生态平衡的原理篇（1）

中图分类号：I206文献标识码：A文章编号：1003-949X（2008）-06-0026-02

世界上存在着许许多多的平衡，从广义的概念来说，平衡就是某可逆体系处于相对稳定时的状态。当受到外界因素影响时，平衡体系将遭到破坏，导致平衡发生移动，直至在新的条件下建立起新的平衡。所谓平衡移动，就是体系由原来的平衡状态到达新的平衡状态的过程。平衡究竟向何方移动，这是有规律可循的，人们常应用平衡移动原理来作出判断。

平衡移动原理又称吕・查德里原理，有两种叙述方式：其一是如果改变处于平衡状态的条件，平衡将向着减弱或消除这种改变的方向移动；其二是平衡总是向着消除外来影响，恢复原有状态的方向移动。

平衡移动原理是一个普遍规律，可用于化学平衡和非化学平衡等各种平衡体系的判断。应用平衡移动原理判断平衡移动的方向，其正确与否，首要的问题就是确定某可逆体系是否达到了平衡，因为对于任何一个尚未达到平衡的非平衡体系，无论条件如何改变，都不能应用平衡移动原理来判断，不然会恰得其反，得出错误的结论，其后果有时是不堪想象的。

一、化学平衡

化学上存在着各种平衡，如酸碱平衡、沉淀平衡、氧化还原平衡、络合平衡、水解平衡等等。在化工生产中，许多化学反应是可逆反应，在一定条件下反应会达到平衡，这时反应物生成生成物的速率与生成物生成反应物的速率相等，从表面上看，反应似乎停止，无论经过多长时间，不会再有更多的产物生成，这种状态维持下去，对生产是很不利的，不但不能提高原料的利用率，提高产量，而且浪费较多的能源，使成本升高。为了提高产量，降低能耗和生产成本，增加经济效益，必须采取一些有效措施，促使化学平衡向着生成生成物的方向移动，以提高原料的转化率，而应该采取哪些措施，可用平衡移动原理来判断。

例如，工业上合成氨，其反应式就是一个可逆反应，正反应是放热反应，逆反应是吸热反应，正反应方向是气体体积缩小的方向，在一定条件下该反应会达到动态平衡。

该反应的原料是氮气和氢气，氮气来源于空气，相对较廉价，氢气则来源于煤，价格相对要贵。生产的主要要求是提高氨的产率，为促使平衡不断向右移动，提高氨产量，根据平衡移动原理，应采取的措施是：①增大N2、H2的浓度；②不断移去NH3，即降低NH3的浓度；③增大反应压强；④降低反应温度（在实际工业生产中，为了加快反应速度，通常采取适当升高温度的措施，因为升高温度可缩短可逆反应到达平衡的时间）。另外，在实际工业生产中，为了提高较贵原料的转化率，根据平衡移动原理，通常采取增大较便宜原料浓度的办法，如上述反应通常采取增大氮气浓度的办法，因为氮气来源于空气，获取较容易，而氢气则来源于煤，相对于氮气来说是较的。

二、非化学平衡

平衡移动原理是一个适用于各种平衡移动判断的普遍规律，除了应用在化学平衡上，还可用于其他非化学平衡，如心理平衡、生理平衡、生态平衡、供需平衡等。

（一）、心理平衡

在某种环境下，人们对某一事物的心理活动将会达到一种相对的稳定状态--心理平衡，平衡移动原理应用在心理平衡上，在心理学上实际上就是逆反应心理。

平衡移动原理在心理平衡中的应用相当广泛，如家庭教育、学校教育、商品交易、各类谈判等方面只要正确运用该原理，就会大大减少失误。要想获得理想的效果，其关键是要能准确判断你所面对的人的心理是否己达到了平衡，人的心理平衡的境界分为由低到高的无限个层次，不同的人、同一人的不同年龄段的心理平衡的境界是不同的，给个通俗的比喻：劳动一天，有的人能有20元左右的收入就心满意足（即达心理平衡），有的人要100元左右的收入才心满意足，而有的人则要200元或更多才能心满意足。同一人的不同年龄段也是如此。例如：青少年的心理最容易达到某种暂时平衡，所以在外界因素的刺激下最容易引起逆反心理。在家庭中，每一位父母都对儿女寄予厚望，总希望儿女们能按父母所期望的方面发展，在不了解自己儿女的生理、心理和智力现状的情况下，不切实际地过高要求儿女，使儿女产生逆反心理，结果是恰得其反。因为青少年的心理特点之一是情绪的易冲动性，心理表现为半幼稚半面熟，一旦自己取得一点进步，很容易达到一种低层次的心理平衡。如考试得了高分，受到某种表扬，获得某种奖励等等，心理就会产生一种喜悦感、满足感，达到一种暂时心理平衡，做父母的此时若给予肯定，并表示相信儿女更加发奋努力向上，这会促使儿女的心理向更高层次心理方向移动，形成良性发展。相反，若父母对儿女所取得的成绩不屑一顾，认为还未达到父母的要求，对其表示不满意或指责，强迫儿女向更好的方面努力，这会使儿女很失望，逆反心理反而使得其失去奋发向上的热情，情绪低落，退步很大，形成恶性发展。所谓多表扬鼓励，少批评指责，就是正确地运用了平衡移动原理。学校教育也是如此。

平衡移动原理运用在商品交易过程中显得很有意思，若运用得当会有满意的回报。某顾客对一种商品很感兴趣，但是觉得价格贵了一点，处于想买下又不想买下的状态，商人若想卖掉它的话，就不应该推举商品如何如何好，劝顾客买下，而是对顾客说：这件东西好是好，可是不太便宜，你是不会买的或你可能不会欣赏它等此类话，结果这件东西很可能按标价被买走。当然如果顾客根本就没有购买的意思，或刚产生可买的想法，心理未达到那种心理平衡-即心里很想买，但价格贵了心里不舒服，不买心里也不舒服的心理状态。你若说此类话，只能将顾客赶跑。同样，若顾客对某件东西很感兴趣，在表面上却不流露出来，而是无所谓地将价格压至一个适当数额，使得商人处于卖吧又赚不了较多的钱，不卖吧又怕无这样的买主、使货物积压不合算的心理状态，此时顾客若再作出迈步欲走的样子，就很有可能被商人叫住，买卖成交。如某服装店一套标价为200元的服装长时间无人问津，当店老板采取数字游戏，在“200”后面加个“0”或在前面加个“1”，使其变成“2000”或“1200”，这套服装就有可能被有钱人买走。因为标价的改动最少有两方面是成功的：一是较高的标价引起了买主的注意；二是这种价格恰好是买主心理的最佳承受范围，一身穿戴价格低了会降低身分，

（二）、生理平衡

人体正常的生理状态是一种平衡状态，如激素的分泌与消耗；血液及其他体液的不断产生及消耗；老的组织细胞的死亡及新的组织细胞的形成等等无一不是处在一种相对稳定的平衡状态之下。根据平衡移动原理可以得出如下结论：

一个正常人若胡乱长期外用激素类药物，势必影响自身腺体中激素的正常分泌，使得腺体中分泌的激素减少，长时间大量的服用激素，就会影响腺体的正常功能。因为人体本身就是一个平衡体系，正常生理状况下，一种腺体合成释放出的某种激素的量是根据人体正常需要决定的，其在体液中的浓度是一定的，一旦大量外用某种激素，会使该种激素在体液中的浓度增加，内分泌调节会促使腺体减少该种激素的合成，时间一长，腺体的合成功能就会下降，严重的甚至会丧失合成功能；一般来说，女性的造血功能比男性强，因为月经会造成女性失血较多，这能促进造血器官造血，提高新鲜血液浓度，让身体机能旺盛，同时月经还能将过多的有毒金属元素铁排出体外，有利身体健康，这也许是女性比男性长寿的原因之一吧。可以推论：定期适量地献血，定会增强人的造血功能，有利于身体健康；暴饮暴食对身体有害；用母乳喂养婴儿的妇女的乳腺功能比有意强制断奶的妇女的乳腺功能要正常些，乳腺的发病率要低些；突然加大运动量会伤害身体。

（三）、生态平衡

自然界的动、植物生长繁殖到一定程度，就会达到平衡状态，某种动植物繁殖的程度，是由生物链所决定的，人们称之为生态平衡。根据平衡移动原理，我们预料会有下述结果：

把刚下了蛋的鸡赶走，并当即捡走蛋，那么这只鸡的产蛋量会增加，其他产蛋禽一定也是如此。机械化养鸡场的鸡产蛋率高，可能与此有关。因为鸡下蛋的目的是为了繁衍后代，每年正常情况下应下多少蛋是由它们的生物遗传所决定的，这里存在着一个基因遗传平衡，当把鸡蛋拿走后，鸡会觉得你要它断子绝孙，破坏它的种族繁衍，它只能通过多下蛋来抵消你的这种破坏行为，当然它没想到你还会将它的蛋拿走，长期如此，就会影响它的基因遗传平衡，改变其遗传基因，使它种族的基因遗传平衡向着产蛋率高的方向移动。

适当采伐某种植物，这种植物的生长速度会加快，数量会增加。如在一片茂密的松林里适量采伐一些松树，你会发现一段时间后在被伐松树的地方生长着更多的松树。

生态平衡的原理篇（2）

能力目标

培养学生对知识的理解能力，通过对变化规律本质的认识，培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。

情感目标

培养学生实事求是的科学态度及从微观到宏观，从现象到本质的科学的研究方法。

教学建议

化学平衡教材分析

本节教材分为两部分。第一部分为化学平衡的建立，这是本章教学的重点。第二部分为化学平衡常数，在最新的高中化学教学大纲（2002年版）中，该部分没有要求。

化学平衡观点的建立是很重要的，也具有一定的难度。教材注意精心设置知识台阶，采用图画和联想等方法，帮助学生建立化学平衡的观点。

教材以合成氨工业为例，指出在化学研究和化工生产中，只考虑化学反应速率是不够的，还需要考虑化学反应进行的程度，即化学平衡。建立化学平衡观点的关键，是帮助学生理解在一定条件下的可逆反应中，正、逆反应速率会趋于相等。教材以蔗糖溶解为例指出在饱和溶液中，当蔗糖溶解的速率与结晶速率相等时，处于溶解平衡状态，并进而以的可逆反应为例，说明在上述可逆反应中，当正反应速率与逆反应速率相等时，就处于化学平衡状态。这样层层引导，通过图画等帮助学生联想，借以

在一定程度上突破化学平衡状态建立的教学难点。

教材接着通过对19世纪后期，在英国曾出现的用建造高大高炉的方法来减少高炉气中含量的错误做法展开讨论。通过对该史实的讨论，使学生对化学平衡的建立和特征有更深刻的理解，培养学生分析实际问题的能力，并训练学生的科学方法。

化学平衡教法建议

教学中应注意精心设置知识台阶，充分利用教材的章图、本节内的图画等启发学生联想，借以建立化学平衡的观点。

教学可采取以下步骤：

1．以合成氨工业为例，引入新课，明确化学平衡研究的课题。

（1）复习提问，工业上合成氨的化学方程式

（2）明确合成氨的反应是一个可逆反应，并提问可逆反应的定义，强调“二同”——即正反应、逆反应在同一条件下，同时进行；强调可逆反应不能进行到底，所以对任一可逆反应来讲，都有一个化学反应进行的程度问题。

（3）由以上得出合成氨工业中要考虑的两个问题，一是化学反应速率问题，即如何在单位时间里提高合成氨的产量；一是如何使和尽可能多地转变为，即可逆反应进行的程度以及各种条件对反应进行程度的影响——化学平衡研究的问题。

2．从具体的化学反应入手，层层引导，建立化学平衡的观点。

如蔗糖饱和溶液中，蔗糖溶解的速率与结晶的速率相等时，处于溶解平衡状态。

又如，说明一定温度下，正、逆反应速率相等时，可逆反应就处于化学平衡状态，反应无论进行多长时间，反应混合物中各气体的浓度都不再发生变化。

通过向学生提出问题：达到化学平衡状态时有何特征？让学生讨论。最后得出：化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里，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（此时化学反应进行到最大限度）。并指出某一化学平衡状态是在一定条件下建立的。

3．为进一步深刻理解化学平衡的建立和特征，可以书中的史实为例引导学生讨论分析。得出在一定条件下当达到化学平衡状态时，增加高炉高度只是增加了CO和铁矿石的接触时间，并没有改变化学平衡建立时的条件，所以平衡状态不变，即CO的浓度是相同的。关于CO浓度的变化是一个化学平衡移动的问题，将在下一节教学中主要讨论。从而使学生明白本节的讨论题的涵义。

“影响化学平衡的条件”教材分析

本节教材在本章中起承上启下的作用。在影响化学反应速率的条件和化学平衡等知识的基础上进行本节的教学，系统性较好，有利于启发学生思考，便于学生接受。

本节重点：浓度、压强和温度对化学平衡的影响。难点：平衡移动原理的应用。

因浓度、温度等外界条件对化学反应速率的影响等内容，不仅在知识上为本节的教学奠定了基础，而且其探讨问题的思路和方法，也可迁移用来指导学生进行本书的学习。所以本节教材在前言中就明确指出，当浓度、温度等外界条件改变时，化学平衡就会发生移动。同时指出，研究化学平衡的目的，并不是为了保持平衡状态不变，而是为了利用外界条件的改变，使化学平衡向有利的方向移动，如向提高反应物转化率的方向移动，由此说明学习本节的实际意义。

教材重视由实验引入教学，通过对实验现象的观察和分析，引导学生得出增大反应物的浓度或减小生成物的浓度都可以使化学平衡向正反应方向移动的结论。反之，则化学平衡向逆反应方向移动。并在温度对化学平衡影响后通过对实验现象的分析，归纳出平衡移动原理。

压强对化学平衡的影响，教材中采用对合成氨反应实验数据的分析，引导学生得出压强对化学平衡移动的影响。

教材在充分肯定平衡移动原理的同时，也指出该原理的局限性，以教育学生在应用原理

时，应注意原理的适用范围，对学生进行科学态度的熏陶和科学方法的训练。

“影响化学平衡的条件”教学建议

本节教学可从演示实验入手，采用边演示实验边讲解的方法，引导学生认真观察实验现象，启发学生充分讨论，由师生共同归纳出平衡移动原理。

新课的引入：

①复习上一节讲过的“化学平衡状态”的概念，强调化学平衡状态是建立在一定条件基础上的，当浓度、压强、温度等反应条件改变时，原平衡的反应混合物里各组分的浓度也会随着改变，从而达到新的平衡状态。

②给出“化学平衡的移动”概念，强调化学平衡的移动是可逆反应中旧平衡的破坏、新平衡的建立的过程，在这个过程中，反应混合物中各组分的浓度一直在变化着。

③指出学习和研究化学平衡的实际意义正是利用外界条件的改变，使旧的化学平衡破坏并建立新的较理想的化学平衡。

具体的教学建议如下：

1．重点讲解浓度对化学平衡的影响

（1）观察上一节教材中的表3－l，对比第1和第4组数据，让学生思考：可从中得出什么结论？

（2）从演示实验或学生实验入手，通过对实验现象的观察和分析，引导学生得出结论。这里应明确，溶液颜色的深浅变化，实质是浓度的增大与减小而造成的。

（3）引导学生运用浓度对化学反应速率的影响展开讨论，说明浓度的改变为什么会使化学平衡发生移动。讨论时，应研究一个具体的可逆反应。讨论后，应明确浓度的改变使正、逆反应速率不再相等，使化学平衡发生移动；增加某一反应物的浓度，会使反应混合物中各组分的浓度进行调整；新平衡建立时，生成物的浓度要较原平衡时增加，该反应物的浓度较刚增加时减小，但较原平衡时增加。

2．压强和温度对化学平衡的影响：应引导学生分析实验数据，并从中得出正确的结论。温度对化学平衡影响也是从实验入手。要引导学生通过观察实验现象，归纳出压强和温度的改变对化学平衡的影响。

3．勒夏特列原理的教学：在明确了浓度、压强、温度的改变对化学平衡的影响以后，可采用归纳法，突破对勒夏特列原理表述中“减弱这种改变”含义理解上的困难：

其他几个问题：

1．关于催化剂问题，应明确：①由于催化剂能同等程度增加正、逆反应速率，因此它对化学平衡的移动没有影响；②使用催化剂，能改变达到平衡所需要的时间。

2．关于化学平衡移动原理的应用范围和局限性，应明确：①平衡移动原理对所有的动态平衡都适用，为后面将要学习的电离平衡、水解平衡作铺垫；②平衡移动原理能用来判断平衡移动的方向，但不能用来判断建立新平衡所需要的时间。教育学生在应用原理时应注意原理的适用范围，对学生进行科学态度的熏陶和科学方法的训练。

3．对本节设置的讨论题，可在学生思考的基础上，提问学生回答，这是对本节教学内容较全面的复习和巩固。

4．对于本节编入的资料，可结合勒夏特列原理的教学，让学生当堂阅读，以了解勒夏特列的研究成果和对人类的贡献；可回顾第二节“工程师的设想”的讨论，明确：欲减少炼铁高炉气中CO的含量，这属于化学平衡的移动问题，而利用增加高炉高度以增加CO和铁矿石的接触时间的做法并未改变可逆反应的条件，因而是徒劳的。--示例

第一课时化学平衡的概念与计算

教学目标

知识目标：掌握化学平衡的概念极其特点；掌握化学平衡的有关计算。

能力目标：培养学生分析、归纳，语言表达与综合计算能力。

情感目标：结合化学平衡是相对的、有条件的、动态的等特点对学生进行辩证唯物主义教育；培养学生严谨的学习态度和思维习惯。

教学过程设计

【复习提问】什么是可逆反应？在一定条件下2molSO2与1molO2反应能否得到2molSO3？

【引入】得不到2molSO3，能得到多少摩SO3？也就是说反应到底进行到什么程度？这就是化学平衡所研究的问题。

思考并作答：在相同条件下既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应叫做可逆反应。SO2与O2的反应为可逆反应不能进行完全，因此得不到2molSO3。

提出反应程度的问题，引入化学平衡的概念。

结合所学过的速率、浓度知识有助于理解抽象的化学平衡的概念的实质。

【分析】在一定条件下，2molSO2与1molO2反应体系中各组分速率与浓度的变化并画图。

回忆，思考并作答。

【板书】一、化学平衡状态

1．定义：见课本P38页

【分析】引导学生从化学平衡研究的范围，达到平衡的原因与结果进行分析、归纳。

研究对象：可逆反应

平衡前提：温度、压强、浓度一定

原因：v正=v逆（同一种物质）

结果：各组成成分的质量分数保持不变。

准确掌握化学平衡的概念，弄清概念的内涵和外延。

【提问】化学平衡有什么特点？

【引导】引导学生讨论并和学生一起小结。

讨论并小结。

平衡特点：

等（正逆反应速率相等）

定（浓度与质量分数恒定）

动（动态平衡）

变（条件改变，平衡发生变化）

培养学生分析问题与解决问题的能力，并进行辩证唯物主义观点的教育。加深对平衡概念的理解。

讨论题：在一定温度下，反应达平衡的标志是（）。

（A）混合气颜色不随时间的变化

（B）数值上v（NO2生成）=2v（N2O4消耗）

（C）单位时间内反应物减少的分子数等于生成物增加的分子数

（D）压强不随时间的变化而变化

生态平衡的原理篇（3）

在无机化学教材中，从“溶解与结晶”、“化学反应平衡”、“电解质的电离平衡”、“沉淀与溶解平衡”到“氧化还原反应平衡”，平衡理论贯穿了无机化学理论的大部分内容。在物理学中，虽然没有专门设章节讨论平衡，但也同样能找到平衡的踪迹。例如，简谐振动中最简单的例子是弹簧的振动，手拉一下弹簧，它就会在平衡位置的上下相同距离范围内振动。从中可以看出，虽然是不同的学科，但平衡原理却如出一辙。

物理学中的楞次定律显示：“感生电流的磁场总是要阻碍磁通量的变化。”当把一个磁铁移近线圈时，穿过线圈的磁通量增加。这时，感生电流的磁场方向与磁铁方向相反，以抵消磁通量的增加。这类似于化学中的勒夏特里原理，即处在一个平衡状态下的反应，增加反应物的浓度，平衡就向能降低温度的吸热方向移动；增加压力，对于气体反应，平衡就向能减小压力的气体分子数减小的方向移动。

生态系统中，各物种和种群在一定的条件下、一定时期内也保持着相对稳定的状态，即动态平衡状态，其中的能量流和物质循环也总是平稳地进行着。生态系统的外貌、结构和动植物组成都保持着相对稳定的状态。当生态系统中某一部分出现异常时，系统会自动调节将其消除。对于污染物的侵犯，在一定范围内，生态系统也有很强的自净能力。例如，一个水塘被轻度污染，其自身就会通过微生物的降解和物理的沉降将污染消除。

二、平衡移动是一定条件下的动态平衡

矛盾的对立统一，是在一定制约基础上的对立统一。一个平衡系统的调节能力是有一定限度的，外界的影响超过这个限度，平衡就会遭到破坏。化学中，缓冲溶液的平衡移动也有一定的PH值范围。人体的血液就是一种缓冲溶液，其pH值大约是7.4，稍有偏离就会生病；当pH值超出7～7.8这个范围时，人就会死亡。再如，弹簧的振动，如果无限制地拉长，弹簧会变成一根铁丝，就不再有弹簧的振动，也就不会再有弹簧的振动平衡。当然，自然界的生态平衡也有一定的局限性。例如，笔者在上文中提到的轻度污染水塘，如果一旦排放的污染物超过微生物的降解能力，水就会变臭，鱼虾也不能存活。又如，澳大利亚有其独具特色的本土生态环境，但自从英国人在20世纪40年代引入欧洲野兔后，由于缺乏天敌，结果原有的生态平衡被打破，兔子泛滥成灾，使草原植被受到严重破坏。

太阳辐射的紫外线如果直接达到地球表面，就会破坏生物体中的蛋白质和基因物质，造成细胞的变异和死亡。然而，大自然的鬼斧神工却改变了这一过程，大气中存在的臭氧层能将大部分太阳紫外线辐射吸收。这是由于臭氧和氧气之间存在的平衡，使大气中形成了较为稳定的大气层。近年来，氟氯烷烃在工业生产中的使用越来越多，主要用于冷冻设备的制冷剂，医用、美发、空气清新的气雾剂以及烟草工业的烟丝膨胀剂。氟氯烷烃在高空中会释放出氟原子和氯原子，它们遇到臭氧分子后，会成为臭氧分解为氧气的催化剂，夺走臭氧中的氧原子，使平衡受到破坏。因此，笔者认为，必须不容缓地采取有效行动，切实保护好人类赖以生存的臭氧层。

生态平衡的原理篇（4）

1.森林病害生态防治的意义

1.1 森林病害和森林病灾是两种根本不同的概念。前者系指病原在环境条件下作用下，使森林植被发病受害的过程，它在正常的森林生态系统中一直是长期存在的；后者则指造成经济损失和森林生态破坏的森林病害的大面积发生，它只是在特定的条件下才会出现。

1.2 森林病灾形成的根本原因是森林生态失去了应有的动态平衡，只有恢复并保持这种动态平衡才能从根本上防治森林病灾。

1.3 森林生态系统与农田生态系统及草原生态相比是比较稳定的，它循环周期很长，做到长期稳定和保持森林生态的动态平衡比农田生态系统及草原生态系统要容易些。

1.4 无数实践经验证明，任何一种就病防病的防治森林病害的单一措施，不仅不会彻底防治森林病灾，而且有时还可能导致森林生态的恶性循环，给整个生态环境带来更大的危害。长期使用化学农药就是铁的例证。

2.生态防治的基本概念

生态防治森林病害就是以生物动态平衡原理为指导，通过调整或协调森林生态系统中各个因素之间的相互关系，使其生物间保持动态平衡，用这种长期的稳定的生态系统建设来达到防治或控制森林病灾的目的。当然这是一个缓慢的过程，但这却是最彻底，最科学，最有利的森林病害的防治措施。它不同于综合治理，综合治理是以防治森林病害为出发点和归宿的；而生态防治则是以保持或恢复森林生态的动态平衡为出发点，以防治或控制森林病灾为目的。

3.森林病害生态防治的理论基础

生态防治的理论基础是生物动态平衡原理。因为自然界的生物总是在相互制约、相互联系中共同进化的。在此过程中，生物之间的缓冲，选择压力及反更新系统等综合作用，彼此间可以保持动态平衡，从而选择各自的发展和延续，形成相对稳定、共同循环的自然生态系统，各成员的种群数量的此消彼长是随着整个生态系统的变化而在一定的幅度内波动的，它的各个成员也是随着整个生态系统循环而循环的，因而生物间始终理保持动态平衡的。在正常的森林生态系统中，病原物、病原物的寄主植物及病原物的抗生体等森林生态系统各成员的种群数量的消长变化也是这样保持动态平衡的。在这种情况下，病原物不会超越它们的正常波动辐度而增长，所以不会出现森林病灾。只有森林生态平衡破坏或失调以后，生物之间的动态平衡被破坏，病原物的种群数量才有可能超越它们的正常波动辐度而增长，从而导致森林病灾的出现。所以森林生态失衡是形成森林病灾的根本原因。

在历史的经验教训中，我们可以清醒地看到因森林生态平衡的破坏而招致森林病灾的事实屡见不鲜。东北三省林区人工针叶树（红松、樟子松）幼林疱锈病成灾就是一个典型。五、六十年代东北林区的成片森林保持着原始自然生态风貌。疱锈病在虽有存在，但不成灾。随着大面积的森林采伐，森林世界的动态平衡失调，采伐区域生长出许多阔叶树、（如杨、桦等）灌木类（如茶 子、稠李、杜鹃等）、和草本植被（如芍药、赤药、返顾马先蒿等）等疱锈病菌的转生寄主。这些转生寄主的种群数量超过了它们在原始自然生态林分中的种群数量的波动幅度，为后来人工更新起来的红松、樟子松等幼林提供疱锈病菌的来源和大量的中间寄主，便酿成了目前东北林区红松、樟子松等幼林疱锈病严重成灾的局面。这类疱锈病灾害的出现正是由于原始自然生态林衩采伐以后，疱锈病菌中间寄主种群数量增长，破坏了本来的森林生物动态平衡而产生的恶果。所以要根治这种病灾，必须从调整或协调生物的动态平衡着手。否则，只能是治标不治本。

4.生态防治的主要内容

4.1 森林培育技术措施

（1）种植与生态条件相适应的植物。科学引种--必经驯化，或先试验后推广，以免因树种不适而招致弱寄主菌的危害成灾，甚至酿成新的病灾。

（2）培育乔、灌、草相结合的多层次的林分结构，以便形成生物种类复杂而又相互制约，相互依存、维持生物动态平衡的、相对稳定的森林生态系统。

（3）保证种植质量，以促进林分生存发展，防止因树势衰弱导致病灾的出现。

（4）及时合理的抚育、间伐，保持适当的栽植密度和保留密度，以改善林分环境和林内卫生条件，防止有害生物超正常幅度增长而破坏生物的动态平衡。

（5）合理采伐利用，以免因过代，滥伐而破坏生态系统。

4.2 生物控制

（1）采用多品系或品种混合种植。营造混交林特别是针阔混交林，栽植诱捕植物、抑制性植物或覆盖植物等，以降低病原物或致病性生理小种数量。

（2）引入病原物的抗生体，或通过适宜的森林培育技术，促使习居的病原物抗生体的种群数量增长，以抑制病原物的种群数量。

（3）实行人工免疫，使寄主植物产生诱发抗病性和交叉保护，以防止病原物的危害。

（4）使用其它有益的微生物如菌根菌、促生菌、根瘤菌等，促进林分生长发育，增强林分的抗病性能。

4.3 经营管理

经营管理是林业生产的管理手段。它是充分发挥森林培育技术措施及生物控制防治森林病害的必要条件，是生态防治的保证。

事实证明，任何防病技术如不同经营管理相结合，就不能充分发挥其防病效能，有时甚至适得其反。生态防治中经营管理的基本内容：

（1）实行系统管理与阶段管理相结合，管理经常化、制度化，协调化、系统化、科学化，以保证森林生态培育技术的实施和生物控制技术指标的实现。只有这样，维护森林生态的动态平衡才有可能真正成为现实。

（2）严防森林火灾和其它自然灾害，制止乱砍滥伐，以免因生态急剧破坏，使森林突然出现严重的病灾。

生态平衡的原理篇（5）

一、模型的建立

模型是根据实物、图样或设想按比例生态或其他特征制成的样品。著名科学家钱学森认为：“模型，就是通过我们对问题的分析、利用我们考察来的机遇，吸取一切主要因素，略去一切不主要因素所创造出来的一幅图画。”我们所要建立的模型就是要把化学平衡状态和化学平衡的移动更具体、直观的表示出来――连通器（U形管）。

化学平衡研究的对象是可逆反应（以下简称原型），而连通器原理研究的对象是连通器（以下简称模型）。连通器的左边液面对应可逆反应的反应物，而连通器的右边液面对应可逆反应的生成物。

二、模型的应用

1、在化学平衡状态中应用。

化学平衡状态是指：在一定条件下，当一个可逆反应的正反应速率与逆反应速率相等时，反应物的浓度与生成物的浓度不再随时间的变化而发生改变，达到一种表面静止的状态，即化学平衡状态，简称化学平衡。化学平衡实质是一个动态的平衡。

就像连通器中的水一样，当左边进水的速率和右边出水的速率相等时，连通器中左、右两边的液面将不再随时间而发生变化，即达到了一个动态的平衡状态。

2、在外界因素对化学平衡移动的影响中的应用。

化学平衡的移动是指：对于已达到平衡的反应，当外界条件改变时时，原来的化学平衡将被破坏，正、逆反应速率不再相等，混合物里各组成物质的百分含量也将随之发生变化，并在新的条件下建立起新的化学平衡。

就像连通器中的水，当某一边的液面发生变化时，两边的液面不一样高，原有的动态平衡将被破坏，水发生流动，会在新的条件下建立起一个新的平衡状态。此时，两边的液面再次一样高。

2.1、利用连通器原理理解浓度对化学平衡移动的影响。

改变反应物的浓度，就等同于改变左边液面的高度，使得连通器的左右液面高低不同，液体发生流动，也就等同于化学平衡的移动，下面表格详细的说明了这种关系。

2.2、利用连通器原理理解压强对化学平衡移动的影响。

对于有气体参加的可逆反应，当反应达到平衡时，一般来说，改变压强相当于改变了物质的浓度。和浓度对化学平衡的影响一样，在有气体参加的可逆反应如2NO2 N2O4中，增大体系的压强，就相当于在左边增加两份水，而在右边增加了一份水，左边增加的多，液体向右流动，对应原型平衡向右移动。二者具体联系如下：

利用连通器的原理来理解浓度、压强对化学平衡移动的影响，理解起来就显得比较简单了。

对于温度对化学平衡移动的影响很难通过连通器的原理进行解释，我们可以构建出“温度对NaCl的溶解和结晶的影响”这一模型来加以分析，这样就使温度对化学平衡移动的影响更加形象化和具体化，更易于学生接受和理解。

综上所述，如何在日常教学中充分的利用直观的模型来理解抽象难懂的概念和原理，以取得良好的效果，突破教学中的重点和难点，还值得我们去更深入的思考和研究。

【参考文献】

1、普通高中课程标准实验教科书化学必修2（教师用书） 鲁科版

生态平衡的原理篇（6）

如今，随着时代的进步和科技的不断发展，人们对于自身的生活水平要求也逐渐提高，这就对供热提出了更高的要求，但在我国，供热系统当中仍然存在着许多漏洞和问题。在这些问题当中，水力失调是最为常见的现象，由于供热系统中普遍出现这一问题，常常会导致用户之间的室内温度拥有较大的差别，同时并不能保证冷热温度的平衡，这就在一定程度上制约了供热系统的工作，并使得用户的投诉率不断增加。要解决这种情况，并使得用户对于供热系统满意，我们传统的做法常常是增大循环泵的流量来进行供暖，这种方式，虽然能够对水力失调的问题进行一定程度上的解决，但同时也会对能源产生浪费的现象。因此，要彻底的解决水力失调在供热系统中出现的现象，就需要找到一种科学且合理的解决措施。本文从实际出发，阐述了水力失调出现的原因以及概念，并就解决方法进行了相关的介绍。

1.水力失调现象概述

1.1概念与类型

所谓的水力失调，其实就是指在供热系统当中，热水对于每个用户的流量与设计存在着不一致的特点，一般来讲，我们用以下的式子来表达水力失调的程度：

x=Vs/Vg

在上述的式子当中，x表达的是水力失调的程度，而Vs以及Vg分别代表用户的实际流量以及设计流量。

在本式子当中，如果x等于1，那么供热系统的状态应该是处在热平衡之上的，x的数值偏离1越大，那么水力失调的程度就约为严重。

1.2水力失调出现的原因

一般来讲，造成水力失调的原因有几下几个方面：

（1）一些供热系统，由于自身设备的限制，常常会使得供水的压力不足够，或者是由于循环水量超过了原本系统设定的数值，这就使得水泵的压力并不足够，或者是水泵当中的压力下降，产生了供热系统当中水力失调现象的出现。

（2）在供热系统中，由于管网设计的不合理，或者是堵塞，也会使得供热系统当中的水泵压力受到损失，从而使得水力失调的现象发生。

（3）失水严重或超过设备的能力，会造成供热系统当中的水力失调。

（4）新接入的用户，常常会使得原本的系统特性改变，这也会在一定程度上造成水力失调现象的产生。

（5）室内水力情况的改变，也会导致水力失调。

（6）如果对网络当中的阀门进行随意的变动，也会使得水泵当中的压力可能出现降低或者不足的现象，从而导致了水利不调。

2.平衡阀调节原理

平衡阀的工作原理，是通过改变系统管道特性阻力数的比值改变流体的阻力，从而达到对于流量的调节。从力学的角度来看，平衡阀的作用就相当于节流元件。

3.平衡阀的工作原理以及技术特点

就目前来讲，我国的供热系统一般有静态平衡阀、动态阻力平衡阀等几种模式。

3.1静态平衡阀

手动调节平衡阀也叫静态平衡阀，除了这两种叫法之外，静态平衡阀也可以叫做数字锁定平衡阀，静态平衡阀的工作原理是通过改变锁芯的开度，来改变各个支路的阻力，从而达到支配流量的作用。这个阀门的阀杆出有锁定装置，在平衡调试的过程中，阀门上面的仪表能够显示出流量。静态平衡阀能够保证支路的阻力不变，起到良好的热平衡作用。

由于调试复杂，而且一旦供热管网的情况发生变化就需要重新调试，因此，现如今，我国新建的供热系统中，对于静态平衡阀的使用较少。

3.2动态阻力平衡阀

通过对于自力式流量平衡阀的改造，研制出来了动态阻力平衡阀，这种平衡阀的工作原理与自力式流量平衡阀大致相同，区别在于多了一套导压孔锁闭旋钮。在倒空关闭的时候，动态阻力平衡阀会自动变为静态平衡阀

在供热系统关停后，阻力发生变化，只要打开导压孔，系统处理自动调节状态，在平衡之后关闭导压孔，动态阻力平衡阀又会变为静态平衡阀。这种阀门调试简单，能够有效的弥补静态平衡阀的诸多缺陷，有着非常良好的发展以及应用的前景。

4.平衡阀在各类供热系统当中的选用

根据不同的水力状况，可以将供热系统分为定流量系统、热源变流量系统等不同的几个系统，不同的系统需要选用不同的平衡阀，其要求也各不相同。

4.1定流量系统

供热站以及用户流量都不改变的系统，我们称之为定流量系统。这种系统流量不变，阻力稳定，由于定流量系统本身的特性，比较适合选用的平衡阀为静态平衡阀，或者是自力式流量平衡阀。

4.2热用户变流量系统

用户根据室内温度，需要自己来对温度进行调节，这时候就需要热用户变流量系统。在实行供暖分户计量的建筑当中，这种系统常常会得到应用，而很多用户为了节省费用，也常常都会选用这样的供热系统。一般来讲，该种供热系统应该选用自力式压差平衡阀。当每一路分支流量减小的时候，依然能够保证其余各路的压力平衡。

4.3热源变流量系统

这种系统最大的特点在于，能够根据气温的变化而对流量进行自动的调节。也就是说，如果气温降低，那么流量将会自动增大，而一旦气温升高，供热管网中的流量也会随之而来的自动减小。这种系统将质与量的调节做到了有机的整合，如今，随着我国节能技术的不断改革与发展，这种供热系统将会得到更好的发展前景。静态平衡阀以及动态阻力平衡阀都可以使用在这种系统当中，由于各路流量比例不变，因此即使水力失调，也并不会影响热量的平均分配，不会出现个用户直接温度差过大的情况。

结束语

综上所述我们知道，要保证供热管网系统的热平衡，就需要合理的选择适合的平衡阀，并选用正确的方式进行调试，这样可以对供热管网当中的水力特性起到有效的改善效果，使得系统能够达到水力平衡，或者是接近水力平衡。只有这样做，才能真正的为用户进行良好的供暖，达到优秀的效果，并且在此基础之上节省了能源。

参考文献

[1] 顾孔满，孙建新，李凌云. 热网水力失调的原因及解决方法――利用信息技术解决水力失调问题[J]. 区域供热. 2009（04）：11-15

[2] 王天石，李均衡. 解决户内系统水力失调方法的探讨[J]. 区域供热. 2009（01）：09-11

生态平衡的原理篇（7）

本文拟从教材例题出发，挖掘新的教学资源，依托平衡常数讨论相关结论，从建立平衡的条件、气体充入量等方面设计驱动性的问题，使抽象的问题显性化，使复杂的问题拆分化（形成一系列“子问题”），让学生在问题解决中自主发现、自然生成，形成等效平衡思想，提高学生解决问题的能力。

二、问题的解决

（一）认识等效平衡

问题情境：在一密闭容器中，CO和H2O混合加热到800℃达到下列平衡：CO（g）+H2O （g）？葑H2 （g）+CO2（g） K=1.00。[4]该温度下，在一组容积均为1 L的恒容密闭容器中，分别投入原料建立平衡，投入原料的物质的量具体情况见表1。

问题1：结合投料1～5的具体数据，利用平衡常数K计算并比较该反应达平衡时各组分的物质的量或浓度，你能发现什么规律？

设计意图：问题处理定量化。学生已学过平衡常数及其应用，通过比较计算结果能够发现：同一可逆反应，在一定外界条件下，平衡的建立与途径无关（反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，或是正逆反应同时进行都可）。譬如，投料1、2、3达到相同的平衡状态（即相同组分的物质的量、物质的量浓度等物理量均相同），投料4、5也能达到相同的平衡状态。

表1

问题2：在数轴上将投料1表示为初始状态A点，B、D两点分别对应投料2和投料3，若该反应为不可逆反应，随着反应的进行，在某时刻A点的组成能否转化至B、D两点对应的物料组成？若该反应为可逆反应时，结合问题1的结论易知投料2、3与投料1（分别对应B点、D点、A点）均能达到同一平衡点C对应的组成（相同平衡状态），思考投料2、3的物料组成如何转化可以与投料1的物料组成建立关系？（具体见图1）

设计意图：将知识内隐的规律通过图像直观展示，有助于学生理解B点、D点均可由A点转化而来，平衡点C是由A点转化过程中的一个特殊点。引导学生按照方程式的计量系数通过极限转化将B、D的组成转换至反应物CO、H2O，再与A点组成比较，得出若可逆反应的投料1、2、3符合“物料相当”（即元素守恒），就能达到同一平衡状态或等同平衡（相同组分的物质的量、物质的量浓度、体积分数均相同）。

问题3：结合问题2易知可逆反应的投料1、2、3对应的A、B、D三点均可渐变至同一平衡点C，若对任意可逆反应aA（g）+bB（g）？葑cC（g）在等温等容（或等温等压）下建立平衡，投料一、二最终达到同一平衡状态，推导两种投料需符合的一般关系？

设计意图：将结论进行推广，使学生理解一定条件下的可逆反应，以不同投料达到同一平衡状态需符合的一般要求，为接下来的讨论作铺垫。

问题4：由问题3的结论易知投料4、5也能达到同一平衡状态。利用平衡常数K计算投料4达到平衡时，各组分的百分含量（物质的量分数或体积分数），并与投料3对应的平衡比较相同组分的百分含量有何特点？

设计意图：运用K计算，让学生对等效平衡产生感性认识，深入理解等效平衡是根据平衡常数K讨论得来的一类特殊的化学平衡，顺势引出等效平衡的概念――同一条件下，同一可逆反应在不同投料下达到平衡，相同组分的百分含量相同。至此完成等效平衡第一层次理解。提请注意，上述讨论的等同平衡也属于等效平衡。

（二）探究等效平衡

问题5：同一可逆反应aA（g）+bB（g）？葑cC（g）在什么前提下K值才有关联？在两个密闭容器中的反应物（或生成物）投料的物质的量的极值相同，若两个容器的体积不等，两容器中一定能建立等效平衡吗？由此思考等效平衡的讨论需要考虑哪些相关因素？

设计意图：通过问题5探讨，等效平衡是根据平衡常数K讨论得来的一类特殊的化学平衡，同一可逆反应只有在温度不变时，K才有关联，得出讨论等效平衡的前提：一是温度恒定;二是对两种投料所处的容器特征加以限定（一般分为等容和等压两种情况）。

问题6：温度一定，在两个等容密闭容器中进行投料1、4的反应，当投料1、4的反应物（或生成物）的物质的量的极值比例相同，若改变（增大或缩小）容器的体积，能否使投料1、4的起始浓度相同？结合K值分析，若投料1、4起始浓度相同时，各组分的平衡浓度有何规律？然后采取相反操作（“加压”或“减压”）恢复恒容（原先体积），结合浓度商Q与K比较，分析新平衡各组分的浓度、百分含量的特点，判断还能构成等效平衡吗？

设计意图：引出等温等容时等效平衡讨论的一种重要的思维模型（图2）构建假想中间态（俗称“分离压缩”），联系K值解析等效平衡的思维过程，让学生知道改变容器体积的理由（与参照体系构建相同起始浓度，结合定温时K为定值，则两种投料的平衡浓度必定相同，百分含量自然相同），再压缩得到题设条件下的平衡。（平衡建立与途径无关）

问题情境：等温下，在一组等容密闭容器中投入原料发生N2（g）+3H2（g）？葑2NH3（g），具体投料情况见表2。

问题7：结合问题6的思维模型，初始投料2、3符合“物料相当”，和初始投料1符合“物料成比例”，利用上述模型分析，达到新平衡时，各组分的百分含量是否相同，几种投料能达到等效平衡吗？初始投料2、3与上面的再投料1、2、3达到新平衡的百分含量是否相同，几种投料能达到等效平衡吗？

设计意图：全面讨论等温等容条件下的等效平衡，由一般的等体积反应自然过渡到不等体积反应讨论，能引起学生的认知冲突，并在问题解决过程中进一步强化思维模型的运用。

问题情境：等温下，在一组等容密闭容器中投入原料发生N2（g）+3H2（g）？葑2NH3（g），具体投料情况见表2。

问题8：分析平衡时再投料1、2、3的ν（正）、ν（逆）如何变化，平衡如何移动，达到新平衡时，利用上述模型分析，各组分的百分含量是否相同？ N2的转化率如何变化，N2和NH3的物质的量范围？

设计意图：通过问题讨论，让学生熟练掌握极值转化、构建假想中间态进行等效平衡的判断。利用Q与K的关系判断平衡移动的方向，利用等效平衡原理解决不同投料达到平衡的最终结果，澄清了学生的认知误区：平衡正向移动，转化率一定增大;投料从不同方向投入，难以判断平衡体系各组分关系，顺利突破教与学的难点。

问题9：等温下可逆反应aA（g）+bB（g）？葑cC（g）在相同的恒容密闭容器中，投入原料一、二最终建立等效平衡。请分两种情况讨论：若a+b=c，推导两种投料需符合的关系？若a+b≠c，推导两种投料需符合的关系？

设计意图：总结等温等容条件下，建立等效平衡的条件：反应前后气体体积不变的反应，只要反应物（或生成物）的物质的量的极值成比例;反应前后气体体积改变的反应，反应物（或生成物）的物质的量的极值需完全相等。

问题10：等温等压下可逆反应aA（g）+bB（g）？葑cC（g）在上述投料一、二情况下达到平衡，投料一、二极值转化后符合物料成比例。讨论若a+b=c，投料一、二最终能否达到等效平衡？若a+b≠c，投料一、二最终能否达到等效平衡？说明理由。

设计意图：等温等压下，联系温度一定，K值一定，若起始浓度相同，由K决定的平衡浓度相同，达到等效平衡。总结等温等压下，建立等效平衡的条件：投料极值转化后对应项比例相同，与具体反应的气体系数无关。至此完成等效平衡第二层次理解。

（三）运用等效平衡

问题情境：在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物发生N2（g）+3H2（g）？葑2NH3（g） ΔH=-92.4 kJ・molˉ1，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如表3。

表3

问题12：试比较①甲、乙、丙三个容器中平衡常数的大小关系;②甲、乙、丙三个容器中N2的百分含量的大小关系;③甲、乙、丙三个容器中压强的大小关系;④甲、乙两个容器中α1+α2与1的大小关系;⑤a+0.5c与92.4的大小关系;⑥乙、丙平衡速率的大小比较;⑦2c1与c3的大小关系;⑧乙、丙两个容器中NH3的转化率的大小关系。

问题13：将问题12题设条件“恒温恒容”改为“恒温恒压”，回答①～⑧。

设计意图：将等效平衡原理作为认识工具，在解决问题中不断深化对核心概念原理本质的认识，形成等效平衡的思想和方法。

三、教学思考与体会

（一）通过K值相关计算引入等效平衡

化学上某些问题在定性层面上很难说清楚，即使你给学生重复讲解多次，学生还是不得要领，不能有效运用。如果让学生亲自算一算，教师对数据适当点拨，即使抽象的概念、原理也会变得直观，有利于理解概念、原理。

（二）通过问题驱动探究等效平衡

“驱动性问题”是问题解决教学的核心策略。[5]在对教学内容和学生已有知识分析的基础上，还需思考以下问题：怎样联系核心概念K构建等效平衡思想;怎样理解等效操作变换的支撑;怎样才能有意识去运用思维模型。为此，需要设计一组驱动性问题，前面问题解决后，改变研究的前提，譬如从物料相当物料成比例，从等体积反应不等体积反应，从恒温恒容恒温恒压，从单一研究百分含量物质的量、浓度、压强、转化率、反应热等多方面进行研究，前置问题的解决需为后续问题提供方法经验，激发解决后续问题的求知欲，达到多角度、全方位研究等效平衡。

（三）通过理论分析建立等效平衡的思维、方法模型

等效平衡的计算，理论分析解决了概念、原理的来龙去脉，在此基础上建立思维、方法模型显得水到渠成。以直观的模型比较气体反应平衡状态，可以提高学生的学习效率，降低其解决化学问题的难度。[6]从K值不变“变容”构造相同起始浓度组分百分含量相同（假想等效平衡态）“变容”恢复题设容器体积完成化学平衡状态比较。

化学平衡状态比较类问题的解决需熟练掌握等效平衡思想，它能综合考查学生运用核心概念、原理的能力。这部分内容的教学起点高、难度大、综合性强。实践证明，如在平时教学中多加思考、精心设计，注重培养学生学科思想，理清学生思路，必能达到良好的教学效果。

参考文献：

[1] 韩丹丹，靳莹，张晓莹q用数学模型法分析等效平衡[J]q化学教学，2012（1）：70q

[2] 储开桂q例析“中间体模型法”在等效平衡解析中的应用[J]q化学教学，2012（1）：67-69q

[3] 王锐q中学化学等效平衡解析[J]q安庆师范学院学报，2014（2）：136-138q

生态平衡的原理篇（8）

一、生态平衡视域下的学校体育教学

1.教育学领域中的平衡内涵

生态学视角下的生态体系初始含义是指以生物作为其生态因素的主体构成，并且包括生物与周边的境域之间所构成的微观单元的系统组合，这种存在于地表的类型迥异、大小悬殊的个体单元的组合形成了以自然为依托的生存状态体系。[1]而将视角转换为人类社会的生存体系时，其所涵盖的不仅仅是自然生态内部所包含的各个自然要素，也包括人类社会生活领域的各种形式的社会现象，以及这些现象彼此内在和外在纷繁复杂的相互关联。

教育生态正是这庞杂的生态体系中的一处细小的分支，也同样存在生态意义上的平衡问题。[2]教育生态体系包括教学要素、境域要素和人三种要素。这三种要素互为作用、互为关联，人的要素与境域要素之间彼此交流，教学与人、教学与境域之间的互为信息的交流和能量互换，构成一个动态变化的平衡体系。

2.体育教学中的生态平衡效应

平衡在体育教学的生态体系中，占有重要的地位，教育生态的主体与其所在的生态域境的外部因素，彼此和谐交涉互换，在不同层次之间形成动态变化的平衡状态。这对于体育生态教学是一个核心的平衡效应。该效应的有效发挥，是生态教学体系内部正常平衡态势的需要。因为在体育教学生态要素中，如教师要素、学生要素以及管控人员要素和活动场域要素等诸多要素关联状态，都会影响教学生态体系平衡度的高低。

教学平衡效应的发挥状态，取决于诸要素与外部境域之间的和谐共生，只有这种和谐共生的态势平衡，其平衡的效应才能得到最大限度的发挥。而当这种相对稳定的生态平衡被打破，就会呈现出失衡与平衡之间的循环波动。平衡状态的维稳需要诸多要素协调一致协同共生，平衡效应的发挥就是要在动态变化的生态体系中维持生态矛盾的平衡状态与失衡状态彼此变化中的稳定。

二、体育教学中生态失衡问题的原因

1.生态失衡问题产生源于主客体的剥离

学校体育教学生态化发展逐渐趋于显化的态势。从大的趋势看，学校体育教学生态化渐趋于平衡失落的状态，其对于生态教学的影响是极其深远的。究其影响的要素既有源于社会要素的影响，也有源于学校场域自身的要素影响，同时源于理念层面的错位认识也是不容忽视的重要原因，更近一层的原因是源于生态发展教育教学实践的“偏轨”，尤其是学校体育教学生态“主客体”的剥离更是生态失衡问题产生的主因。这种“主客”二体的剥离主要集显于学校体育教学与“完善本我”之间显现出的一“主”一“客”二体和谐状态的剥离。

“本我完善”是指以本我为主体的自我完善，他以自我为体性本位，以完善为指向目标。[3]不同个体的差异性可能决定了个体“本我完善”的进展情况，但是不能忽略的是学校体育教学生态化教学的实施对于受教个体的“本我完善”会起到举足轻重的作用。学校教学生态如果不以受教个体“本我完善”作为生态教学的出发点，学生在内外教育境遇中就难以获得“本我完善”的客观必备的诸要素条件，这种背离生态教学本质属性的教育实践，必然造成学校教学生态主体与本我完善客体的剥离，这种剥离自然造成学校体育教学生态失去本有的平衡态势，学校体育教学“主客体”片面剥离化是亟待解决的失衡原因。

2.生态失衡问题产生源于生活境域的非和谐性

学校的体育生态教学发展受制于自身客观的物质条件的限制，如必备的教学场域，教学实施必备的器材用品，良好的“天因性”条件等。[4]而非物质的条件则是指外部社会的政治因素影响，以及现有师资与教育受体状况条件的制约和学校自身教育发展现状的影响，还有外部的支持情况等条件的限控。在生态课堂教学中，施教的“主体”与受教的“客体”二者对于生态体育课堂的态度，学校全局与班级局域的教学风气建设，教师与学生之间，学生个体之间的相互依存、相互合作的沟通交流等诸多生态化教学要素的相互关系，应该是处于生活境域中的教学生态化的动态平衡，而这种平衡一旦在某个生态要素或者某些生态要素之间尚失了原有的平衡态，也就是某一教学生态环节出现非和谐性的因子，其教学生态的相对稳定平衡态势会走向相反的方面，归于教学生态的紊乱失衡。这种失衡状态会形成全景式的教学生态系统的乱象丛生，在相当程度上，破坏已有的相对稳定的教学秩序，更进一步破坏教学质量的根本提升，催生众多负面生态失衡的教学问题。

3.生态失衡问题产生源于不同角色关系的失衡

传统学校体育课堂教学中，教师是课堂教学的真正主角，课堂教学也成为以教师为课堂“主体”的教学。而作为“客体”的学生，在课堂中是一种从属关系的角色，“主客体”之间是不平等的关系，课堂教学总是围绕教师的机械、主观的讲授作为教学的核心。[5]学生在课堂中没有或很少有自主探究和自主学习的机会，教师成了驾驭课堂的绝对权威和真正的主人，教学的方式和手段也过于僵化和机械。教学内容的选择也总是选那些缺乏生气的陈旧内容，紧随时代“脉搏”的新知识很少涉及，学生在这样缺乏生气的课堂中与教师的互动与交流也显得有些沉闷和紧张。这就导致了生态角色定位的失衡。学生原本就是学习的真正主人，只有在一个充满和谐，自主性得到应有尊重的学习环境中才能激发学生本有的潜在能量，而这种角色关系的失衡使激辩的思维和创新的意识都处在一种被动的冬眠状态，这种“主客体”角色关系的失衡，必然带来其教学生态的整体失衡，使学校的体育教学对学生尚失应有的吸引力。

从另一方面看，学校体育教学生态平衡的尚失还与以知识为中心的传统教学误区关系紧密。以体育知识和体育技能的强训为目标指向的传统体育教学，更多的是强调个体间的身体机能与体育技能的竞争，其片面的带有竞技色彩的竞争式教学，必然促使学生个体之间、学生与教师之间的生态和谐关系日趋失衡，这种不同角色间的生态平衡关系的破坏，源于本可以避免的恶性竞争，让学校体育教学中生态平衡态的稳定难以持续。

三、体育教学中生态失衡问题的消弭路径

1.生态失衡问题消弭的理念支撑

“生态”以词汇的形式出现源于古希腊，为原始形态的词汇，其初始的含义主要是源于家庭生活各个要素的理解。[6]今天人们对于生态的理解不仅仅是对于生命体自身指向的理解，更多的是关注其不断扩展的内涵外延，其语义所表达的不仅是生命自身的单向因子，更多的是与其相关联的所有内在和外在的生态因子，在生态日趋转向危机的当下，该词所表达的语义是不同学科对于生态关联分化的不同生态意义上的生态学科的异化。

生态化生活则是把人类生活的各个领域彼此关联，用自然生态的理念来认识生态发展中出现的各种问题。[7]在生态理念指引下，对社会生活和自然界中出现的问题进行探微，借以完善自然、社会与人等诸多彼此错综复杂的关系。

以学校体育教学为指向的教学实施的生态化，来实现体育教学过程的生态化构建。学校体育教学生态化核心理念是用生态化的体育教学过程的实施，来有效地获得生态化的教学结果，在成果的收获过程中，推进生态化体育教学的发展。用体育教学生态化的教学实践理念作为体育教学的理念指导，运用这样的理念指导具体的教学活动，既是生态教学实施的理念指引，同时也是学校体育教学的实效性的教学策略。生态化理念下的学校体育教学的开展，其教学的实施能够最大限度地协调生态教学各个因子之间的彼此关系，如体育教学与体育境域之间的关系，体育教学与教学受体的关系，体育教学的主客体之间的关系等等。教师应充分运用理念所蕴含的生态教学智慧解决面临的多种生态教学问题。这种理念在学校体育教学中的支撑性作用是不容忽视的，在“全面发展”、“本我完善”等生态教育理念的运用中，学校教育生态失衡问题也必将消弭。

2.生态失衡问题消弭的态势走向

学校体育教学的意义指向关系到学校体育生态教学的有效开展，学校体育教学的意义乃是指学校体育语境的体育教学意义的满足与学生个体的个性化需要的获得。这种关联性的双向需要正是施教者和受教者在学校体育生态化教学中获得生态化成果价值的展现。从生态教学的多元“主客体”的视角来看，生态教学的消弭态势走向，主要包括“主体”消弭态势的走向和“客体”消弭态势的走向，其主要是指社会化的主体，其中有经济属性的主体、政治属性的主体以及文化内涵的主体，而个体化倾向的“主体”是指教学实施的对象，“客体”的含义是指学校体育教学中教学的全程性的活动，在教学活动的“主体”层面是指向生态化的社会发展与进步，对“个体主体”来说则是获得本我的完善与个体的全面发展的整体性素质的提升。对于“客体”而言，要以学校体育生态化的理念作为全部“客体”实施全程性的指导，运用生态化教学的多种活动实现“主体”目标的有效达成。

3.生态失衡问题消弭的对策选择

学校体育教学的生态失衡所触发的深层次的问题在于学校体育教学长久以来过于关注教育受体的知识掌握与技能提升，而对于本我的完善和发展的全面性的问题则缺乏关注，再加上以“唯考试论”为理念指导的整体教学价值观的影响，以及教学必备要素条件的缺失，直接催发了学校体育教学生态体系运行环境的恶化，使其由平衡态向不平衡态转化。首先，从学校体育生态教学实施者的角度来看，施教人员的严重不足以及整体施教人员队伍建设的相对落后，都成为阻碍生态教育实施的要因，而教学接受对象的数量过大也是阻碍学校体育生态教学实施的又一要因。针对这一状况，根据不同因素造成的学校体育教学的生态失衡状况，采取实效性消弭策略，如加大资金设备的投入力度、加强施教人员的队伍建设、减少受教对象等都是行之有效的对策选择。其次，在学校体育教学中，教学的实施者和教学的接受者在教学生态体系中的定位也不相同，在生态空间所处的生态定位的师生与生生之间的生态定位失衡，可以导致整个体育教学生态体系的失衡，合理定位是教学生态失衡问题消弭的有效对策选择。再次，在体育教学生态体系中，教学生态失去其原有的平衡与生态教学缺乏开放式的实施有着直接的关系，要解决问题就要从生态教学的生活化、体育生态教学项目种类的扩大化、体育生态教学的开放化等方面入手，作为体育教学生态失衡问题消弭的有效对策。

学校体育教学平衡态失衡的原因主要源于学校体育教学“主客体”的剥离，同时，失衡态的产生也源于生活境域的非和谐性与不同角色关系的失衡。针对学校体育教学失衡态的原因采取有针对性的策略，对于体育教学生态失衡态转化状态具有显著的作用。

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参考文献

[1] 王德华.体育课堂教学的生态学分析.体育世界，2006（3）.

[2] 仇有望.体育教学生态化影响因素及生态体育课程的构建.南京体育学院学报（社会科学版），2008（6）.

[3] 李凤梅，朱海涛.生态化体育的价值探.成都体育学院学报，2011（1）.

[4] 吴明深.论体育生态系统的可持续发展.体育学刊，2004（3）.

[5] 蓝瑞高，王标.高等学校体育教学生态化重构―基于生态学视角.科技创业月刊，2012（11）.

[6] 张杏波.基于“教学生态环境”构建的高校体育教学改革.浙江体育科学，2006（5）.

生态平衡的原理篇（9）

中图分类号：S812

文献标识码：A

文章编号：1009-5500（2012）05-0075-04

人类和社会经济发展依赖并作用于草原。长期以来，社会各界及业内把“以草定畜”和草畜平衡视为对天然草地放牧管理与生态保护和建设的终极目标，“以草定畜”似乎已被广泛认同。目前，流行这样一种观点，认为牧民没有科学地以草定畜，因此，牲畜超载严重，导致草原严重退化。但是，也有学者认为，由于干旱地区草地的非线性规律，即便确定一个合理的放牧压力，也未必能使草地从一个状态转变为另一个状态，最终达到稳定平衡，在干旱地区，气候变化的影响远大于载畜量调节。草地的时间和空间异质性对载畜量核定有较大影响。以草定畜的基础理论研究仍然存在许多不足，目前存在一种倾向，“必须以草定畜，严格控制载畜量”，强制控制牲畜数量。虽然，加强放牧管理并实现草畜平衡，已经从业内呼吁，到为社会各界接受，并已由主管部门强力推行，但到目前仍未取得重大突破，其主要原因在于相关支撑体系的缺失，而又仅仅强调减畜，致使“以草定畜”的放牧管理制度难于实现，在草原牧区实现草畜平衡管理依然任重道远。

1 草畜平衡管理的内涵

多年来，人们普遍把“以草定畜”、“草畜平衡”简单化为核定载畜量与减牧。草畜平衡管理应该是放牧管理的完整体系，核定载畜量当然是草畜平衡管理的重要内容之一，但决不是草畜平衡管理的全部。

1.1确定合理的载畜量

要确定一个地区的合理载畜量并非易事，除了准确掌握草地产草量，还有合理确定采食量和利用率的问题，而在不同放牧状态下牧草的再生率更是差异显著。特别是对以山区草地为主的牧区，由于草地牧草产量受地形、基质和气候影响极大，只能在较大尺度内进行监控，而且监测点位有限，在目前的技术水平及其基础资料积累条件下，以牧户为单位核定载畜量是极为不科学的。但是，通过观察放牧结束后剩余牧草的高度，判断放牧利用程度就相对简便并且易于操作，如果一个放牧季节结束后，剩余牧草的高度在2cm以下，说明放牧利用过度，需要减少放牧量，或缩短放牧时间，或调整、改变现有放牧方式；剩余牧草的高度在2～5cm，说明放牧利用程度适中，不需要任何调整；剩余牧草的高度在5cm以上，表明放牧利用不足，可以适当加大放牧量。

1.2合理的放牧制度

在新疆，虽然传统放牧制度所形成的季节轮换放牧（实际是季节休闲放牧）利用体系具有与当地气候、地形等自然条件相适应的特点，但是，也存在不尽合理和不科学的方面。当草地负载增大时，其对草地生产水平及草地植被的负面影响更加显著。随着人工饲草料基地规模的不断扩大，新疆牧区冷季的放牧量将逐渐减少，在冷季将有大量的牲畜舍饲或半舍饲，这就为全面规划和改革传统的放牧制度，创造了极为有利的时空条件。

确定合理的放牧时期（季节）与合理的放牧时间（始牧期与终牧期），是建立合理放牧制度、实现草畜平衡管理的重要环节，且容易操作、见效快、成效显著。

1.3草地状况监测与评价

草地状况的监测与评价，是草畜平衡管理的基础，必须建立完善的草地监测与评价体系，才能确保草原生态保护补助奖励机制及草畜平衡管理制度的顺利实施。草地管理人员及牧民也能通过对放牧场植被的监测（观察），及时判断和评价放牧利用的程度和草地植被的健康状况，发现问题及时调整放牧管理方式。目前，需要尽快建立便于草地管理人员掌握和操作的草地状况监测与评价方法，满足草畜平衡管理对草地状况评价的随机、便捷，易于基层操作和及时性的需求。

2 草畜平衡管理的现状及困境

农业部制定的《草畜平衡管理办法》已于2005年开始实施，相关省区也制定了配套的实施办法，从2011年起，国家又在内蒙古、新疆等8个主要草原牧区，全面建立草原生态保护补助奖励机制，其中，实施草畜平衡奖励，在核定合理载畜量的基础上，对未超载放牧的牧民给予奖励。当前的草畜平衡管理仅考虑草地的面积和静态的产量，在实施草畜平衡管理的实际工作中，仍然存在一些关键性技术问题亟待解决，同时，草原环境的法治推进，必须伴随并促进草原地区经济发展。

2.1难以掌握草地牧草总产量

目前，在广大草原牧区，可以依据的草地产草量数据资料，是以上世纪80年代及部分近期的调查数据为主，它实际是调查期的牧草存量，对夏季放牧场更是如此，而不是草地的牧草总产量。掌握草地的产草量及植被特点是以草定畜和草畜平衡管理的基础和核心，而要准确掌握一个地区的产草量是相当困难的（特别是在放牧状态下），有放牧的影响、牧草的再生量、年度间变化、地形变化等诸多问题。只有通过较长时间的定点监测，而不是传统的调查，才有可能系统地把握草地（特别是对夏季放牧场）的牧草生产总水平。

2.2难以统计草地的实际放牧量

动态掌握草地的实际放牧量也是草畜平衡管理的重要环节，而在目前的草原承包经营管理体制下，还没有建立起像以往那样有效的牧区草地放牧量统计机制，致使难以准确掌握草原牧区的实际放牧量，这也是目前实施草畜平衡管理所面临的困境之一。

2.3缺乏合理、实用的评价体系

实施草畜平衡管理，特别是今年已经启动的草原生态保护补助奖励机制，如何考核与评价放牧场（特别是暖季放牧场）的草畜平衡状况，是贯彻落实国家草原生态保护补助奖励机制，实现草原牧区草畜平衡的重要环节。草地生态系统健康评价的方法在我国尚处于刚刚起步阶段，目前的草地状况评价一般是由一些专业机构通过传统的草地调查或利用3S技术来进行，存在着评价周期长、缺乏直观可量化的指标体系、技术复杂，不易为基层技术人员所操作等弊端，难以满足草畜平衡管理对草地状况评价的随机、便捷和易于基层操作、及时性的需求。建立草地环境质量长期监测评价机制，是我国草地环境质量监测评级亟待解决的问题。

3 “以畜控草”概念的提出

放牧作为一种最方便、经济的草地利用方式，对草地植物生物量及植物组成的变化有很大影响。立足于草地资源所具有的生态功能与草原畜牧业物质基础的双重性，基于合理放牧利用有利于草地的健康发展，通过对不同放牧利用制度、不同放牧强度、阶段性禁牧、休闲放牧等放牧管理条件下草地植被的变化规律研究，“以畜控草”应该成为更加积极的草地管理态度和方式。放牧对植物物种组成有重要影响，在新疆天山北坡，同地带、同一类型的山地草甸草地，在夏季与冬季两种不同放牧利用制度下，植被成分差异显著：在冬季放牧利用制度下，山地草甸草地植被成分中，阔叶杂类草及小灌木明显增多，牧草再生性减弱；而在夏季放牧利用制度下，植被成分中小杂类草与禾本科牧草明显增多，牧草再生性增强；在降水量较丰富的中山带，禁牧封育2～3年后，植被成分中饲用价值低、家畜不宜采食的粗大杂类草明显增多。在新疆巴尔鲁克山，同地带、同一类型的山地草甸草原草地，在夏季放牧与割草两种不同利用制度下，植被成分也有显著差异，在夏季放牧利用制度下，禾本科牧草及小杂类草是草地的主要成分，而在刈割利用制度下，粗大杂类草成分显著增加。实践证明，通过不同放牧管理制度的变化，可以有效调控草地植被的状况即通过放牧控制草地植被成分，这就是“以畜控草”可能成为草畜平衡管理重要途径的基础和依据。

4 “以畜控草”在草畜平衡中的应用

生态平衡的原理篇（10）

能力目标

培养学生对知识的理解能力，通过对变化规律本质的认识，培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。

情感目标

培养学生实事求是的科学态度及从微观到宏观，从现象到本质的科学的研究方法。

教学建议

化学平衡教材分析

本节教材分为两部分。第一部分为化学平衡的建立，这是本章教学的重点。第二部分为化学平衡常数，在最新的高中化学教学大纲(2002年版)中，该部分没有要求。

化学平衡观点的建立是很重要的，也具有一定的难度。教材注意精心设置知识台阶，采用图画和联想等方法，帮助学生建立化学平衡的观点。

教材以合成氨工业为例，指出在化学研究和化工生产中，只考虑化学反应速率是不够的，还需要考虑化学反应进行的程度，即化学平衡。建立化学平衡观点的关键，是帮助学生理解在一定条件下的可逆反应中，正、逆反应速率会趋于相等。教材以蔗糖溶解为例指出在饱和溶液中，当蔗糖溶解的速率与结晶速率相等时，处于溶解平衡状态，并进而以的可逆反应为例，说明在上述可逆反应中，当正反应速率与逆反应速率相等时，就处于化学平衡状态。这样层层引导，通过图画等帮助学生联想，借以

在一定程度上突破化学平衡状态建立的教学难点。

教材接着通过对19世纪后期，在英国曾出现的用建造高大高炉的方法来减少高炉气中含量的错误做法展开讨论。通过对该史实的讨论，使学生对化学平衡的建立和特征有更深刻的理解，培养学生分析实际问题的能力，并训练学生的科学方法。

化学平衡教法建议

教学中应注意精心设置知识台阶，充分利用教材的章图、本节内的图画等启发学生联想，借以建立化学平衡的观点。

教学可采取以下步骤：

1.以合成氨工业为例，引入新课，明确化学平衡研究的课题。

(1)复习提问，工业上合成氨的化学方程式

(2)明确合成氨的反应是一个可逆反应，并提问可逆反应的定义，强调“二同”——即正反应、逆反应在同一条件下，同时进行;强调可逆反应不能进行到底，所以对任一可逆反应来讲，都有一个化学反应进行的程度问题。

(3)由以上得出合成氨工业中要考虑的两个问题，一是化学反应速率问题，即如何在单位时间里提高合成氨的产量;一是如何使和尽可能多地转变为，即可逆反应进行的程度以及各种条件对反应进行程度的影响——化学平衡研究的问题。

2.从具体的化学反应入手，层层引导，建立化学平衡的观点。

如蔗糖饱和溶液中，蔗糖溶解的速率与结晶的速率相等时，处于溶解平衡状态。

又如，说明一定温度下，正、逆反应速率相等时，可逆反应就处于化学平衡状态，反应无论进行多长时间，反应混合物中各气体的浓度都不再发生变化。

通过向学生提出问题：达到化学平衡状态时有何特征?让学生讨论。最后得出：化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里，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(此时化学反应进行到最大限度)。并指出某一化学平衡状态是在一定条件下建立的。

3.为进一步深刻理解化学平衡的建立和特征，可以书中的史实为例引导学生讨论分析。得出在一定条件下当达到化学平衡状态时，增加高炉高度只是增加了CO和铁矿石的接触时间，并没有改变化学平衡建立时的条件，所以平衡状态不变，即CO的浓度是相同的。关于CO浓度的变化是一个化学平衡移动的问题，将在下一节教学中主要讨论。从而使学生明白本节的讨论题的涵义。

“影响化学平衡的条件”教材分析

本节教材在本章中起承上启下的作用。在影响化学反应速率的条件和化学平衡等知识的基础上进行本节的教学，系统性较好，有利于启发学生思考，便于学生接受。

本节重点：浓度、压强和温度对化学平衡的影响。难点：平衡移动原理的应用。

因浓度、温度等外界条件对化学反应速率的影响等内容，不仅在知识上为本节的教学奠定了基础，而且其探讨问题的思路和方法，也可迁移用来指导学生进行本书的学习。所以本节教材在前言中就明确指出，当浓度、温度等外界条件改变时，化学平衡就会发生移动。同时指出，研究化学平衡的目的，并不是为了保持平衡状态不变，而是为了利用外界条件的改变，使化学平衡向有利的方向移动，如向提高反应物转化率的方向移动，由此说明学习本节的实际意义。

教材重视由实验引入教学，通过对实验现象的观察和分析，引导学生得出增大反应物的浓度或减小生成物的浓度都可以使化学平衡向正反应方向移动的结论。反之，则化学平衡向逆反应方向移动。并在温度对化学平衡影响后通过对实验现象的分析，归纳出平衡移动原理。

压强对化学平衡的影响，教材中采用对合成氨反应实验数据的分析，引导学生得出压强对化学平衡移动的影响。

教材在充分肯定平衡移动原理的同时，也指出该原理的局限性，以教育学生在应用原理

时，应注意原理的适用范围，对学生进行科学态度的熏陶和科学方法的训练。

“影响化学平衡的条件”教学建议

本节教学可从演示实验入手，采用边演示实验边讲解的方法，引导学生认真观察实验现象，启发学生充分讨论，由师生共同归纳出平衡移动原理。

新课的引入：

①复习上一节讲过的“化学平衡状态”的概念，强调化学平衡状态是建立在一定条件基础上的，当浓度、压强、温度等反应条件改变时，原平衡的反应混合物里各组分的浓度也会随着改变，从而达到新的平衡状态。

②给出“化学平衡的移动”概念，强调化学平衡的移动是可逆反应中旧平衡的破坏、新平衡的建立的过程，在这个过程中，反应混合物中各组分的浓度一直在变化着。

③指出学习和研究化学平衡的实际意义正是利用外界条件的改变，使旧的化学平衡破坏并建立新的较理想的化学平衡。

具体的教学建议如下：

1.重点讲解浓度对化学平衡的影响

(1)观察上一节教材中的表3-l，对比第1和第4组数据，让学生思考：可从中得出什么结论?

(2)从演示实验或学生实验入手，通过对实验现象的观察和分析，引导学生得出结论。这里应明确，溶液颜色的深浅变化，实质是浓度的增大与减小而造成的。

(3)引导学生运用浓度对化学反应速率的影响展开讨论，说明浓度的改变为什么会使化学平衡发生移动。讨论时，应研究一个具体的可逆反应。讨论后，应明确浓度的改变使正、逆反应速率不再相等，使化学平衡发生移动;增加某一反应物的浓度，会使反应混合物中各组分的浓度进行调整;新平衡建立时，生成物的浓度要较原平衡时增加，该反应物的浓度较刚增加时减小，但较原平衡时增加。

2.压强和温度对化学平衡的影响：应引导学生分析实验数据，并从中得出正确的结论。温度对化学平衡影响也是从实验入手。要引导学生通过观察实验现象，归纳出压强和温度的改变对化学平衡的影响。

3.勒夏特列原理的教学：在明确了浓度、压强、温度的改变对化学平衡的影响以后，可采用归纳法，突破对勒夏特列原理表述中“减弱这种改变”含义理解上的困难：

其他几个问题：

1.关于催化剂问题，应明确：①由于催化剂能同等程度增加正、逆反应速率，因此它对化学平衡的移动没有影响;②使用催化剂，能改变达到平衡所需要的时间。

2.关于化学平衡移动原理的应用范围和局限性，应明确：①平衡移动原理对所有的动态平衡都适用，为后面将要学习的电离平衡、水解平衡作铺垫;②平衡移动原理能用来判断平衡移动的方向，但不能用来判断建立新平衡所需要的时间。教育学生在应用原理时应注意原理的适用范围，对学生进行科学态度的熏陶和

科学方法的训练。

3.对本节设置的讨论题，可在学生思考的基础上，提问学生回答，这是对本节教学内容较全面的复习和巩固。

4.对于本节编入的资料，可结合勒夏特列原理的教学，让学生当堂阅读，以了解勒夏特列的研究成果和对人类的贡献;可回顾第二节“工程师的设想”的讨论，明确：欲减少炼铁高炉气中CO的含量，这属于化学平衡的移动问题，而利用增加高炉高度以增加CO和铁矿石的接触时间的做法并未改变可逆反应的条件，因而是徒劳的。教学设计示例

第一课时化学平衡的概念与计算

教学目标

知识目标：掌握化学平衡的概念极其特点;掌握化学平衡的有关计算。

能力目标：培养学生分析、归纳，语言表达与综合计算能力。

情感目标：结合化学平衡是相对的、有条件的、动态的等特点对学生进行辩证唯物主义教育;培养学生严谨的学习态度和思维习惯。

教学过程设计

【复习提问】什么是可逆反应?在一定条件下2molSO2与1molO2反应能否得到2molSO3?

【引入】得不到2molSO3，能得到多少摩SO3?也就是说反应到底进行到什么程度?这就是化学平衡所研究的问题。

思考并作答：在相同条件下既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应叫做可逆反应。SO2与O2的反应为可逆反应不能进行完全，因此得不到2molSO3。

提出反应程度的问题，引入化学平衡的概念。

结合所学过的速率、浓度知识有助于理解抽象的化学平衡的概念的实质。

【分析】在一定条件下，2molSO2与1molO2反应体系中各组分速率与浓度的变化并画图。

回忆，思考并作答。

【板书】一、化学平衡状态

1.定义：见课本P38页

【分析】引导学生从化学平衡研究的范围，达到平衡的原因与结果进行分析、归纳。

研究对象：可逆反应

平衡前提：温度、压强、浓度一定

原因：v正=v逆(同一种物质)

结果：各组成成分的质量分数保持不变。

准确掌握化学平衡的概念，弄清概念的内涵和外延。

【提问】化学平衡有什么特点?

【引导】引导学生讨论并和学生一起小结。

讨论并小结。

平衡特点：

等(正逆反应速率相等)

定(浓度与质量分数恒定)

动(动态平衡)

变(条件改变，平衡发生变化)

培养学生分析问题与解决问题的能力，并进行辩证唯物主义观点的教育。加深对平衡概念的理解。

讨论题：在一定温度下，反应达平衡的标志是()。

(A)混合气颜色不随时间的变化

(B)数值上v(NO2生成)=2v(N2O4消耗)

(C)单位时间内反应物减少的分子数等于生成物增加的分子数

(D)压强不随时间的变化而变化

(E)混合气的平均分子量不变

讨论结果：因为该反应如果达平衡，混合物体系中各组分的浓度与总物质的量均保持不变，即颜色不变，压强、平均分子量也不变。因此可作为达平衡的标志(A)、(D)、(E)。

加深对平衡概念的理解，培养学生分析问题和解决问题的能力。

【过渡】化学平衡状态代表了化学反应进行达到了最大程度，如何定量的表示化学反应进行的程度呢?

2.转化率：在一定条件下，可逆反应达化学平衡状态时，某一反应物消耗量占该反应物起始量的质量分数，叫该反应物的转化率。

公式：a=c/c始×100%

通过讨论明确由于反应可逆，达平衡时反应物的转化率小于100%。

通过掌握转化率的概念，公式进一步理解化学平衡的意义。

3.平衡的有关计算

(1)起始浓度，变化浓度，平衡浓度。

例1445℃时，将0.1molI2与0.02molH2通入2L密闭容器中，达平衡后有0.03molHI生成。求：①各物质的起始浓度与平衡浓度。

②平衡混合气中氢气的体积分数。

引导学生分析：

c始/mol/L0.010.050

c变/mol/Lxx2x

c平/mol/L0.015

0+2x=0.015mol/L

x=0.0075mol/L

平衡浓度：

c(I2)平=C(I2)始-C(I2)

=0.05mol/L-0.0075mol/L

=0.0425mol/L

c(H2)平=0.01-0.0075=0.0025mol/L

c(HI)平=c(HI)始+c(HI)

=0.015mol/L

w(H2)=0.0025/(0.05+0.01)

通过具体计算弄清起始浓度、变化浓度、平衡浓度三者之间的关系，掌握有关化学平衡的计算。

【小结】①起始浓度、变化浓度、平衡浓度三者的关系，只有变化浓度才与方程式前面的系数成比例。

②可逆反应中任一组分的平衡浓度不可能为0。

(2)转化率的有关计算

例202molCO与0.02×100%=4.2%mol水蒸气在2L密闭容器里加热至1200℃经2min达平衡，生成CO2和H2，已知V(CO)=0.003mol/(L·min)，求平衡时各物质的浓度及CO的转化率。

c(CO)=V(CO)·t

=0.003mol/(L·min)×2min

=0.006mol/L

a=c/c(始)×100%

=0.006/0.01×100%

=60%

【小结】变化浓度是联系化学方程式，平衡浓度与起始浓度，转化率，化学反应速率的桥梁。因此，抓变化浓度是解题的关键。

(3)综合计算

例3一定条件下，在密闭容器内将N2和H2以体积比为1∶3混合，当反应达平衡时，混合气中氨占25%(体积比)，若混合前有100molN2，求平衡后N2、H2、NH3的物质的量及N2的转化率。

思考分析：

方法一：

设反应消耗xmolN2

n(始)1003000

nx3x2x

n(平)100-x300-3x2x

(mol)

x=40mol

n(N2)平=100mol-xmol=100mol-40mol

=60mol

n(N2)平=300mol-3xmol=180mol

a=40/100×100%=40%

方法二：设有xmolN2反应

n

122

x2x2x

【小结】方法一是结合新学的起始量与平衡量之间的关系从每种物质入手来考虑，方法二是根据以前学过的差量从总效应列式，方法二有时更简单。

巩固转化率的概念并弄清转化率与变化浓度，速率化学方程式之间的关系。

通过一题多解将不同过程的差量计算与平衡计算联系起来加深对平衡的理解，加强对所学知识(如差量的计算，阿伏加德罗定律的计算)的运用，培养学生综合思维能力和计算能力。

强调重点，加强学法指导。

【课堂小结】今天我们重点学习了化学平衡的概念及有关计算，比较抽象，希望大家加强练习，以便熟练地掌握平衡的概念。

【随堂检测】1.对于一定温度下的密闭容器中，可逆反应达平衡的标志是()。

(A)压强不随时间的变化而变化

(B)混合气的平均分子量一定

(C)生成nmolH2同时生成2nmolHI

(D)v(H2)=v(I2)

2.合成氨生产中，进入塔内的氮气和氢气体积比为1∶3，p=1.52×107Pa(150atm)，从合成塔出来的氨占平衡混合气体积的16%，求合成塔出来的气体的压强。

平衡时NH3的体积分数为：

n(平NH3)/n(平总)×100%

=n(平NH3)/(n始-n)

=2x/(400-2x)×100%

=25%

x=40mol

(以下计算与上面相同)

巩固课堂所学内容。

附：随堂检测答案1.(C)2.1.31×107Pa(129.4atm)

探究活动

探究活动(一)

温度对化学平衡的影响

硫酸铜溶液中加入溴化钾，发生下列反应：

蓝色绿色

将上述平衡体系加热，使溶液温度升高，颜色怎样变化?冷却后，颜色又怎样改变?做实验检验你的答案。

在试管中加入0.1M的溶液5毫升，再加1M溶液2毫升，观察所得溶液的颜色。倒出3毫升于另一试管，然后在酒精灯上加热，观察颜色变化(与没加热的溶液对比)。等加热的试管稍稍冷却后，把试管浸入冷水中，观察颜色变化。

平衡体系温度升高，溶液的绿色加深;冷却后，颜色又变浅。

[仪器和药品]

1.学生用：烧杯(50毫升)、滴定管2支、量筒(10毫升)、搅拌棒、试管、石棉网、铁架台(附铁杯)、保温瓶(贮开水)、酒精灯、火柴。

3M氢氧化钠溶液、3M硫酸溶液、0.5M氯化铁溶液、0.1M硫酸铜、1M溴化钾溶液。

2.讲台上公用：1M铬酸钾溶液0.5升、1M重铬酸钾溶液0.1升。

探究活动(二)

浓度对化学平衡的影响

让同学复述勒沙特里原理，然后提出并演示，铬酸根呈黄色，重铬酸根呈橙色。在水溶液中，铬酸根离子和重铬酸根离子存在下列平衡：

提问：

(1)若往铬酸钾溶液里加入硫酸，溶液颜色有什么变化?

(2)再加氢氧化钠溶液，颜色又有什么变化?

(3)若又加酸溶液，颜色将怎样变化?

(1)含溶液中加入硫酸，由于浓度增加，上述平衡向生成的方向移动，浓度增加，溶液颜色由黄色变橙色。此时溶液颜色与溶液的颜色相同。