化學(xué)平衡模型的建立

摘 要：化學(xué)平衡是高中課本選修四的重點內(nèi)容，也是高考的必考內(nèi)容。對于初學(xué)者來說，要靠邏輯思維的想象能力;對想象能力稍微欠缺的同學(xué)來說，學(xué)起來比較吃力，理解較為困難。通過多年的教學(xué)發(fā)現(xiàn)利用生活中的一個例子解決這個問題，可以達到事半功倍的效果，使復(fù)雜問題簡單化。

關(guān)鍵詞：化學(xué)平衡;正反應(yīng);逆反應(yīng);化學(xué)反應(yīng)速率

一、化學(xué)平衡的建立

1.化學(xué)平衡的定義：就是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。

建立如下模型：

在一個長方形的密閉容器中間加一個隔板，在左邊放入500只蜜蜂，充當(dāng)反應(yīng)物，當(dāng)隔板去掉時，蜜蜂就向右邊飛，相當(dāng)于反應(yīng)開始。

2.化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法：用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物的濃度增加來表示。

模型中，我們用左邊蜜蜂的減少、右邊蜜蜂的增加來表示，把蜜蜂向右邊飛行稱為正反應(yīng)，向左邊飛行稱為逆反應(yīng)，單位時間內(nèi)飛行的數(shù)量稱為反應(yīng)速率。開始時向右邊飛行的蜜蜂最多，即正反應(yīng)速率最大，而向回返的蜜蜂最少，即逆反應(yīng)速率最小，隨著時間的推移，向右邊飛的逐漸減少，即正反應(yīng)速率逐漸減小，而向回返的蜜蜂逐漸增多，即逆反應(yīng)速率逐漸增大。

3.化學(xué)平衡：隨著時間進行，左邊蜜蜂逐漸減少，右邊蜜蜂逐漸增多，向右邊飛行蜜蜂也逐漸減少，向左邊飛行蜜蜂逐漸增多，在化學(xué)反應(yīng)上，反應(yīng)物濃度逐漸減少，生成物濃度逐漸增多，正反應(yīng)速率逐漸減小，而逆反應(yīng)速率逐漸增大。等兩邊的蜜蜂各有250只時，左右飛行的蜜蜂數(shù)量相等，且數(shù)量維持不變時即正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，兩邊的數(shù)量也不再隨時間發(fā)生變化，即各組分的濃度保持不變，達到平衡狀態(tài)。

二、化學(xué)平衡的特征

1.逆：可逆反應(yīng)，是指在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進行，同時又能向逆反應(yīng)方向進行的反應(yīng)。在本模型中，蜜蜂在相同的條件下可以向左飛行，也可以向右飛行。也就是反應(yīng)物可以變成生成物，生成物也可變作反應(yīng)物。

2.等：正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，但不等于零。在本模型中，向右飛行的蜜蜂和向左飛行的蜜蜂數(shù)量相等，且一直在飛，即正逆反應(yīng)速率相等。

3.動：動態(tài)平衡，即平衡后，蜜蜂仍然在飛行。

4.定：反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變，各組分的含量一定。在本模型中，左右兩邊蜜蜂的數(shù)量不再改變，即反應(yīng)物濃度不再隨時間改變。

5.變：條件改變，原平衡被破壞，在新的條件下建立新的平衡。即平衡會發(fā)生移動，下面展開集中分析。

三、外界條件對化學(xué)平衡的影響

化學(xué)平衡移動：當(dāng)一個可逆反應(yīng)達到平衡后，如果改變濃度、溫度、壓強等反應(yīng)條件，原來的平衡狀態(tài)會被破壞，化學(xué)平衡會發(fā)生移動，在一段時間后達到新的平衡。

1.濃度對平衡的影響。

在達到平衡后，我們再向左邊放入100只蜜蜂，左邊的蜜蜂數(shù)量突然增多，相當(dāng)于增大反應(yīng)物濃度。此時，向右邊飛行的蜜蜂也突然增多，相當(dāng)于正反應(yīng)速率突然增大，而逆反應(yīng)速率在這一瞬間沒有變化，緊接著向右飛的逐漸減少，向左飛的在原來的基礎(chǔ)上逐漸增大，最終相等。相當(dāng)于增大反應(yīng)物濃度，正反應(yīng)速率突然增大后，慢慢減小，而逆反應(yīng)速率在原來的基礎(chǔ)上慢慢增大，直至相等，整體來說，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，平衡向正反應(yīng)方向移動。由于整體的蜜蜂數(shù)量增多，左右飛行的蜜蜂比原來要多，相當(dāng)于平衡后的反應(yīng)速率比上次平衡的要大。這完全符合下面圖像。

若將右邊蜜蜂取出100只，相當(dāng)于減小生成物濃度，完全可以用上述模型來解決。

等效平衡：如果從右邊放入蜜蜂，和左邊放入達到平衡的效果是一樣的?；蛘?，一邊放100只，另一邊放400只，也是一樣的，即：等效平衡。

2.催化劑對平衡的影響。

可以采取增加蜜蜂的體能，如興奮劑，可以解釋反應(yīng)速率加快但平衡不移動的原因。

3.如果只給一邊加熱或者將中間的隔板移動，則可以解釋，平衡后各物質(zhì)的濃度不一定相等，也不一定成一定比例。

4.若給蜜蜂中混入蒼蠅，飛行碰撞忽略不計則可以解釋加入惰性氣體對平衡的影響。

這是我對化學(xué)平衡的一點膚淺理解，不妥之處，請批評指正。

作者簡介：李明發(fā)（1979—），男，漢，甘肅合水，本科，一級教師，研究方向：中學(xué)化學(xué)。