化学平衡
化学平衡(chemical equilibrium)
想象一个拥挤的房间,两个大厅之间有两道门。有人不断从A厅走进B厅,也有人不断从B厅走回A厅。过了一会儿,每个厅里的人数不再变化——不是因为没人再走动,而是因为往一边过去的人数恰好等于往另一边过来的人数。门口依旧热闹,只是总数稳定了。化学反应也会达到这样一种「僵持」状态,我们称之为化学平衡。
更准确地说,化学平衡是可逆反应所处的一种状态:正反应(反应物变成产物)和逆反应(产物变回反应物)以完全相同的速率进行,于是每一种物质的量都不再随时间改变。在恒温恒压的封闭系统中,反应会自发地走向这种状态;它正是系统的吉布斯自由能达到最小值的那一点——此时已没有任何净的方向性推动力。
关键的提醒是:平衡并不意味着反应停止了,也不意味着反应物和产物的量相等。两个方向的反应仍在底下进行,只是净变化为零。平衡时实际的混合物可能几乎全是产物、几乎全是反应物,或介于两者之间,这取决于具体的反应和条件。平衡讲的是速率的平衡,而不是数量的相等。
把一些棕色的二氧化氮气体封进试管,其中一部分会结合成无色的四氧化二氮。起初颜色变淡,随后稳定在某个固定的色调上不再改变——但分子仍在不停地形成与分解。颜色之所以稳定,是因为此时两个方向的反应速率相等了。
颜色稳定,分子忙碌——平衡是速率的平衡。
两个常见误解:以为反应停止了(其实没有),以及以为平衡意味着反应物和产物等量(通常并非如此)。
又称
另见