可逆反应：特征和实例 - 化学 - 2025

甲可逆反应是一个在其过程中的一些点达到平衡，其中反应物和产物的浓度保持恒定的状态; 也就是说，它们没有变化，因为消耗一个的速度与出现另一个的速度相同。也称这种状态对应于动态平衡。

但是，可以将平衡视为化学反应可逆的结果。因为在不可逆反应中不可能建立任何平衡。为此，产品必须能够在特定的压力和温度条件下相互反应，从而导致反应物返回。

双箭头符号表示反应是可逆的。来源：此SVG图像由Medium69创建.Cette图像SVG与Medium69相当

使用双箭头符号（带有两个反平行的头）可以简化此操作。当我们从化学方程式中看到它时，它意味着反应在两个方向上进行：从左至右（产物形成），以及从右至左（反应物或反应物形成）。

少数化学反应是可逆的，主要在有机和无机合成中发现。在这些方法中，了解什么条件有利于平衡以估算可以得到的产物量非常重要。

可逆反应的特征

一般方程和平衡

考虑到只有两个反应物A和B，可逆反应具有以下一般公式：

A + B⇌C + D

双箭头表示A和B反应生成C和D，但C和D可以相互反应以再生反应物；也就是说，发生了从右到左相反方向的反应。

直接反应产生产物，而相反则产生反应性。如果一个是放热的，则另一个在逻辑上必须是吸热的，并且两者都是自发发生的。但不一定以相同的速度。

例如，A和B可能比C和D小或不稳定。因此，它们的消耗速度快于C和D再生它们的速度。

如果产物C和D几乎不相互反应，则产物的积聚将大于反应物。这意味着，当达到化学平衡时，无论其浓度是否不变，我们的C和D浓度都将高于A或B。

然后称平衡向左移动，在这里将有比反应物更多的产物。

LeChâtelier原则

可逆反应的特征是在化学方程式的两个方向上发生，达到平衡点，并遵循勒沙泰里耶原理对外部变化或影响做出响应。

实际上，由于这个原理，伯特霍尔特（Berthollet）在埃及的一个沙湖中认识到Na ₂ CO ₃晶体时，可以解释1803年的观察。双重置换反应为：

Na ₂ CO ₃（水溶液）+ CaCl ₂（水溶液） ⇌NaCl（水溶液）+ CaCO ₃（水溶液）

为了进行逆反应，必须有过量的NaCl，因此平衡将向右移动：向Na ₂ CO ₃的形成。

该特性非常重要，因为以相同的方式控制压力或温度以有利于所关注的物种产生的反应方向。

化学变化

与不可逆反应相比，可逆反应的化学变化往往不那么明显。但是，有些反应，特别是涉及金属配合物的反应，在其中我们看到了温度依赖性的颜色变化。

化学种类

任何类型的化合物均可参与可逆反应。可以看出，Na ₂ CO ₃和CaCl ₂是能够建立平衡的两种盐。金属络合物或分子之间也会发生同样的情况。实际上，许多可逆反应是由于具有特定键的分子反复断裂和再生。

可逆反应的例子

氯化钴溶液

由于形成复杂的水溶液，氯化钴CoCl ₂的水溶液将其染成粉红色。加热该溶液时，颜色变为蓝色，产生以下可逆反应：

²⁺（水溶液）（粉红色）+ 4CL ^- （水溶液）+ Q⇌氯化钴₄ ^2-（水溶液）（蓝色）+ 6H ₂ O（L）

Q是提供的热量。加热会使复合物脱水，但随着溶液冷却，或者如果加水，它将恢复为原始的粉红色。

碘化氢

在引入化学平衡概念时，以下可逆反应可能是最经典的：

H ₂（克）+ I ₂（s）⇌2HI（克）

注意，即使碘处于固态，该反应也设法建立平衡。所有种类均为分子：HH，II和HI。

水解

水解是可逆反应的非常有代表性的例子。其中最简单的一种是遭受共轭酸或碱的苦难。铵离子NH ₄ ⁺和碳酸根离子CO ₃ ^2-的水解如下：

NH ₄ ⁺（水溶液）+ H ₂ O（升）⇌NH ₃（克）+ OH ^-

CO ₃ ^2-（水溶液）+ H ₂ O（升）⇌HCO ₃ ^- （水溶液）+ OH ^-

如果我们添加了一个基础，有助于OH ^-离子中间，我们都将平衡向左移动。

重铬酸铬溶液

铬酸盐溶液与第一实施例非常相似，但由于温度变化而不是pH值而发生颜色变化。可逆反应是：

2CrO ₄ ^2-（水溶液）（黄色）+ 2H ₃ O ⁺（水溶液）⇌Cr ₂ O ₇ ^2-（水溶液）（橙色）+ 3H ₂ O（l）

因此，如果用任何酸酸化CrO ₄ ^2-的黄色溶液，其颜色将立即变为橙色。如果稍后将其碱化或添加大量水，则余额将向右移动，重新出现黄色，并消耗Cr ₂ O ₇ ^2-。

氨

氨NH ₃的合成涉及可调节的可逆反应，因此非常惰性的气态氮会反应：

N ₂（克）+ 3H ₂（s）⇌2NH ₃（克）

酯化

最后，提到有机化学的一个例子：酯化。这包括在强酸介质中由羧酸和醇获得酯。可逆反应是：

RCOOH + R'OH⇌RCOOR'+ H ₂ O

参考文献

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