沈亦強(qiáng)

等效平衡作為研究化學(xué)平衡的重要內(nèi)容，對(duì)于整個(gè)化學(xué)知識(shí)體系的構(gòu)建具有一定的意義。根據(jù)反應(yīng)的溫度、壓強(qiáng)、容積、可逆反應(yīng)的系數(shù)是否相等，可以分為恒溫恒壓、恒溫恒容等系數(shù)和恒溫恒容不等系數(shù)三個(gè)類型，對(duì)于不同類型的等效平衡可以采用對(duì)應(yīng)的模型來分析，下面將深入探究三類等效平衡模型。

一、恒溫恒壓變量模型

解讀：恒溫恒壓變量模型，即在恒溫恒壓條件下有氣體參與的可逆反應(yīng)，對(duì)于多個(gè)不同體積下構(gòu)建的化學(xué)平衡，經(jīng)過一定的等效轉(zhuǎn)化（根據(jù)計(jì)量系數(shù)倒推），可將其轉(zhuǎn)化到物質(zhì)的量之比相等的同一組分上，則上述多個(gè)平衡狀態(tài)是等效的。

應(yīng)用：在使用該模型時(shí)需要分兩步進(jìn)行，首先將不同狀態(tài)的物質(zhì)均轉(zhuǎn)化到同一組分上，然后對(duì)物質(zhì)比值進(jìn)行對(duì)比，確定模型。適用該模型的可逆反應(yīng)，當(dāng)c相同，n隨比例變化，兩次平衡狀態(tài)下的氣體密度相同，同一物質(zhì)的反應(yīng)速率相同。

解析 上述條件為恒溫恒容條件且系數(shù)不等，轉(zhuǎn)化后需要使對(duì)應(yīng)組分的物質(zhì)的量完全一致才能達(dá)到等效平衡。對(duì)三個(gè)容器內(nèi)的組分進(jìn)行轉(zhuǎn)化可知，甲和丙達(dá)到的平衡為等效平衡，而乙達(dá)到平衡時(shí)，可以視為是將甲中的混合氣體取出一半，則氣體的物質(zhì)的量、體積均變?yōu)樵瓉淼囊话?，平衡逆向移?dòng)。A選項(xiàng)分析壓強(qiáng)關(guān)系，由于條件為恒溫恒容，故容器內(nèi)的壓強(qiáng)與平衡時(shí)混合氣體的體積成正比，分析可知p甲=p丙<2p乙;B選項(xiàng)分析物質(zhì)的量，根據(jù)上述分析，甲容器平衡狀態(tài)取出一半氣體體積后平衡逆向移動(dòng)，故n甲=n丙>2n乙;C選項(xiàng)分析比值k，分析平衡的移動(dòng)可知，在容器中cSO2與cO2的比值始終相同，恒為2∶ 1;D選項(xiàng)分析能量變化的數(shù)值，考慮到甲容器與丙容器達(dá)到平衡狀態(tài)的過程不相同，故兩者的能量變化不一定相等。所以答案為C。

方法總結(jié)：利用恒溫恒容不等系數(shù)模型時(shí)，首先應(yīng)嚴(yán)格按照組分比例進(jìn)行轉(zhuǎn)化，滿足組分完全相同即可按等效平衡進(jìn)行分析，對(duì)于不同情形的投料可按照分步投放設(shè)計(jì)的方式進(jìn)行分析。分析壓強(qiáng)問題可以轉(zhuǎn)化為分析平衡狀態(tài)時(shí)氣體體積問題，涉及到比例關(guān)系的平衡分析，需要充分考慮平衡移動(dòng)對(duì)相關(guān)量的影響。

總之，學(xué)習(xí)等效平衡首先需要理解何為等效平衡，明確對(duì)應(yīng)類型構(gòu)建的基本條件，然后結(jié)合等效模型來分析問題。等效平衡模型可以解決多種類型的問題，但分析過程大致相同，在學(xué)習(xí)時(shí)可以結(jié)合具體問題進(jìn)行總結(jié)。實(shí)際教學(xué)中，教師則應(yīng)注重等效思想的內(nèi)容滲透，從概念、條件、使用方法入手深入解讀等效平衡，并對(duì)等效平衡的模型系統(tǒng)歸納，使學(xué)生對(duì)等效平衡有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。等效平衡的教學(xué)難點(diǎn)在于平衡的過程分析，在教學(xué)中可以采用分段轉(zhuǎn)化、投料設(shè)計(jì)等方式使學(xué)生逐步理解構(gòu)建等效平衡的過程，掌握利用模型分析問題的方法，使學(xué)生掌握知識(shí)的同時(shí)提升分析思維。

（收稿日期：2018-12-10）