В закрытом контейнере азот и водород реагируют, образуя аммиак. Но реакция не завершается полностью. Аммиак разлагается обратно на азот и водород. В конце концов, скорости прямой и обратной реакций уравниваются. Концентрации всех веществ перестают изменяться. Система достигает химического равновесия. Она не статична. Обе реакции продолжаются, но с одинаковой скоростью. Это динамическое равновесие.

Равновесие описывается константой равновесия K. Для реакции aA + bB → cC + dD константа K равна произведению концентраций продуктов, возведенных в степень их коэффициентов, на произведение концентраций реагентов, возведенных в степень их коэффициентов. Большое значение K означает, что реакция протекает преимущественно в сторону продуктов. Малое значение K означает, что она протекает преимущественно в сторону реагентов. Константа K зависит только от температуры. Она не зависит от начальных концентраций или давления.

Принцип Ле Шателье предсказывает, как система, находящаяся в равновесии, реагирует на изменения. Если добавить больше реагента, система сместится в сторону образования большего количества продукта. Если удалить продукт, она сместится в сторону образования большего количества продукта. Если увеличить давление, она сместится в сторону меньшего количества молекул газа. Если увеличить температуру, она сместится в эндотермическом направлении. Эти принципы лежат в основе промышленных процессов, таких как синтез аммиака по Хаберу-Бошу, где условия оптимизируются для максимизации выхода продукта.

Равновесие — это не то же самое, что завершение реакции. Многие реакции обратимы, и равновесие — это естественное состояние. Понимание равновесия имеет важное значение для прогнозирования поведения реакций.