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  本文介紹的是描述化学平衡。關於其他領域的平衡，請見「平衡 (消歧義)」。

化学平衡（英语：Chemical equilibrium）是指在宏观条件一定的可逆反应中，化学反应正逆反应速率相等，反应物和生成物各组分浓度不再改变的状态。可用Δ_rG_m=Σ_νΑμΑ=0判断，μ_A是反应中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。

化学反应不一定都能达到平衡状态，如纯化学反应物之间生成纯的产物就无法达到平衡，直到反应物耗完为止。理论上讲，任何化学反应都是可逆反应，只不过对于平衡常数非常大的化学反应，由于反应进行得很彻底，就认为该反应不可逆。

在不同的条件（浓度、温度、压强等）下，化学平衡能保持不同的平衡關係（濃度等）。一个化学反应达到化学平衡后，如果条件（浓度、温度、压强等）发生变化，平衡将被打破，直至达成新的平衡。根据勒沙特列原理，如一個已達平衡的系統被改变，該系統會隨之改善來抗衡該改变。

内容

化学平衡是化学热力学的重要组成部分。主要讨论：

1. 化学反应的热效应（热化学）


2. 化学反应的方向


3. 化学反应的限度


4. 各种外界因素对化学平衡的影响


5. 平衡所需要之時間

化學平衡的特徵

1. 逆：化學平衡存在於可逆反應中。


2. 等：正反應與逆反應速率相等。


3. 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，但實際上是物質不斷反應與生成。


4. 定：宏觀下反應物與生成物的物質的量恒定不再改變。


5. 變：條件改變，化學平衡就可能移動。


6. 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：
  
  • Cl2(g)+H2O(l)⇌HCl(aq)+HClO(aq)displaystyle mathrm Cl_2(g)+H_2O_(l)rightleftharpoons HCl_(aq)+HClO_(aq)

2.溶解平衡

• 平衡示例：
  
  • CO2(g)⇌CO2(aq)displaystyle mathrm CO_2(g)rightleftharpoons CO_2(aq)

3.沉淀平衡

• 平衡示例：
  
  • Ag(aq)++Cl(aq)−⇌AgCl(S)displaystyle mathrm Ag_(aq)^++Cl_(aq)^-rightleftharpoons AgCl_(S)

4.电离平衡

• 平衡示例：
  
  • 弱酸：3HF⇌H2F++HF2−displaystyle mathrm 3HFrightleftharpoons H_2F^++HF_2^-
    
  
  
  • 弱碱：NH3+H2O⇌NH4++OH−displaystyle mathrm NH_3+H_2Orightleftharpoons NH_4^++OH^-
    
  
  
  • H2O:2H2O⇌H3O++OH−displaystyle mathrm H_2O:2H_2Orightleftharpoons H_3O^++OH^-
  
  

化學平衡的標誌

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N2(g)+3H2(g)↔2NH3(g)displaystyle N_2(g)+3H_2(g)leftrightarrow 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2NO2(g)displaystyle 2NO_2(g)（红棕色）↔N2O4(g)displaystyle leftrightarrow N_2O_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2SO2(g)+O2(g)↔2SO3(g)displaystyle 2SO_2(g)+O_2(g)leftrightarrow 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N2(g)+3H2(g)↔2NH3(g)−Qdisplaystyle N_2(g)+3H_2(g)leftrightarrow 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。

參見

• 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