一、可逆反應與不可逆反應

1. 可逆反應：反應物可以變成生成物，生成物也可以反向變回原來的反應物。
2. 不可逆反應：只能單方向反應，一般定義為由反應物變成生成物。
3. 在相同的反應條件下，正反應和逆反應可同時發生；不可逆反應則只能朝單一方向進行，正反應和逆反應無法同時發生。
4. 反應式表示法：可逆反應以雙箭號「⇌」表示；不可逆反應以單箭號「→」表示。
5. 例子：
   (1) 物理可逆反應：水可蒸發為水蒸氣，水蒸氣也可凝結成水：H₂O(l) ⇌ H₂O(g)
   (2) 化學可逆反應：四氧化二氮的分解反應：N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g)
   不可逆反應例：甲烷與氧氣燃燒後生成二氧化碳和水，但二氧化碳和水無法變回甲烷。

可逆反應與不可逆反應（照課本表）

反應類型	可逆反應	不可逆反應
巨觀現象	反應物可以變成生成物，生成物也可以反向變回原來的反應物。	只能單方向反應，一般定義為由反應物變成生成物。
微觀解釋	在相同的反應條件下，正反應和逆反應可同時發生。	在相同的反應條件下，反應只能朝單一方向進行，正反應和逆反應無法同時發生。
反應式表示法	以雙箭號「⇌」表示：反應物 ⇌ 生成物	以單箭號「→」表示：反應物 → 生成物
例子	(1) 物理可逆反應：H2O(l) ⇌ H2O(g) (2) 化學可逆反應：N2O4(g) ⇌ 2NO2(g)	甲烷與氧氣燃燒後生成二氧化碳和水，但二氧化碳和水無法變回甲烷。

二、物理可逆反應的實驗與現象

1. 定溫下，取甲、乙二個廣口瓶並裝入等量的水，將二者同時靜置一段時間後，瓶中發生的物理變化為 H₂O(l) ⇌ H₂O(g)。
2. 甲（沒蓋子）：水量明顯減少。
3. 乙（有蓋子）：水量無明顯變化。
4. 微觀解釋：甲的水的蒸發速率（正反應）仍大於水蒸氣的凝結速率（逆反應）；乙的水的蒸發速率（正反應）等於水蒸氣的凝結速率（逆反應）。
5. 小提醒：
   (1) 定溫下，當水的蒸發速率等於水蒸氣的凝結速率，則達到平衡狀態，此時的蒸氣壓稱為水的飽和蒸氣壓。
   (2) 溶解平衡：例 C₆H₁₂O₆(s) ⇌ C₆H₁₂O₆(aq)，定溫下，葡萄糖固體溶解速率和葡萄糖水溶液結晶速率達平衡時，溶解度為定值。（溶液為飽和溶液）

物理可逆反應：廣口瓶實驗（照課本文字）

廣口瓶代號	甲（沒蓋子）	乙（有蓋子）
巨觀現象	水量明顯減少	水量無明顯變化
微觀解釋	水的蒸發速率（正反應）仍大於水蒸氣的凝結速率（逆反應）	水的蒸發速率（正反應）等於水蒸氣的凝結速率（逆反應）
反應式	H2O(l) ⇌ H2O(g)

三、化學可逆反應

1. 概念提出者：法國化學家柏瑟列（西元 1798）。
2. 概念提出的背景：
   (1) 埃及納特隆湖中的反應：湖內鹽水與石灰石接觸，可形成碳酸鈉結晶。
   2NaCl(aq) + CaCO₃(s) → Na₂CO₃(s) + CaCl₂(aq)
   (2) 當時熟知的化學反應為：
   Na₂CO₃(s) + CaCl₂(aq) → 2NaCl(aq) + CaCO₃(s)
   (3) 觀察結果：(1) 和 (2) 為反應進行方向相反的化學反應。
3. 重要結論：
   (1) 提出可逆反應的概念：發生化學可逆反應時，正、逆反應同時發生。
   (2) 化學可逆反應通常會因為改變反應條件，則反應方向隨之改變。
4. 化學可逆反應的實例：
   (1) 鉻酸根與二鉻酸根的轉換為可逆反應。
   Cr₂O₇^2-(aq) + H₂O(l) ⇌ 2CrO₄^2-(aq) + 2H⁺(aq)（加入 OH^-／加入 H⁺）
   （圖示文字：Cr₂O₇^2- 橘色；CrO₄^2- 黃色）
   (2) 酚酞的變色為可逆反應。
   無色（pH<8.2） ⇌ 粉紅色（pH>10.0）（OH^-／H⁺）
5. 通常會因為改變反應條件而改變反應方向。如上述二個反應，改變溶液的酸鹼值使反應方向改變，溶液顏色因此產生變化。

化學可逆反應重點（照課本文字整理）

項目	內容
概念提出者	法國化學家柏瑟列（西元 1798）。
重要結論	(1) 發生化學可逆反應時，正、逆反應同時發生。 (2) 改變反應條件，反應方向隨之改變。
實例	Cr2O72-(aq) + H2O(l) ⇌ 2CrO42-(aq) + 2H+(aq) 無色（pH<8.2） ⇌ 粉紅色（pH>10.0）

四、可逆反應為什麼發生？

1. 活化能為活化複合體與反應物或生成物之間的能量差；活化能愈高，反應速率愈慢。
2. 活化能是一種能量障礙，粒子的能量需超越活化能才能形成有效碰撞，可分為正反應活化能與逆反應活化能二種。
   延伸補充：
   (1) 正反應活化能：活化複合體與反應物的能量差（以 E_a 表示）。
   
   (2) 逆反應活化能：活化複合體與生成物的能量差（以 E_a' 表示）。
   
3. 以活化能解釋可逆與不可逆反應的差異。
   
   
4. 小提醒：
   1. 可逆反應（亦為不完全反應）：達平衡狀態時，反應物與生成物應同時共存於系統中，二者的量不再變化，大部分的反應屬於此類。
   2. 不可逆反應（亦為完全反應）：因反應只能以單一方向進行，故會有一種以上的反應物被完全消耗（限量試劑）。

正、逆反應活化能（照課本文字）

名詞	照實定義
正反應活化能（Ea）	活化複合體與反應物的能量差。
逆反應活化能（Ea'）	活化複合體與生成物的能量差。
可逆反應	達平衡狀態時，反應物與生成物共存且量不再變化。
不可逆反應	反應只能單一方向進行，會有一種以上反應物被完全消耗（限量試劑）。