化學(xué)反應(yīng)中的“相對論”

陳佳琛

一、可逆反應(yīng)是絕對的，不可逆反應(yīng)是相對的

化學(xué)反應(yīng)具有方向性。一些化學(xué)反應(yīng)發(fā)生后，反應(yīng)物能完全變?yōu)樯晌铮捶磻?yīng)能進(jìn)行到底，這樣的反應(yīng)叫不可逆反應(yīng)，比如水的生成和電解；否則叫可逆反應(yīng)，如充電電池的反應(yīng)。

可逆反應(yīng)必須是同一條件下既能向正反應(yīng)方向又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)，對于在不同條件下向正、逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)，則不能認(rèn)為是可逆反應(yīng)。可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底，不能實(shí)現(xiàn)完全轉(zhuǎn)化。

科學(xué)研究表明，很多化學(xué)反應(yīng)在進(jìn)行時(shí)都具有可逆性，即正向反應(yīng)（反應(yīng)物→生成物）和逆向反應(yīng)（生成物→反應(yīng)物）同時(shí)進(jìn)行，只是可逆的程度有所不同，且差異很大。

因此，辯證地說，可逆是絕對的，不可逆是相對的。所謂不可逆反應(yīng)一般是指逆反應(yīng)難以實(shí)現(xiàn)。

眾所周知，有些反應(yīng)會(huì)釋放大量能量，通常以熱量或光的形式放出。要使這個(gè)劇烈的反應(yīng)向反方向進(jìn)行，必須向它提供比順反應(yīng)釋放出的能量大得多的能量才能實(shí)現(xiàn)。而這些能量往往不容易取得，或者目前人類根本無法創(chuàng)造出這么強(qiáng)大的瞬間能量，因此，一般來說，能釋放大量能量的反應(yīng)，就是不可逆反應(yīng)。釋放能量相對小的反應(yīng)，可以用加熱、加壓的形式使它進(jìn)行可逆反應(yīng)。

二、典型的可逆反應(yīng)和不可逆反應(yīng)

典型的可逆反應(yīng)有弱酸、弱堿電離，酸或弱堿鹽水解，乙酸乙酯的合成，氮?dú)鈿錃夂铣砂保瑲錃馀c碘蒸氣生成碘化氫等。

還有絡(luò)合平衡（如氫氧化二銨合銀），氧化還原平衡（用飽和食鹽水收集氯氣）；復(fù)雜一點(diǎn)的就是一系列有機(jī)反應(yīng)，如德爾斯-阿德爾反應(yīng)、醛與烯醇式互變、葡萄糖的直線型與環(huán)形的互變等。

而高中化學(xué)中涉及的可逆反應(yīng)有N2+3H2=2NH3，工業(yè)合成氨；2SO2+O2=2SO3，SO2的催化氧化；Cl2+H2O=HCl+HClO；H2+I2=2HI等。類似的還有有機(jī)中羧酸與醇在濃硫酸存在時(shí)的酯化反應(yīng)，酯在酸催化時(shí)的水解反應(yīng)。此外，弱酸等弱電解質(zhì)的電離，如醋酸、一水合氨等；鹽的水解，如NH4Cl、CH3COONa等也是可逆的。

典型的不可逆反應(yīng)則有水的生成和電解，爆炸反應(yīng)，放射性元素蛻變反應(yīng)。或溶液中有沉淀生成的反應(yīng)，如Ag+和Cl-生成AgCl的反應(yīng)。或加熱后有氣體生成的反應(yīng)，如當(dāng)氯酸鉀加熱時(shí)，它會(huì)完全分解為氯化鉀和氧氣；反過來，用氯化鉀和氧氣來制備氯酸鉀，在現(xiàn)有條件下是不可能的，所以這種反應(yīng)就是不可逆反應(yīng)。

三、結(jié)論

樹立“可逆反應(yīng)是絕對的，不可逆反應(yīng)是相對的”觀念十分重要，能為以后化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)平衡、化學(xué)平衡常數(shù)以及平衡移動(dòng)原理等的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。