化学反应平衡某化学反应中,各物质的浓度之比为系数之比,反应达到平衡吗?为什么?

Question

化学反应平衡
某化学反应中,各物质的浓度之比为系数之比,反应达到平衡吗?为什么?

Answer 1

这里的化学反应一定针对的可逆反应,也就是同时向右和向左都能发生的反应.化学平衡是化学反应进行到某个程度时出现的相持阶段,就是一种平衡状态,达到这个状态则向左反应和向右反应的速率相等.
在从反应开始至达到平衡的过程,可以说就像拔河比赛,两字力量悬殊的队伍在比拼力量的大小,左边的力量很大但是处于不断衰竭,右边力量开始很小但是不断在增长,开始的时候会出现一边倒的情况,左边的占优势,但是随着时间的推移,二者会达到刚好力量相等,这时候就出现相持不下的阶段.如果能长时间相持,就是平衡状态出现了.
在化学反应中,比如氢气+氮气==氨气 一般开始是通入了左边两种的反应物,开始反应时向右的反应速率大,向左的速率小（从零开始的）,反应一段时间后的结果是左边气体减少,氨气增多,即反应在向右进行.过一段时间后,氢气和氮气不再减少,氨气也不再增多,也就是反应到一定程度就不再继续转化.其原因并不是反应停止,而是向左和向右的反应速率刚好相等,出现相持的情况,此时就达到化学平衡状态.这种状态与拔河的两只队伍的出现相持情况很像,其实双方都在用力,不过由于实力相当,绳子动也不动,就看不出变化.这时如果某个相关条件发生改变,比如左边的一方或右边一方加了人,或者一方减少了人,相持的状态就会被打破.对反应而言就是改变了向左的正反应速率或者向右的逆反应速率,使二者不再相等,若某一方向的反应占优势则物质向那个方向转化,即平衡向那个方向移动了.
也就是反应是一直在进行,但是平衡有可能达到了,也有可能没达到.这个问题弄清楚了,再来看反应速率为什么是等于系数比的问题：由于向右的反应是 氮气与氢气的碰撞引起的,每1个氮气与三个氢气消耗就会生成两个氨气,这样 正反应速率 就是V(氮气）：V(氢气）：V（氨气）=1：3：2.
同样向左的反应是两个氨气分子碰撞引起的,每2个氨气消耗则生成1氮气 3氢气,则反应速率之比还是 V(氮气）：V(氢气）：V（氨气）=1：3：2.这样的情况从反应开始 不论有无平衡都是这样,只是平衡时正反应速率与逆反应速率相等.懂了吧?就算此时没有达到平衡 ,两组反应速率各自都是等于系数比.不要把平衡与反应速率两个概念混为一谈.