化学平衡模型的建立

    

    

    摘 要：化学平衡是高中课本选修四的重点内容，也是高考的必考内容。对于初学者来说，要靠逻辑思维的想象能力;对想象能力稍微欠缺的同学来说，学起来比较吃力，理解较为困难。通过多年的教学发现利用生活中的一个例子解决这个问题，可以达到事半功倍的效果，使复杂问题简单化。

    关键词：化学平衡;正反应;逆反应;化学反应速率

    一、化学平衡的建立

    1.化学平衡的定义：就是指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。

    建立如下模型：

    在一个长方形的密闭容器中间加一个隔板，在左边放入500只蜜蜂，充当反应物，当隔板去掉时，蜜蜂就向右边飞，相当于反应开始。

    2.化学反应速率的表示方法：用单位时间内反应物浓度的减少或生成物的浓度增加来表示。

    模型中，我们用左边蜜蜂的减少、右边蜜蜂的增加来表示，把蜜蜂向右边飞行称为正反应，向左边飞行称为逆反应，单位时间内飞行的数量称为反应速率。开始时向右边飞行的蜜蜂最多，即正反应速率最大，而向回返的蜜蜂最少，即逆反应速率最小，随着时间的推移，向右边飞的逐渐减少，即正反应速率逐渐减小，而向回返的蜜蜂逐渐增多，即逆反应速率逐渐增大。

    3.化学平衡：随着时间进行，左边蜜蜂逐渐减少，右边蜜蜂逐渐增多，向右边飞行蜜蜂也逐渐减少，向左边飞行蜜蜂逐渐增多，在化学反应上，反应物浓度逐渐减少，生成物浓度逐渐增多，正反应速率逐渐减小，而逆反应速率逐渐增大。等两边的蜜蜂各有250只时，左右飞行的蜜蜂数量相等，且数量维持不变时即正反应速率和逆反应速率相等，两边的数量也不再随时间发生变化，即各组分的浓度保持不变，达到平衡状态。

    二、化学平衡的特征

    1.逆：可逆反应，是指在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。在本模型中，蜜蜂在相同的条件下可以向左飞行，也可以向右飞行。也就是反应物可以变成生成物，生成物也可变作反应物。

    2.等：正反应速率等于逆反应速率，但不等于零。在本模型中，向右飞行的蜜蜂和向左飞行的蜜蜂数量相等，且一直在飞，即正逆反应速率相等。

    3.动：动态平衡，即平衡后，蜜蜂仍然在飞行。

    4.定：反应混合物中各组分的浓度保持不变，各组分的含量一定。在本模型中，左右两边蜜蜂的数量不再改变，即反应物浓度不再随时间改变。

    5.变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。即平衡会发生移动，下面展开集中分析。

    三、外界条件对化学平衡的影响

    化学平衡移动：当一个可逆反应达到平衡后，如果改变浓度、温度、压强等反应条件，原来的平衡状态会被破坏，化学平衡会发生移动，在一段时间后达到新的平衡。

    1.浓度对平衡的影响。

    在达到平衡后，我们再向左边放入100只蜜蜂，左边的蜜蜂数量突然增多，相当于增大反应物浓度。此时，向右边飞行的蜜蜂也突然增多，相当于正反应速率突然增大，而逆反应速率在这一瞬间没有变化，紧接着向右飞的逐渐减少，向左飞的在原来的基础上逐渐增大，最终相等。相当于增大反应物浓度，正反应速率突然增大后，慢慢减小，而逆反应速率在原来的基础上慢慢增大，直至相等，整体来说，正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动。由于整体的蜜蜂数量增多，左右飞行的蜜蜂比原来要多，相当于平衡后的反应速率比上次平衡的要大。这完全符合下面图像。

    若将右边蜜蜂取出100只，相当于减小生成物浓度，完全可以用上述模型来解决。

    等效平衡：如果从右边放入蜜蜂，和左边放入达到平衡的效果是一样的。或者，一边放100只，另一边放400只，也是一样的，即：等效平衡。

    2.催化剂对平衡的影响。

    可以采取增加蜜蜂的体能，如兴奋剂，可以解释反应速率加快但平衡不移动的原因。

    3.如果只给一边加热或者将中间的隔板移动，则可以解释，平衡后各物质的浓度不一定相等，也不一定成一定比例。

    4.若给蜜蜂中混入苍蝇，飞行碰撞忽略不计则可以解释加入惰性气体对平衡的影响。

    这是我对化学平衡的一点肤浅理解，不妥之处，请批评指正。

    作者简介：李明发（1979—），男，漢，甘肃合水，本科，一级教师，研究方向：中学化学。