等效平衡的模型解读与应用探析

沈亦强

等效平衡作为研究化学平衡的重要内容，对于整个化学知识体系的构建具有一定的意义。根据反应的温度、压强、容积、可逆反应的系数是否相等，可以分为恒温恒压、恒温恒容等系数和恒温恒容不等系数三个类型，对于不同类型的等效平衡可以采用对应的模型来分析，下面将深入探究三类等效平衡模型。

一、恒温恒压变量模型

解读：恒温恒压变量模型，即在恒温恒压条件下有气体参与的可逆反应，对于多个不同体积下构建的化学平衡，经过一定的等效转化（根据计量系数倒推），可将其转化到物质的量之比相等的同一组分上，则上述多个平衡状态是等效的。

应用：在使用该模型时需要分两步进行，首先将不同状态的物质均转化到同一组分上，然后对物质比值进行对比，确定模型。适用该模型的可逆反应，当c相同，n随比例变化，两次平衡状态下的气体密度相同，同一物质的反应速率相同。

解析 上述条件为恒温恒容条件且系数不等，转化后需要使对应组分的物质的量完全一致才能达到等效平衡。对三个容器内的组分进行转化可知，甲和丙达到的平衡为等效平衡，而乙达到平衡时，可以视为是将甲中的混合气体取出一半，则气体的物质的量、体积均变为原来的一半，平衡逆向移动。A选项分析压强关系，由于条件为恒温恒容，故容器内的压强与平衡时混合气体的体积成正比，分析可知p甲=p丙<2p乙;B选项分析物质的量，根据上述分析，甲容器平衡状态取出一半气体体积后平衡逆向移动，故n甲=n丙>2n乙;C选项分析比值k，分析平衡的移动可知，在容器中cSO2与cO2的比值始终相同，恒为2∶ 1;D选项分析能量变化的数值，考虑到甲容器与丙容器达到平衡状态的过程不相同，故两者的能量变化不一定相等。所以答案为C。

方法总结：利用恒温恒容不等系数模型时，首先应严格按照组分比例进行转化，满足组分完全相同即可按等效平衡进行分析，对于不同情形的投料可按照分步投放设计的方式进行分析。分析壓强问题可以转化为分析平衡状态时气体体积问题，涉及到比例关系的平衡分析，需要充分考虑平衡移动对相关量的影响。

总之，学习等效平衡首先需要理解何为等效平衡，明确对应类型构建的基本条件，然后结合等效模型来分析问题。等效平衡模型可以解决多种类型的问题，但分析过程大致相同，在学习时可以结合具体问题进行总结。实际教学中，教师则应注重等效思想的内容渗透，从概念、条件、使用方法入手深入解读等效平衡，并对等效平衡的模型系统归纳，使学生对等效平衡有一个整体的认识。等效平衡的教学难点在于平衡的过程分析，在教学中可以采用分段转化、投料设计等方式使学生逐步理解构建等效平衡的过程，掌握利用模型分析问题的方法，使学生掌握知识的同时提升分析思维。

（收稿日期：2018-12-10）