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淺談化學(xué)平衡教學(xué)中的辯證
摘要：唯物辯證法是指導(dǎo)科學(xué)研究的正確的哲學(xué)方法，化學(xué)平衡教學(xué)是中學(xué)化學(xué)理論教學(xué)的難點(diǎn)，在解決化學(xué)平衡問(wèn)題滲透辯證法可化繁為簡(jiǎn)，同時(shí)可讓學(xué)生感悟自然科學(xué)與哲學(xué)間的相互滲透，優(yōu)化學(xué)生的思維品質(zhì)，有效提高學(xué)生解決化學(xué)問(wèn)題的能力。
關(guān)鍵詞：化學(xué)平衡 問(wèn)題解決 辯證法
唯物辯證法是從人類的實(shí)踐中總結(jié)和概括出來(lái)的正確的哲學(xué)方法，是科學(xué)研究的普遍的方法論。它對(duì)自然科學(xué)的一般研究方法起指導(dǎo)作用，化學(xué)也不例外�！盎瘜W(xué)同時(shí)又是從自然哲學(xué)中獨(dú)立分支出來(lái)、具有濃厚的哲學(xué)氣息……[ 魏光，林銀鐘，陳鴻博等，論現(xiàn)代化學(xué)定義及其原則宗旨，化學(xué)通報(bào)，1997年第7期]。從化學(xué)的定義、分類、化學(xué)概念和學(xué)說(shuō)的演變，到化學(xué)方法論研究、化學(xué)科學(xué)的發(fā)展，無(wú)不閃爍著辯證法的光芒。因此，在日常的教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生從發(fā)展的觀點(diǎn)、聯(lián)系的觀點(diǎn)、矛盾的觀點(diǎn)去觀察、認(rèn)識(shí)、理解、解決化學(xué)問(wèn)題，運(yùn)用辯證的化學(xué)學(xué)科思想去解決化學(xué)問(wèn)題，不但可以提升學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的層次，更可以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
本文將從“化學(xué)平衡及平衡移動(dòng)”教學(xué)中的幾個(gè)案例來(lái)論證如何在化學(xué)教學(xué)滲透辯證的化學(xué)學(xué)科思想，以及辯證的化學(xué)學(xué)科思想在其中的作用。
一、運(yùn)用發(fā)展的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)問(wèn)題
不同物質(zhì)相互之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是一個(gè)既相互聯(lián)系，又不斷發(fā)展的動(dòng)態(tài)過(guò)程。當(dāng)反應(yīng)物本身和外界反應(yīng)條件發(fā)生變化時(shí)．化學(xué)反應(yīng)的速率也發(fā)生了相應(yīng)的變化，在化學(xué)反應(yīng)速率變化的同時(shí)，反應(yīng)物本身和一些反應(yīng)條件隨之亦發(fā)生變化。因此在教學(xué)過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生用發(fā)展的觀點(diǎn)看問(wèn)題，就可避免犯靜止看問(wèn)題的錯(cuò)誤。
例如：在溫度、體積、pH均相同的稀H2SO4 與HAc溶液各取等體積置于燒杯中，分別加入表面積相同、質(zhì)量相等的Zn片(酸均過(guò)量)，判斷下列產(chǎn)生H2 的速率曲線正確的是(縱坐標(biāo)表示速率，橫坐標(biāo)表示時(shí)間)：
此題的正確選項(xiàng)是C�；卮鸫藛�(wèn)題時(shí)首先要明確反應(yīng)過(guò)程中在不斷變化著的三個(gè)問(wèn)題：一是酸與Zn發(fā)生的置換反應(yīng)是一個(gè)放熱過(guò)程．隨反應(yīng)的進(jìn)行，溶液溫度在逐漸升高，可使初始階段的化學(xué)反應(yīng)速率加快(由此淘汰了A、B兩個(gè)選項(xiàng))。二是開(kāi)始時(shí)由于兩溶液中的C(H+)相同，故產(chǎn)生H2的速率相等(進(jìn)一步否定了B項(xiàng))；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液中H+不斷消耗和溫度的不斷升高，促使了HAc的電離平衡向電離的方向移動(dòng)，從而不斷補(bǔ)充溶液中的H+，此時(shí)，HAc溶液中c(H+)減少幅度不大；而硫酸溶液中沒(méi)有H+補(bǔ)充，其c(H+)在迅速減少，即反應(yīng)開(kāi)始后醋酸溶液中產(chǎn)生H 的速率相對(duì)快些。三是隨著反應(yīng)的進(jìn)行．Zn的表面積在不斷減小．直至全部反應(yīng)完，由于醋酸溶液中c(H+)相對(duì)大一些，因此醋酸溶液中的鋅片先反應(yīng)完(由二、三淘汰了D選項(xiàng))。學(xué)生答題錯(cuò)誤主要原因就是靜止地看待變化著的化學(xué)問(wèn)題。二、運(yùn)用聯(lián)系的觀點(diǎn)去分析問(wèn)題
聯(lián)系，是指一切事物、現(xiàn)象之間及其內(nèi)部諸要素之間的相互影響，相互作用和相互制約�；瘜W(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡是相輔相成的,它們之間存在著密切的聯(lián)系,化學(xué)反應(yīng)速率是化學(xué)平衡理論的基礎(chǔ),平衡問(wèn)題實(shí)質(zhì)上也是速率問(wèn)題。在化學(xué)平衡學(xué)習(xí)中，在牢牢抓住三個(gè)核心知識(shí)即化學(xué)反應(yīng)速率變化的根本因素、化學(xué)平衡形式的根本因素、化學(xué)平衡移動(dòng)的根本因素，用聯(lián)系的觀點(diǎn)看待這三個(gè)核心知識(shí)，認(rèn)清問(wèn)題的本質(zhì)，避免孤立、片面地看待化學(xué)平衡問(wèn)題。進(jìn)而形成系統(tǒng)方法論，建立起完善的平衡思維。 本題是中學(xué)化學(xué)中的常見(jiàn)習(xí)題，經(jīng)常會(huì)有以下幾種不同的觀點(diǎn)： （2）反應(yīng)向右進(jìn)行，平衡向左移動(dòng)。理由：增大反應(yīng)物的濃度，正反應(yīng)速率增大，此時(shí)逆反應(yīng)速率不變，所以，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行。但是由于，新加入的PCl5的轉(zhuǎn)化率比原來(lái)容器中的低，所以，平衡向左移動(dòng)了。三、用矛盾的觀點(diǎn)去解決問(wèn)題
所謂的平衡指一個(gè)整體的各部分在質(zhì)量程度或其它方面處于均等或大致均等狀態(tài)。平衡是相互對(duì)立的矛盾的暫時(shí)的統(tǒng)一，在絕對(duì)的永恒的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)中存在相對(duì)暫時(shí)的靜止和平衡，平衡是相對(duì)的；不平衡是絕對(duì)的、永恒的，一切平衡都是特定運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)平衡，因?yàn)榫S持平衡的兩個(gè)相反的過(guò)程是對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系，一方以另一方維持平衡，雙方互相牽制制約。
任何事物均存在于對(duì)立統(tǒng)一（矛盾）之中，事物內(nèi)部和事物之間存在著相互影響、相互制約的關(guān)系。矛盾是普遍存在的，而矛盾的主要方面將支配事物的發(fā)生和發(fā)展，這是主流。但條件的變化使矛盾的主要方面和次要方面發(fā)生轉(zhuǎn)化，又是矛盾的相對(duì)性決定的。
平衡是相互對(duì)立的矛盾的暫時(shí)的統(tǒng)一，在絕對(duì)的永恒的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)中存在相對(duì)暫時(shí)的靜止和平衡，平衡是相對(duì)的；不平衡是絕對(duì)的、永恒的，一切平衡都是特定運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)平衡，因?yàn)榫S持平衡的兩個(gè)相反的過(guò)程是對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系，一方以另一方維持平衡，雙方互相牽制制約。化學(xué)平衡亦是如此，其建立平衡——平衡狀態(tài)——平衡移動(dòng)整個(gè)過(guò)程其實(shí)質(zhì)就是矛盾與矛盾的相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程。
例如：NaHS溶液中，HS-在水溶液中有兩種趨勢(shì)，一是電離趨勢(shì)：HS- ≒ H＋＋S2-（使溶液呈酸性）；二是水解趨勢(shì)：HS-＋H2O≒H2S＋OH－（能使溶液顯堿性），這是矛盾的兩個(gè)方面，其水解趨勢(shì)是矛盾的主要方面，因而NaHCO3溶液呈堿性。
問(wèn)題：如何解釋向酸溶中液加入NaHS溶液，將生成H2S氣體？
還沒(méi)有學(xué)習(xí)鹽類水解的學(xué)生將毫不猶豫地寫出以下離子方程式：HS-＋H＋＝H2S↑＋H2O。但已具有平衡和鹽類水解知識(shí)的學(xué)生極有可能用“勒夏特列原理”來(lái)解釋：加入酸時(shí)，H＋中和了HS-水解產(chǎn)生的OH－，使HS-的水解平衡正向移動(dòng)，生成的氫硫酸積累到一定濃度則分解為H2S氣體。哪種解釋更有道理呢？我們可作如下的辯證分析：當(dāng)NaHS溶液加入酸時(shí)，HS-的電離平衡受到抑制是沒(méi)有疑義的，對(duì)于HS-的水解平衡，則可能同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)作用：①H＋中和水解生成的OH－，水解平衡正向移動(dòng)；②H＋直接與HS-結(jié)合，水解平衡逆向移動(dòng)。顯然這是矛盾的兩個(gè)方面，哪一個(gè)是矛盾的主要方面成了關(guān)鍵。很明顯，不管是哪種解釋，其基本原理都是HS-結(jié)合H＋，酸和水作為H＋的提供源，顯然酸具有更大的優(yōu)勢(shì)（更直接、H＋濃度大，且加酸后，水的電離還要受到抑制），故解釋②抓住了反應(yīng)歷程這個(gè)矛盾的主要方面，科學(xué)性強(qiáng)，更有說(shuō)服力。
又如，為什么在MgSO4溶液中加入濃氨水生成Mg(OH)2沉淀，而Mg(OH)2卻能溶于(NH4)2SO4溶液？理由是很簡(jiǎn)單的：MgSO4＋2NH3·H2O≒Mg(OH)2＋(NH4)2SO4，反應(yīng)物和生成物是矛盾的雙方，在一定條件下，將向自己的相反方向轉(zhuǎn)化，這個(gè)條件就是濃度的變化（量變）。氨水濃度大，有利于生成Mg(OH)2，(NH4)2SO4濃度大，將有利于生成氨水。當(dāng)然Mg(OH)2與NH3·H2O的堿性相當(dāng)，是上述轉(zhuǎn)化的物質(zhì)基礎(chǔ)，是內(nèi)因。勒夏特列原理（平衡移動(dòng)原理）可圓滿地解釋上述變化�；瘜W(xué)平衡狀態(tài)，就是對(duì)立著的雙方（正反應(yīng)和逆反應(yīng)）在維持條件不變時(shí)勢(shì)力一致的臨界狀態(tài)，當(dāng)條件改變時(shí)，有利于或更有利于其中的一方而使其成為矛盾的主要方面，平衡產(chǎn)生移動(dòng)，在新的條件下，雙方勢(shì)力再次一致而達(dá)成新的平衡�！袄障奶亓性怼绷芾毂M致地體現(xiàn)了矛盾和矛盾轉(zhuǎn)化的原理。[ 錢承之，化學(xué)教學(xué)中的辯證法幾例]
以上我們對(duì)化學(xué)平衡中所蘊(yùn)含的辯證法進(jìn)行了討論，唯物辯證法不僅可以幫助學(xué)生正確理解抽象的化學(xué)理論，把握微妙的變化關(guān)系，進(jìn)而可以讓學(xué)生感悟科學(xué)與哲學(xué)的相互滲透、融會(huì)貫通， 使學(xué)生學(xué)會(huì)并自覺(jué)地用辨證的觀點(diǎn)看待化學(xué)問(wèn)題，善于從學(xué)科思想的角度去審視看起來(lái)很平常的、紛雜的化學(xué)現(xiàn)象，在規(guī)律上加以提煉和升華。
參考文獻(xiàn)：
[1] 魏光，林銀鐘，陳鴻博等，論現(xiàn)代化學(xué)定義及其原則宗旨，化學(xué)通報(bào)，1997年第7期
[2] 經(jīng)懷德，化學(xué)平衡中的哲學(xué)原理，合肥師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2008年第6期
[3] 錢承之，化學(xué)教學(xué)中的辯證法幾例
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