化学平衡（）是指在宏观条件的可逆反应中，化学反应正逆反应速率相同，且反应物濃度和生成物浓度不再改變的状态。
化学平衡也是化学热力学的主要研究內容之一。
化學平衡的特徵
當一個化學反應達到化學平衡後，需要外部變因恆定才能保持此平衡狀態。如果外部變因有所改變，此平衡狀態將被打破，反應將往另外一個平衡狀態進行。根据勒沙特列原理，當一個已達平衡的系統被變動，該系統會隨之改變，以抗衡該變動。
#逆：化學平衡存在於可逆反應中。
#等：正反應與逆反應速率相等。
#動：化學平衡是一種動態平衡，也就是說，雖然宏觀下物質的量不再改變，但實際微觀上是物質不斷反應與生成。
#定：宏觀下反應物與生成物的物質的量恒定不再改變。
#變：條件改變，化學平衡就可能移動。
#閉：一個化學平衡只存在於一個閉合系統，沒有物質的進入或離開。
化學平衡的判斷
直接標誌
*正逆反應速率相等
*反應物與生成物物質的量不再改變
間接標誌
- 反应前后气体体积不同的反应，气体体积不发生改变。
**如反应\mathrm{N_{2}}(g) + \mathrm{3H_{2}}(g) \leftrightarrow \mathrm{2NH_{3}}(g)，若其体积不发生改变，则说明已经达到平衡。
- 反应物和生成物颜色不同的反应，混合物的颜色不发生改变。
**如反应\mathrm{2NO_{2}}(g)（红棕色）\leftrightarrow \mathrm{N_{2}O_{4}}(g)（无色），若混合气体颜色不发生改变，则说明已经达到平衡。
- 反应前后气体体积不同的反应，气体密度不发生改变。
**如反应\mathrm{2SO_{2}}(g) + \mathrm{O_{2}}(g) \leftrightarrow \mathrm{2SO_{3}}(g)，若混合气体密度不发生改变，则说明已经达到平衡。
- 反应体系的热量不再发生变化。
**如反应\mathrm{N_{2}}(g) + \mathrm{3H_{2}}(g) \leftrightarrow \mathrm{2NH_{3}}(g) - Q，若混合气体不放热或吸热，则说明反应已经达到平衡。
熱力學
判斷化學反應是否平衡，還可使用此式判斷
ΔrGm=ΣνΑμΑ=0
其中，μA是指反应中A物质的化学势。也就是说，化学反应达到平衡状态，意味着生成物的吉布斯自由能G达到最小。理论上来讲，对于产物已知的化学反应，应用吉布斯最小自由能法，结合反应物和生成物的热力学数据，就可以计算出平衡产物。
化学平衡反应的种类以及示例
1.一般化学平衡（可逆反应）
- 平衡示例：
** \mathrm{Cl_{2}}(g) + \mathrm{H_{2}O}(l) \rightleftharpoons \mathrm{HCl}(aq) + \mathrm{HClO}(aq)
2.溶解平衡
- 平衡示例：
** \mathrm{CO_{2}}(g) \rightleftharpoons \mathrm{CO_{2}}(aq)
3.沉淀平衡
- 平衡示例：
** \mathrm{Ag^{+}}(aq) + \mathrm{Cl^{-}}(aq) \rightleftharpoons \mathrm{AgCl}(s)
4.电离平衡
- 平衡示例：
** 弱酸： \mathrm{ 3HF \rightleftharpoons H_2F^+ + HF_2^-}
** 弱碱： \mathrm{ NH_3+H_2O \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-}
** \mathrm{ H_2O: 2H_2O \rightleftharpoons H_3O^+ + OH^-}
平衡混合物
體系處於平衡狀態時，反應物和生成物的混合物稱為平衡混合物。
參見
*熱化學
*可逆反應
*正反應
*逆反應
*化學平衡常數
*濃度商
*轉化率
*勒沙特列原理
*等效平衡
评论 (0)