可逆反应与化学平衡

可逆反应（reversible reaction）是指生成物能够重新反应，变回反应物的反应。在封闭容器中，这类反应可以达到动态平衡（dynamic equilibrium）：正反应和逆反应以相同速率进行，各物质的量保持不变。

这个单元承接反应速率，之后是酸、碱和盐。工业化学也从这里开始讲得通，因为工厂必须在产量与生产速度之间取得平衡。

开始前需要具备什么？

• 会写并配平化学方程式，包括状态符号。
• 速率的碰撞观念：碰撞越频繁、能量越高，反应越快。
• 放热与吸热反应：哪个方向释放能量，哪个方向吸收能量。
• 能读简单的数量或百分比表格。

一个引导例子

四氧化二氮是无色气体。它可逆地生成棕色的二氧化氮：

N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g) （正反应吸热）

封在管里的气体在室温下呈浅棕色。加热密封管，颜色变深；冷却后，颜色又变浅。

分三步来读。第一，双箭头表示两个方向都在发生。

第二，在固定温度下颜色不再变化，说明混合物处于平衡，但两个反应其实都还在进行。第三，加热有利于吸热方向，所以生成更多棕色的 NO₂。

本单元的每一节课，都是这三步的详细版。这是仅供理解的老师演示说明；任何实验操作都应在有老师监督的学校实验室进行。

这五节课该按什么顺序学？

1. 用符号表示可逆反应：先学 ⇌ 符号并写出配平的可逆方程式，因为之后每节课都从方程式开始。
2. 解释动态平衡：弄清“平衡”真正的意思，以及为什么“反应停止了”是错的。
3. 预测指定条件改变后的平衡移动：用浓度、压强和温度，一次只改变一个条件。
4. 区分速率变化与平衡位置：不再把“更快”和“更多”混为一谈。
5. 描述产率与速率的折中：说明工业条件为什么是一种折中。

然后用综合练习检验自己。摩尔与方程式比例辅导工具和方程式配平推理训练器可以帮助你处理方程式部分。

常见陷阱

• 在平衡时写“反应停止”。反应没有停止，只是速率相等。
• 说催化剂（catalyst）使平衡移动。它对正、逆两个方向的加速程度相同。
• 对两边气体粒子数相同的反应使用压强规则。
• 忘了能量符号决定温度变化把平衡推向哪个方向。
• 用同一个词“更快”表示两个概念：多快达到平衡，以及平衡时到了多远。

怎样使用练习题

每题先在纸上作答。答错时，先判断错误类型，再看对应表：方程式、平衡的含义、移动方向、速率与位置，还是折中的表述。练习页会把每种错误指回相应的课。

如果你想让老师现场看你的推理过程，可以了解我们的线上一对一化学补习。