01 化学平衡状态

可逆反应

概念

在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。

在化学方程式中用 $\xrightleftharpoons{}$ 表示。

可逆反应的特征

1. 双向性：可逆反应分为方向相反的两个反应——正反应和逆反应。

2. 双同性：在同一条件下，正、逆反应同时进行。

3. 共存性：反应物的转化率小于 $100%$，反应物与生成物共存。

化学平衡状态

概念：在一定条件下的可逆反应中，当正、逆两个方向的反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持恒定时，这个状态叫化学平衡状态。

化学反应平衡的建立：

1. 反应开始时，反应物的浓度最大， $v(\text{正})$ 最大，生成物的浓度为 $0$，$v(\text{逆})$ 为 $0$。

2. 反应进行时，反应物浓度逐渐减小，$v(\text{正})$ 逐渐减小，生成物浓度由 $0$ 逐渐增大，$v(\text{逆})$ 从 $0$ 逐渐增大。

3. 达到平衡时，$v(\text{正}) = v(\text{逆})$，反应混合物各组分浓度不变。

判断化学平衡状态：

• 正反应速率和逆反应速率相等。

• 变量不变，即达平衡

例如反应 $m\ce{A}{(g)}+n\ce{B}{(g)} \xrightleftharpoons{} p\ce{C}{(p)} + q\ce{D}{(g)}$：

状态	是否一定平衡
各物质物质的量或物质的量分数一定时	是
各物质的质量或质量分数一定时	是
各物质的体积或体积分数一定时	是
总体积、总压强、总物质的量	否$^{(1)}$
单位时间内消耗 $m\ \text{mol}\ \ce{A}$，同时生成 $m\text{ mol }\ce{A}$	是
单位时间内消耗 $n\text{ mol }\ce{B}$，同时消耗 $q\ \text{mol}\ \ce{D}$	是$^{(2)}$

$(1)$：对于该反应，反应物与生成物总计量数相同，反应前后总物质的量、总体积、总压强不变（不是变量），反应不一定达到平衡。

$(2)$：消耗 $q\text{ mol } \ce{D}$，生成 $n \text{ mol } \ce{B}$，$\ce{B}$ 的量不变。