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化学平衡是化学反应中的重要概念。可逆反应是指在相同条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应。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，反应物和生成物的浓度保持不变，这种状态称为化学平衡。化学平衡具有动态平衡的特征，即宏观上反应似乎停止了，但微观上正逆反应仍在不断进行。
平衡常数是描述化学平衡的重要物理量。对于通用的可逆反应aA加bB可逆生成cC加dD，平衡常数K等于生成物浓度幂的乘积除以反应物浓度幂的乘积。以合成氨反应为例，氮气加三个氢气分子可逆生成两个氨气分子，其平衡常数表达式为氨气浓度的平方除以氮气浓度乘以氢气浓度的三次方。平衡常数的大小反映了反应进行的程度，K值越大说明平衡越偏向生成物一侧。
勒夏特列原理是化学平衡理论的核心原理，也称为平衡移动原理。该原理指出，如果改变影响平衡的一个条件，平衡就会向减弱这种改变的方向移动。我们可以用天平来形象地理解这个原理：当天平处于平衡状态时，如果在一边加重，天平就会向另一边倾斜以重新达到平衡。同样，化学平衡系统在受到外界条件改变时，会自发地调整反应方向来抵消这种变化的影响。
浓度变化是影响化学平衡的重要因素。根据勒夏特列原理，增加反应物浓度会使平衡向生成物方向移动，而增加生成物浓度则使平衡向反应物方向移动。以铁离子与硫氰酸根离子的络合反应为例，Fe三价离子与SCN负离子结合生成血红色的Fe(SCN)3络离子。当我们向溶液中加入更多的Fe三价离子或SCN负离子时，平衡向右移动，溶液颜色加深。相反，如果加入氢氧根离子消耗Fe三价离子，平衡向左移动，溶液颜色变浅。
温度是影响化学平衡的另一个重要因素。温度变化对平衡移动的影响取决于反应的热效应。对于吸热反应，升高温度会使平衡向吸热方向移动，即向右移动；降低温度则使平衡向放热方向移动，即向左移动。以四氧化二氮与二氧化氮的平衡为例，这是一个吸热反应。四氧化二氮是无色气体，二氧化氮是红棕色气体。当温度升高时，平衡向右移动，生成更多红棕色的二氧化氮，溶液颜色加深。当温度降低时，平衡向左移动，生成更多无色的四氧化二氮，溶液颜色变浅。