化学平衡

化学平衡（英语：）是指在宏观条件的可逆反应中，化学反应正逆反应速率相等，且反应物浓度和生成物浓度不再改变的状态。

化学平衡也是化学热力学的主要研究内容。

化学平衡的特征

当一个化学反应达到化学平衡后，需要外部变因恒定才能保持此平衡状态。如果外部变因有所改变，此平衡状态将被打破，反应将往另外一个平衡状态进行。根据勒沙特列原理，当一个已达平衡的系统被变动，该系统会随之改变，以抗衡该变动。

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。

判断化学反应是否平衡，还可使用此式判断

Δ_rG_m=Σ_νΑμΑ=0

其中，μ_A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。

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

3.沉淀平衡

平衡示例：
- $\mathrm {Ag^{+}} (aq)+\mathrm {Cl^{-}} (aq)\rightleftharpoons \mathrm {AgCl} (s)$

平衡示例：
- 弱酸： $\mathrm {3HF\rightleftharpoons H_{2}F^{+}+HF_{2}^{-}}$
- 弱碱： $\mathrm {NH_{3}+H_{2}O\rightleftharpoons NH_{4}^{+}+OH^{-}}$
- $\mathrm {H_{2}O:2H_{2}O\rightleftharpoons H_{3}O^{+}+OH^{-}}$

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