的化学平衡观

以多重表征模型为基础的问题解决教学将以跨学科的视域消解理论和实践的张力,防止理科课程与教学变革的内在异化。借助“纸牌游戏”活动开展关于化学平衡专题的教学实践,结果表明,该教学活动能够帮助学生通过微观表征使得符号表征深刻化,实现不同表征之间的转换和错误概念的转变,从而建构深刻的化学平衡的观念。     

化学势在解决相平衡类问题中的应用探究

采用微元法对有关平衡类问题中化学势变化进行了集中分析和讨论,将克劳修斯-克拉贝龙方程、液体的饱和蒸气压与外压的关系式、开尔文公式以及稀溶液的依数性公式等知识点有机的关联起来,显著降低了相关知识内容的学习难度,并对培养学生创新思维起到了有效锻炼和促进作用。     

利用平衡移动原理判断浓度对电极电势的影响

利用平衡移动原理可以定性判断浓度对电极电势的影响。在改变除电对以外离子的浓度、改变电对其中1种离子的浓度、同时改变电对本身2种离子的浓度的3种情况下,能斯特方程和该法均可得到相同的结论,但后者更简单。     

高效毛细管电泳分离中的化学平衡

在高效毛细管电泳（ＨＰＣＥ）中缓冲对分离有重要影响，缓冲中的化学平衡决定了待测组分的存在状态或形态，从而决定了组分的电泳尚度，淌度的差异是ＨＰＣＥ分离之基础，因此，溶液化学平衡在ＨＰＣＥ分离中起着重要作用，本文综述了电泳淌度，ＨＰＣＥ分离与化学平衡的关系，并要介绍了电泳淌度与酸碱平衡，络合平衡的关系，从化学平衡的角度，讨论了酸碱性化合物，金属离子，对映异构体等几大类化合物的ＨＰＣＥ分离。     

利用手持技术探究浓度对化学平衡的影响

为便于学生深入理解化学平衡知识点,借助手持技术,在教材的基础上,从定性探究单一浓度对Fe3+-SCN-平衡体系化学平衡移动的影响转化为定量探究多个浓度对化学平衡移动的影响,同时还探究了加入晶体后对化学平衡移动的影响。并通过对实验现象及图表的分析得出了随着加入硫氰化钾的浓度和质量的增加,化学平衡往正反应方向移动的程度增加的结论。     

基于证据模型链支架的中学化学概念转变教学——化学平衡的动态性

基于可信度在概念转变中的重要性,介绍了注重证据与概念匹配关系的证据模型链(MEL)教学支架,说明了它在支持概念可信度重新评估、促进概念转变教学有效完成中的作用。通过分析MEL支架的构成要素及呈现形式,开发了适用于化学概念转变教学的课堂教学模式,并以容易产生相异构想的典型主题“化学平衡的动态性”为教学设计案例,对基于MEL的概念转变教学模式付诸实践并予以说明。     

促进学生认识发展的化学平衡教学设计研究

基于认识方式有关理论及高中生化学平衡认识模型,分析高中生在化学平衡从必修到选修的认识发展情况,进行促进学生认识发展的教学设计,实施课堂教学,并对比传统以知识获得为主的课堂教学,通过学生实际认识测查数据说明促进学生认识发展型教学优于传统教学。建议教师充分挖掘化学平衡常数的认识功能与价值,围绕化学平衡常数开展课堂教学,建立和发展学生对化学平衡的认识。     

利用安卓智能手机探究浓度对化学平衡的影响

利用安卓智能手机的CMOS传感器并配合安卓手机软件Color Grab来获取不同编号试管中FeCl3溶液的L*,a*,b*值,并将相应数据导入到智能手机的WPS Office中处理后得到相应的色差值,通过比较色差值大小来探究浓度对化学平衡的影响,取得了良好的效果。