高中生化学平衡迷思概念的调查研究

1、高中生化学平衡迷思概念*迷思概念（misconception）是指学生在接受化学教育之前或在化学学习过程中，通过自己的观察、体会和对各种化学现象与化学过程的理解和认识。这些认识和理解大多是非本质的，有别于目前科学家所公认的想法。本文是笔者2005年市规划课题高中生化学平衡迷思概念的研究的研究成果之一。的调查研究祁雪莉、刘瑞东（浙江省玉环县玉城中学 317600）摘要 学生生活在丰富多彩的化学世界中，在正式学习化学之前，就已形成了一些概念或者经验。这些概念和经验的积累大多是自然而然形成的，是缺乏引导的，有些生活经验是正确的，有些则是片面的，甚至是错误的。按照认知心理学的观点，这种经验的存在是必然

2、的。因为个体从出生就开始了探索环境、顺应环境的活动，在活动中构建出了特定的图式。本文通过调查发现学生在学习化学平衡之后，仍然对化学平衡中的五大中心概念问题：动态平衡的判断；浓度、温度、压强（体积）等对化学平衡的影响；浓度、温度、压强（体积）等对化学平衡反应速率的影响；盐类对溶解平衡的影响；惰性气体对化学平衡的影响等存在大量的迷思概念。在此基础上论文汇总了学生在化学平衡学习过程中存在的重要迷思概念以及对重要迷思概念的产生原因进行了分析，最后得出结论传统的教学很难转变学生的迷思概念。并提出了改革化学课堂教学策略的一些教学建议。关键词 化学平衡 迷思概念 调查研究1 调查目的本调查旨在了解高中学生在

3、化学平衡学习过程中是否普遍存在迷思概念的现象，并通过调查找出迷思概念产生的原因，为改革我国传统的化学课堂教学提供理论和实践依据。2 调查方法2.1 调查对象此实验的被试取自玉环县实验学校2003级高二年级2个教学班的学生，省重点中学楚门中学2003级高二年级2个教学班的学生，省级重点中学玉城中学2003级高二年级3个教学班的学生。共计2003级高二年级7个教学班的学生，每班按42人抽样，共294人取样进行测试。其中有效答卷282份。被试年龄分布为16-17周岁。被调查学生均已学过化学平衡的相关知识。2.2 测查工具（1）自编化学平衡问题迷思概念诊断测查问卷。问卷编写参考台湾学者的“高中学生应用

4、勒沙特列原理判断化学平衡的迷思概念探讨”的研究成果，并结合自己多年来的教学经验，针对学生易混淆、易出现“迷思”的问题编写而成的诊断性试题。测试题均为选择题，测试时间为2004年4月上旬。（2）依据（1）设计访谈用的问题，以探知学生产生迷思概念的原因。2.3 调查项目设计本调查研究中共有五大项目，并且分散在15个问题中。项目1：考察学生对动态平衡的判断。项目2：考察学生对浓度、温度、压强（体积）等对化学平衡的影响的分析与判断。项目3：考察学生对浓度、温度、压强（体积）等对化学平衡反应速率的影响的分析与判断。项目4：考察学生对盐类对溶解平衡的影响的分析与判断。项目5：考察学生对惰性气体对化学平衡的

5、影响的分析与判断。3 调查项目作答分析本调查问卷的形式为二段式选择题，第一段要求学生选出答案，第二段再针对第一段的答案选出理由。测验试题设计是以固态、液态、气态三相彼此相互反应的化学方程式为主，内容则探讨在浓度、压强、温度等条件下，学生应用勒沙特列原理判断平衡移动时产生的迷思概念类型。根据测验的结果，逐题分析学生的作答：一、下列例题各为独立系统，请指出是否为动态平衡状态，并请说明理由。 1.瓦斯炉上一锅沸腾的水。是 否 2.回答上题时，你所依据的理由是：蒸发速率等于凝结速率。 水蒸气散发的能量等于瓦斯燃烧放出的能量。水一直在加热使得蒸发速率大于凝结速率。沸腾的水会激烈运动，一直消耗热量。 平衡

6、为密闭系统。其他： 表3-1诊断测验一-1、一-2题各选项次数分配表（样本人数282人）理由选项人数答案 （百分率）（1）（2）（3）（4）（5）（6）合计是（%）22(7.8)11(3.9)10(3.5)5(1.8)9(3.2)2(0.7)59(20.9)否*（%）1(0.3)3(1.1)128(45.4)22(7.8)68*(24.1)1(0.3)223(79.1)未作答 注：打*者为正确，以下同。说明：第一大题是为了了解学生对于动态平衡系统的判断，学生选项正确的所占人数比率为79.1%；对于动态平衡的首要条件：在定温下且为密闭系统，学生持认同的理由占24.1%。答否的同学中有45.4%所

7、持理由为蒸发速率凝结速率，此概念为正确，因为反应达平衡时正反应速率必等于逆反应速率。因此学生在此题中判断动态平衡时能确切了解平衡条件：定温下、密闭系统及正反应速率等于逆反应速率，所占比为69.5%(即45.4%24.1%)。有5.0%(即3.9%1.1%)同学以不正确的反应当成正、逆反应，如水蒸气散发的能量等于瓦斯燃放出的能量。 3.定温下装有足量樟脑丸的密闭容器。是 否 4.回答上题时，你所依据的理由是：樟脑丸升华速率等于凝华速率。蒸脑丸被封在密闭容器中，不与潮湿空气作用，所以不会有汽化现象。樟脑丸会挥发，但挥发后的气体却不能变回樟脑丸。密闭容器中，物质不会扩散到外部，而保持平衡。在容器充满

8、樟脑气体之前，樟脑丸会持续升华。其他： 表3-2诊断测验一-3、一-4题各选项次数分配表（样本人数282人）理由选项人数答案 （百分率）（1）（2）（3）（4）（5）（6）合计是*（%）64(22.7)4（1.4）6（2.1）125*（44.3）7（2.5）2（0.7）208（73.8）否（%）1（0.3）3（1.1）55（19.5）1（0.3）14（5）074（26.2）未作答说明：本大题是为了解学生对于动态平衡系统的判断，学生选项正确的所占人数比例73.8%；对于动态平衡的首要条件：在定温下且为密闭系统，学生在第一题中判断动态平衡时能确切了解平衡条件：“定温下”、“密闭系统”及“正反应速等

9、于逆反应速”，所占比例为67.0%(即22.7%+44.3%)，但亦有21.6%(2.1%+19.5%)的学生认为定温下密闭容器内，足量的樟脑丸会挥发，但挥发后的气体不会变回樟脑丸，即认为平衡反应是单向进行的，其次也有2.5%(1.4%+1.1%)同学认为樟脑丸被封在密闭容器中，不与潮湿空气作用，所以不会升华。本题目的在探讨学生是否了解动态平衡的真正意义，相对的也是测知学生对平衡的先备知识是否正确。结果显示以本样本为例，有67.0%以上的同学能确切判别动平衡与静平衡或稳定状态的差异。二、溴化铵为结晶固体，加热会分解，NH4Br(s) NH3 (g) +HBr(g)，此分解过程为吸热反应。取一些

10、固体溴化铵置于一真空容器中，温度保持400，系统最后达成平衡1.若定温定容下，加入NH3(g)到容器中，则下列各项将如何改变？ a.平衡向左移动 向右移动 保持不变 b.回答a 题时，你所依据的理由是：加入NH3 (g)，体系压强增大。加入NH3 (g)，NH3(g)分压增加，使逆反应速率正反应速率。加入NH3 (g)，平衡常数变大，移动可恢复原来的平衡常数，使系统达成平衡。加入NH3 (g)，反应向减少该物质的物质的量的方向移动。NH3和HBr的计量数之比为1:1，只加NH3 (g)而没有加HBr (g)不会影响平衡。其他： 表3-3诊断测验二-1-a、二-1-b题各选项次数分配表（样本人数

11、282人）理由选项人数答案 （百分率）（1）（2）（3）（4）（5）（6）合计向左移动*（%）36（12.8）118*（41.8）52（18.4）36（12.8）2（0.7）244（86.5）向右移动（%）2（0.7）3（1.1）2（0.7）1（0.3）8（2.8）保持不变（%）2（0.7）4（1.4）2（0.7）20（7.0）2（0.7）30（10.6）未作答说明：第二题1-a、1-b，探究固态、气态系统中在定温定容下，当反应物的浓度改变时，学生如何应用勒沙特列原理判断平衡的移动？学生答案正确的占86.5%。在答案正确的同学中有12.8%的同学认可在浓度改变时，以反应体系压强判断平衡移动是正

12、确的思考观念。另有12.8%的同学以固态、气态反应加入气体，造成浓度改变，分压变大，平衡向气体总物质的量少的方向移动，这观念也是正确的。但其中有18.4%的同学呈现迷思概念如下：反应物总浓度的改变会造成平衡常数改变，必须以平衡的移动恢复平衡常数。此外，从10.6%答错的同学显示有浓度改变并不改变平衡移动的迷思概念，这其中有7.0%同学认为若仅是一种反应物的浓度改变，其它反应物的浓度没有依比例改变，将不会影响平衡移动。 c.当平衡再建立时，正反应速率比最初达平衡时的正反应速率增加 减少 保持不变 d.当平衡再建立时，逆反应速率比最初达平衡时的逆反应速率增加 减少 保持不变 e.回答c、d 题时，

13、你所依据的理由是：浓度不影响反应速率，反应速率只会因温度、催化剂和反应本质而改变。温度不变，正、逆反应速率不会变。反应达平衡状态，其正、逆反应速率恒为一定值。正、逆反应速率受反应物浓度的影响。正、逆反应速率受平衡移动方向的影响。其他： 表3-4诊断测验二-1-c、二-1-d、二-1-e题各选项次数分配表（样本人数282人）理由选项人数答案 （百分率）（1）（2）（3）（4）（5）（6）合计增加，增加（1，1）*（%）6（2.1）53*（18.8）4（1.4）2（0.7）65（23）增加，减少（1，2）（%）（0.3）3（1.1）7（2.5）2（0.7）13（4.6）增加，保持不变（1，3）（%

14、）1（0.3）2（0.7）1（0.3）4（1.4）减少，增加（2，1）（%）1（0.3）1（0.3）2（0.7）13（4.6）3（1.1）20（7.1）减少，减少（2，2）（%）1（0.3）1（0.1）减少，保持不变（2，3）（%）1（0.3）1（0.3）2（0.7）保持不变，增加（3，1）（%）3（1.1）2（0.7）2（0.7）4（1.4）1（0.3）12（4.3）保持不变，减少（3，2）（%）2（0.7）1（0.3）3（1.1）保持不变，保持不变（3，3）（%）51（18.1）20（7.1）86（30.5）2（0.7）2（0.7）1（0.3）162（57.4）未作答说明：第二题1-c、1

15、-d、1-e，探讨化学平衡中，反应物中浓度改变，平衡发生移动时对反应速率的影响。测验结果，答对比例仅占23.0%，显示77.0%的同学在平衡中的反应速率比较，感觉困难，是值得深思的问题。从同学的答题中得知，在浓度改变的条件下，大部份学生缺乏反应速率与时间的关系，致使在正、逆反应速率的变化过程判断中，产生错误认识。答错的同学中57.4%有显著的迷思概念：不论反应物的浓度改变与否，认为平衡前正反应速率等于平衡后正反应速率，另平衡前逆反应速率亦等于平衡后逆反应速率；其中在30.5%同学所持理由是：反应达平衡状态，正、逆反应速率恒为一定值，另外有18.1%同学认为浓度改变不影响反应速率，此二种错误认识

16、，是产生迷思概念的原因。2. NH4Br(s) NH3 (g) + HBr(g)，定温下，若容器的体积突然加倍，则下列各项将如何改变？ a.容器中固体NH4Br(s)的量将增加 减少 保持不变 b.回答a 题时，你所依据的理由是：体积增加，压强变小，平衡发生移动，造成NH4Br(s)量的改变。体积增加，压强变小，Kp下降，造成NH4Br(s)量的改变。体积增加，压强变小，NH4Br (s)的量直接受压强影响改变。体积增加，活动空间变大，反应速率变大，造成NH4Br(s)量的改变。NH4Br(s)为固体，没有分压不会产生任何变化。其他： 表3-5诊断测验二-2-a、二-2-b题各选项次数分配表（

17、样本人数282人）理由选项人数答案 （百分率）（1）（2）（3）（4）（5）（6）合计增加（%）17（6.0）5（1.8）2（0.7）24（8.5）减少*（%）*104（36.8）29（10.3）10（3.5）8（2.8）2（0.7）2（0.7）155（55.0）保持不变（%）1（0.3）2（0.7）3（1.1）3（1.1）91（32.3）2（0.7）102（36.2）未作答说明：第二题中2-a、2-b，探究在定温下，当体积(压强)改变，学生应用勒沙特列原理判断平衡的移动，作答结果，55.0%的同学能做正确判断，但有10.3%的同学认为只有体积(压强)的改变，致使平衡常数Kp 值改变，平衡才跟

18、着发生改变的错误认知。其次32.3%答错的同学，错误认为化学平衡中若有固体物质存在，将因为没有分压，平衡不移动也不会产生任何量的变化。 c.当平衡再建立时，正反应速率比最初达平衡时的正反应速率增加 减少 保持不变 d.当平衡再建立时，逆反应速率比最初达平衡时的逆反应速率增加 减少 保持不变 e.回答c. d.题时，你所依据的理由是：体积加倍，活动空间变大，碰撞机会变小，正、逆反应速率改变。温度保持不变，正、逆反应速率不会改变。反应达平衡状态，无论如何改变，其正、逆反应速率恒为一定值。正、逆反应速率受反应物体系压强的影响。正、逆反应速率受平衡移动方向的影响。其他： 表3-6诊断测验二-2-c、二

19、-2-d、二-2-e题各选项次数分配表（样本人数282人）理由选项人数答案 （百分率）（1）（2）（3）（4）（5）（6）合计增加，增加（1，1）（%）6（2.1）3（1.1）4（1.4）2（0.7）4（1.4）1（0.3）20（7.1）增加，减少（1，2）（%）11（3.9）2（0.7）3（1.1）3（1.1）3（1.1）2（0.7）24（8.5）增加，保持不变（1，3）（%）1（0.3）1（0.3）1（0.3）3（1.1）减少，增加（2，1）（%）7（2.5）4（1.4）1（0.3）12（4.3）减少，减少（2，2）（%）59（20.9）1（0.3）8（2.8）1（0.3）1（0.3）70

20、（24.8）减少，保持不变（2，3）（%）2（0.7）1（0.3）3（1.1）保持不变，增加（3，1）（%）1（0.3）1（0.3）2（0.7）保持不变，减少（3，2）（%）2（0.7）1（0.3）1（0.3）1（0.3）5（1.8）保持不变，保持不变（3，3*（%）3（1.1）56（19.9）61（21.6）15*（5.6）5（1.8）2（0.7）142（50.4）未作答说明：第二题中的2-c、2-d、2-e，本题探讨固态、气态的化学平衡，当容器体积(压强)改变，平衡发生移动，反应速率如何改变？答对同学占50.4%，答错占49.6%，显示在压强改变的情况下，平衡移动与反应速率的改变，对一半以

21、上的同学而言是困难的！就如同前面浓度对速率的改变一样，在压强的变化下，大半的同学缺乏反应速率与时间的关系，导致无法正确判别化学平衡反应前后正、逆反应速率的差异；在答错的同学中20.9%的同学认为体积加倍，碰撞机会变小，正、逆反应速率改变。在答对的同学中19.9%的同学认为温度不变，正、逆反应速率不会改变的错误概念；另有21.6%的同学错误认为反应达平衡状态，无论如何改变，其正、逆反应速率恒为一定值。3. NH4Br(s) NH3 (g) + HBr(g)，定容下，若温度由400降到25，则下列各项将如何改变？ a.平衡向左移动 向右移动 保持不变 b.回答a 题时，你所依据的理由是：温度下降，

22、平衡向吸热反应的方向进行。温度下降，平衡向放热反应的方向进行。温度下降，NH4Br有足够的能量分解成NH3和HBr。温度下降，压强变小，反应向气体总物质的量多的方向移动。温度下降不会影响平衡。其他： 表3-7诊断测验二-3-a、二-3-b题各选项次数分配表（样本人数282人）理由选项人数答案 （百分率）（1）（2）（3）（4）（5）（6）合计向左移动*（%）54（19.1）101*（35.8）24（8.5）7（2.5）2（0.7）188（66.7）向右移动（%）20（7.1）35（12.4）5（1.8）8（2.8）68（24.1）保持不变（%）2（0.7）4（1.4）6（2.1）2（0.7）1

23、2（4.3）26（9.2）未作答说明：第二题中的3-a、3-b，探讨温度的变化对化学平衡的影响。有66.7%的同学可作正确选择，但其中却有19.1%同学明显在应用勒沙特列原理判断平衡移动时因为概念不清楚而判断错误，同学认为温度下降，平衡应向吸热的方向进行，而不是向放热的方向进行，这是严重的错误；相对的也有13.8%的同学理由对，但也是勒沙特列原理方向判断错误。 c.当平衡再建立时，正反应速率比最初达平衡时的正反应速率增加 减少 保持不变 d.当平衡再建立时，逆反应速率比最初达平衡时的逆反应速率增加 减少 保持不变 e.回答c. d.题时，你所依据的理由是：正、逆反应速率不受分子动能的影响。正、

24、逆反应速率不受温度变化的影响。正、逆反应速率受温度变化的影响。反应达平衡状态，无论温度如何改变，其正、逆反应速率恒为一定值。正、逆反应速率受平衡移动方向的影响。其他： 表3-8诊断测验二-3-c、二-3-d、二-3-e题各选项次数分配表（样本人数282人）理由选项人数答案 （百分率）（1）（2）（3）（4）（5）（6）合计增加，增加（1，1）（%）2（0.7）1（0.3）8（2.8）1（0.3）12（4.3）增加，减少（1，2）（%）1（0.3）1（0.3）11（3.9）1（0.3）2（0.7）16（5.7）增加，保持不变（1，3）（%）1（0.3）2（0.7）3（1.1）减少，增加（2，1）

25、（%）3（1.1）2（0.7）35（12.4）1（0.3）1（0.3）1（0.3）43（15.2）减少，减少（2，2）*（%）21（7.4）3（1.1）101*（35.8）7（2.5）52（0.7）139（49.3）减少，保持不变（2，3）（%）1（0.3）1（0.3）2（0.7）保持不变，增加（3，1）（%）1（0.3）1（0.3）1（0.3）3（1.1）保持不变，减少（3，2）（%）1（0.3）1（0.3）保持不变，保持不变（3，3）（%）2（0.7）12（4.3）6（2.1）38（13.5）3（1.1）2（0.7）63（22.3）未作答说明：第二题中的3-c、3-d、3-e，探讨在温度的

26、变化下，平衡移动对反应速率的影响，能答对的同学占49.3%，答错的占50.7%，可见温度的变化下，平衡的反应速率比较对大半的同学而言是困难的！其原因仍是在温度的改变下，缺乏反应速率对时间作图的概念，以致无法透过图解作出正确概念的判断。另有13.5%的同学有反应达平衡状态，无论如何改变，其正、逆反应速率恒为一定值的错误概念。三、在定温下BaCrO4(s) Ba2+(aq) + CrO42(aq)，达平衡后，改变下列条件，则平衡系统将如何改变？ 1.加入K2CrO4(s) 向左移动 向右移动 保持不变 2.回答上题时，你所依据的理由是：K2CrO4 会电离出CrO42，会使CrO42的浓度增加。产

27、生CrO42的同离子效应。K的金属活动性大于Ba。平衡后表示溶液已饱和，再加溶质也不会溶解。K2CrO4 (S)是固体，不影响平衡体系内的浓度。其他： 表3-9诊断测验三-1、三-2题各选项次数分配表（样本人数282人）理由选项人数答案 （百分率）（1）（2）（3）（4）（5）（6）合计向左移动*（%）169*（60.0）22（7.9）5（1.8）2（0.7）1（0.3）2（0.7）201（71.3）向右移动（%）27（9.6）3（1.1）5（1.8）1（0.3）36（12.7）保持不变（%）2（0.7）3（1.1）2（0.7）5（1.8）31（10.1）2（0.7）45（16.0）未作答说明

28、：第三题中的1、2，探究在定温下微溶性的盐类的溶解平衡，结果显示，在微溶性盐类的电离平衡中，当加入可溶性盐类电离时浓度改变，使平衡移动，有71.3%的同学能正确的以勒沙特列原理判定移动方向。其所持理由：生成物CrO42浓度增加，反应向左占60%；以同离子效应观念解释者占7.9%，此概念亦是正确的，属于较高层次的正确认识。在错误的28.7%的学生中，有9.6%同学理由是对的，但应用勒沙特列原理判断方向却是错误的，显示部份同学对勒沙特列原理并非真正了解，另有10.1%的同学，无法判定盐类是可溶或微溶，只是单纯认定只要是加入固体就不影响平衡体系内的浓度，这是重大的迷思概念。 3.加入BaCrO4(s

29、) 向左移动 向右移动 保持不变 4.回答上题时，你所依据的理由是：BaCrO4 会电离为Ba2、CrO42，使得c(Ba2+)、c(CrO42)增加。BaCrO4 (s)的浓度增加。保持平衡常数K 不变。已达到平衡，Ba2和CrO42的浓度仍然会变。BaCrO4是固体，不影响平衡系内的浓度。其他： 表3-10诊断测验三-3、三-4题各选项次数分配表（样本人数282人）理由选项人数答案 （百分率）（1）（2）（3）（4）（5）（6）合计向左移动（%）15（5.3）2（0.7）3（1.1）1（0.3）1（0.3）2（0.7）24（8.5）向右移动（%）37（13.1）85（30.1）4（1.4）

30、1（0.3）2（0.7）129（45.7）保持不变*（%）2（0.7）12（4.3）21（7.4）94*（33.3）129（45.7）未作答说明：第三题中的3、4，仍是探究定温下，微溶性盐类的溶解平衡，但改变的因素是加入难溶性盐类，结果显示仅45.7%同学能作正确判定。错误同学中有43.2%(13.1%+30.1%)认为难溶性盐类易电离或是以为盐类皆可溶，使浓度改变，平衡向右。学生的迷思概念仍是无法判断盐类是否可溶或是易电离。 5.加入BaCl2(s) 向左移动 向右移动 保持不变 6.回答上题时，你所依据的理由是：因为Ba2的浓度增大。Ba2与CrO42反应，使得CrO42的物质的量减少。产

31、生Ba2的同离子效应。因为Cl浓度增加，使Ba2被消耗，浓度减少。BaCl2是固体，不影响平衡系内的浓度。其他： 表3-11诊断测验三-5、三-6题各选项次数分配表（样本人数282人）理由选项人数答案 （百分率）（1）（2）（3）（4）（5）（6）合计向左移动*（%）165*（58.5）3（1.1）15（5.3）2（0.7）1（0.3）186（66.0）向右移动（%）11（3.9）7（2.5）4（1.4）8（2.8）1（0.3）2（0.7）33（11.7）保持不变（%）1（0.3）1（0.3）6（2.1）2（0.7）52（18.4）62（22.0）未作答1（0.3）说明：第三题中的5、6，学生

32、在盐类的溶解平衡的判断上，在33.7%(11.7%+22.0%)错误的同学中，仍有18.4%的同学具有只要盐类是固体，就不影响平衡体系浓度的迷思概念，其中的关键概念仍是不了解可溶性盐类电离后会改变离子浓度而影响平衡。 7.加入H2O向左移动 向右移动 保持不变 8.回答上题时，你所依据的理由是：加入H2O，BaCrO4 浓度不变。加入H2O，体积变大，平衡向总物质的量多的一方移动。加入H2O，则c(Ba2+)、c(CrO42)变小，造成平衡移动。加入H2O，BaCrO4 不会电离。H2O 与平衡无关。其他： 表3-12诊断测验三-7、三-8题各选项次数分配表（样本人数282人）理由选项人数答案

33、 （百分率）（1）（2）（3）（4）（5）（6）合计向左移动（%）15（5.3）9（3.2）16（5.7）1（0.3）2（0.7）43（15.2）向右移动*（%）8（2.8）56（19.9）109*（38.7）8（2.8）1（0.3）184（65.2）保持不变（%）2（0.7）2（0.7）1（0.3）1（0.3）48（17.0）54（19.1）未作答 1（0.3）说明：第三题中的7、8，探究微溶性盐类的溶解平衡，当加入溶剂(例如H2O)时，学生如何以勒沙特列原理判断平衡的移动。有65.2%的同学能作正确的判定，但有19.9%同学以加入溶剂，体积变大，平衡向总物质的量多的一方移动来解释，平衡以物

34、质的量多少来判断移动方向的概念，一般用于有气态物质参加的化学反应，而不是在固态、液态的溶解度平衡中，这也是学生常有的迷思概念。另有17.0%答错的同学认为溶剂的加入不影响平衡，也是重大的迷思概念。四、定温定容下CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) -200KJ，达平衡后，改变下列条件，则平衡系统将如何改变？ 1.温度上升向左移动 向右移动 保持不变 2.回答上题时，你所依据的理由是：温度上升，平衡向吸热反应的方向移动。 温度上升，平衡向放热反应的方向移动。温度上升，CaCO3 需吸收更多能量才能分解成CO2和CaO。温度上升，总压上升，CO2 的分压必须增加。温度为反应物，温度上升

35、，反应速率加快。其他： 表3-13诊断测验四-1、四-2题各选项次数分配表（样本人数282人）理由选项人数答案 （百分率）（1）（2）（3）（4）（5）（6）合计向左移动（%）29（10.3）10（3.5）2（0.7）1（0.3）42（14.9）向右移动*（%）131*（46.5）78（27.7）14（5.0）1（0.3）5（1.8）1（0.3）230（81.6）保持不变（%）4（1.4）2（0.7）1（0.3）2（0.7）1（0.3）10（3.5 ）未作答说明：第四题中的1、2，探讨温度因素对气态、固态的非均匀系化学平衡的影响，答对的同学中有27.7%的同学持有这样错误理由：温度上升，平衡向

36、放热反应的方向移动；显示同学在应用勒沙特列原理时，常误判平衡移动方向。另有1.0% (0.3% +0.7%)的同学理由选，其以平衡常数Kpc(CO2)的概念解释：温度上升，CO2 的分压增加；此为对平衡常数具高层次的正确认知。 3.定容下加氦气向左移动 向右移动 保持不变 4.回答上题时，你所依据的理由是：定容下加入氦气，系统总压变大，平衡向总物质的量减少的方向移动。定容下加入氦气，CO2 分压变大。 定容下加入氦气，CO2 分压变小。定容下加入氦气对各物质的分压无影响。 惰性气体与反应结果无关。其他： 表3-14诊断测验四-3、四-4题各选项次数分配表（样本人数282人）理由选项人数答案 （

37、百分率）（1）（2）（3）（4）（5）（6）合计向左移动（%）55（19.5）31（11.0）8（2.8）1（0.3）1（0.3）96（34.0）向右移动（%）4（1.4）8（2.8）26（9.2）3（1.1）1（0.3）42（14.9）保持不变*（%）2（0.7）1（0.3）2（0.7）84*（29.8）53（18.8）1（0.3）143（50.7）未作答1（0.3）说明：第四题中的3、4，此是探究定容下加入惰性气体，对固态、气态的化学平衡的影响，答对同学占50.7%，其中有18.8%的同学具有惰性气体加入不影响平衡的迷思概念，另答错者占49.3%，内有19.5%的同学认为定容下加入惰性气体

38、，系统总压变大，平衡向物质的量少的一方移。11.0%的同学认为加入惰性气体造成反应物中分压变大而平衡移动，9.2%的同学认为在定容下加入惰性气体，CO2 分压变小，上述三类同学显示在压强的变化因素下，学生对勒沙特列原理应用于判断化学平衡具有迷思概念，因为在定容下加氦气，虽总压加大，但各分压不变，不影响平衡移动。 5.定压下加氦气向左移动 向右移动 保持不变 6.回答上题时，你所依据的理由是：定压下加氦气，系统浓度增加，平衡向总物质的量减少的方向移动。定压下加氦气，CO2的分压变大。 定压下加氦气，CO2的分压不变。定压下加氦气，体积增加，CO2浓度变小，分压变小。 惰性气体与反应结果无关。其他

39、： 表3-15诊断测验四-5、四-6题各选项次数分配表（样本人数282人）理由选项人数答案 （百分率）（1）（2）（3）（4）（5）（6）合计向左移动（%）26（9.2）16（5.7）11（3.9）13（4.6）1（0.3）67（23.8）向右移动*（%）11（3.9）6（2.1）44（15.6）50*（17.7）2（0.7）1（0.3）114（40.4）保持不变（%）1（0.3）3（1.1）5（1.8）7（2.5）82（29.0）1（0.3）99（35.1）未作答2（0.7）说明：第四题中的5、6，探讨定压下加入惰性气体对固态、气态的化学平衡影响，答对的同学占40.4%，其中15.6%的同学

40、具有加入惰性气体造成分压不变的错误概念；答错的同学占59.6%，其中29.0%的同学具有定压下惰性气体加入不影响化学平衡的错误概念，有9.2%的同学认为定压下加氦气，系统浓度增加，平衡向总物质的量少的一方移动；全体中8.9%认为定压下加氦气，CO2 的分压变大，21.3%(3.9%+15.6%+1.8%)的同学认为CO2 的分压不变。 7.在定温下达新平衡时，CO2 (g)的浓度增加 减少 保持不变 8.回答上题时，你所依据的理由是：反应向右，c(CO2)增加。反应向左，c(CO2)减小。定温时Kp= c(CO2)为定值。c(CO2)在定温下随时间而变。惰性气体与反应结果无关。其他： 表4-1

41、6诊断测验四-7、四-8题各选项次数分配表（样本人数282人）理由选项人数答案 （百分率）（1）（2）（3）（4）（5）（6）合计增加（%）43（15.2）2（0.7）2（0.7）3（1.1）1（0.3）1（0.3）54（19.1）减少（%）3（1.1）47（16.7）9（3.2）1（0.3）1（0.3）61（21.6）保持不变*（%）1（0.3）4（1.4）137*（48.6）8（2.8）17（6.0）167（59.2）未作答说明：第四题中的7、8，探讨在定温下在固态、气态的化学平衡中，加入惰性气体在达新平衡时的反应物浓度如何变化？答对的同学占59.2%，答错的同学占40.8%，错的有15.

42、2%的同学认为定温下达新平衡时，反应物浓度增加，另有16.7%的同学认为反应物浓度减少，二者概念明显冲突，且皆错误，因为定温时Kp=c(CO2)为定值。4 调查结果汇总从以上的二段式选择题的问卷调查和对学生的访谈中，发现学生在化学平衡学习中存在的迷思概念相当稳定。现依据诊断测验和访谈结果，在五大中心概念下，学生在学习化学平衡内容时所存在的迷思概念讨论汇总如下：4.1 动态平衡的判断诊断测验的一-1、一-4小题探讨动态平衡的概念，在一-2题共有5.0%的同学以水蒸气散发的能量等于瓦斯燃烧放出的能量作为判断动态平衡的标准；一-1题共有20.9的%及一-3题共有26.2%的同学无法判别平衡状态；一-

43、4题中共有21.6%的同学将平衡视为单向反应；共有2.5%的同学认为樟脑丸被封在密闭容器中不与潮湿空气作用，所以不会有汽化现象。大部分学生能了解动态平衡的三项条件：定温，密闭系统，正、逆反应速率相等，但部份同学具有下列迷思概念：（1）平衡是单向进行的反应。（2）以不正确的反应当成正、逆反应。（3）樟脑丸在密闭系统中不与潮湿空气作用，不会有汽化现象。4.2 浓度、温度、压强（体积）等对化学平衡的影响诊断测验的二-1-a、二-1-b、二-2-a、二-2-b、二-3-a、二-3-b、四-1、四-2等小题讨论浓度、温度、压强等因素对平衡移动的影响，二-1-a题中10.6%的同学具有浓度改变并不改变平衡

44、移动的迷思概念；二-2-b题中共有36.2%的同学认为压强改变不影响平衡移动；二-1-b的题中共有7.7%的同学认为若只改变反应体系中的一种物质的浓度，其它反应物浓度没有依比例改变，将不会影响平衡移动； 二-2-b题中共有33.0%的同学认为在化学平衡中若反应物中有固体存在，因为没有分压，平衡不移动；二-3-b题中共有26.9%的同学认为温度下降，平衡应向吸热反应的方向移动，共有6.0%的同学认为温度下降造成压强改变，从而使平衡移动；四-2题中共有31.9%的同学认为温度上升，平衡向放热反应的方向移动；在二-1-b题中共有20.5%的同学认为反应物浓度的改变，造成平衡常数K改变，致使平衡移动；

45、在二-2-b题中共有12.8%的同学认为体积增加，压强变小，Kp下降，造成反应物量的改变。学生具有的迷思概念汇总如下：（1）反应物浓度改变会造成平衡常数改变，必须以平衡的移动恢复平衡数。（2）浓度改变并不改变平衡移动。（3）单一物质浓度改变，其它物质浓度没有依比例改变，将不会影响平衡移动。（4）压强(体积)的改变，致使平衡常数改变，平衡才跟着改变。（5）化学平衡中若反应物中有固体存在，因其没有分压，平衡不移动，也不会产生任何量的变化。（6）温度下降，平衡向吸热反应的方向进行；温度上升，平衡向放热反应的方向移动。（7）温度下降，造成压强改变而使平衡移动。学生无法定义影响平衡状态相关与不相关因素，

46、而常误用勒沙特列原理判断平衡。从以上统计结果发现有33.0%的学生认为在固态-气态化学平衡中如果存在固体反应物，将因为没分压，平衡不移动，也不会产生任何量的变化；因为学生大多以直观方式判定相关因素，如固体存在就不影响平衡，正是产生迷思的主因。4.3 浓度、温度、压强（体积）等对化学平衡反应速率的影响诊断测验的二-1-c、二-1-d、二-1-e、二-2-c、二-2-d、二-2-e、二-3-c、二-3-d、二-3-e等题讨论各项中外界因素的改变对反应速率的影响，在二-2-e题中共有31.9%的同学具有体积增加，体系分子活动空间变大，碰撞机会变小，正、逆反应速率改变的迷思概念；二-1-e题中共有9.0%的同学具有温度不变，正、逆