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化学反应平衡是高中化学的重要概念。当可逆反应进行到一定程度时,正反应速率等于逆反应速率,反应达到平衡状态。此时反应物和生成物的浓度保持不变,但反应并未停止,而是处于动态平衡中。
化学平衡具有三个重要特征,可以用动、定、变三个字来概括。动是指平衡时反应并未停止,正反应和逆反应仍在同时进行,只是速率相等。定是指各组分的浓度保持恒定不变。变是指当外界条件改变时,原有平衡会被破坏,向着减弱这种改变的方向移动。
勒夏特列原理是预测平衡移动方向的重要工具。该原理指出,如果改变影响平衡的条件,平衡就会向着能够减弱这种改变的方向移动。比如增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动;增大压强,平衡向气体分子数减少的方向移动;升高温度,平衡向吸热反应方向移动。
化学平衡常数K是定量描述平衡状态的重要工具。对于一般反应,K等于生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积。K值只与温度有关,与起始浓度无关。K值越大,说明平衡时生成物浓度相对越大,反应进行得越完全。K值可以用来判断反应程度和计算平衡浓度。
判断化学反应是否达到平衡状态有多个标志。最根本的是正反应速率等于逆反应速率且不为零。此外还可以通过各组分浓度保持不变、体系颜色不变、总压强恒定等现象来判断。掌握化学平衡的概念、特征和影响因素,对于理解化学反应规律具有重要意义。