在化学研究和化工生产中，对于一个化学反应，我们不仅要考虑如何提高反应速率，使反应物尽快地转化为生成物，增加单位时间内的产量，同时还必须考虑到如何使反应物尽可能多地转化为生成物，提高原料的利用率。这就涉及反应进行的程度——化学平衡。

4．1．1　可逆反应与化学平衡

在实际进行的化学反应中，反应物几乎完全能转变为生成物的仅占少数。例如氯酸钾的分解反应：

通常认为KCl不能和O2反应生成KClO3。把只能向一个方向进行的反应称为不可逆反应。而绝大多数反应都是可逆的。例如合成氨的反应，在873 K和20．2 MPa的条件下，以铁作催化剂，H2和N2按体积比为3∶1混合于密闭容器内进行反应，氢气和氮气化合可以生成氨气。习惯上，把由反应物到生成物的反应，即从左向右进行的反应称为正反应。在同样条件下，氨气也能够分解生成氢气和氮气，把由生成物到反应物的反应，即从右向左进行的反应称为逆反应。正反应和逆反应这两个反应同时发生，这种在一定条件下，既能向正方向进行，又能向相反方向进行的反应，称为可逆反应。如氢气和氮气可以合并写成下列形式：

当反应开始时，H2和N2的浓度最大，NH3的浓度为零，正反应的速率（v正）最大，而逆反应速率（v逆）为零。反应进行一段时间后，H2、N2合成为NH3，一旦有NH3生成，逆反应立即发生，v逆逐渐增大，同时，由于N2、H2的浓度减少，v正逐渐减少；当反应体系中氨的含量达到92%时，反应似乎停止了，这时各反应物和生成物的浓度不再发生变化。最终达到正、逆反应速率相等（v正＝v逆）。此时，单位时间内由N2、H2合成NH3的分子数等于相同时间内NH3分解为N2、H2的分子数，反应体系中各种物质的浓度不再发生变化，正、逆反应达到了平衡状态，如图4．1所示。

在一定条件下，密闭容器中可逆反应进行到正、逆反应速率相等时的状态，称为化学平衡。