Analicemos la primera característica del estado de equilibrio: dos reacciones que se producen simultáneamente, en sentidos opuestos y a la misma velocidad: el aspecto cinético del equilibrio. 

El tetróxido de dinitrógeno, N₂O₄, es una sustancia incolora que se descompone cuando se calienta, para dar dióxido de nitrógeno, NO₂, una sustancia de color pardo.

Si en un cilindro cerrado colocamos una determinada cantidad de N2O4(g), al que representaremos por esferas blancas, a nivel molecular visualizaríamos que: al inicio sólo hay esferas blancas. Conforme transcurre el tiempo se va formando el NO2(g), al que representaremos por esferas rojas. Observaremos que el número de esferas rojas se va incrementando y el de las esferas blancas va disminuyendo, según la proporción estequiométrica, es decir, por cada esfera blanca que se descompone, se forman dos esferas rojas. Sin embargo, llegará un momento en el que apreciaremos que se mantiene constante el número de esferas de cada color, que ya no varían. Podemos afirmar que la reacción de descomposición del N2O4 ha alcanzado el equilibrio químico.

A nivel molecular, ¿qué ocurre dentro del cilindro?: * ¿se habrá paralizado la reacción? * ¿las moléculas se quedarán estáticas?

Si calentamos N₂O_4(g) por encima de la temperatura ambiente, se descompone a NO_2(g), el cual puede ser detectado por la intensidad creciente del color pardo:

N₂O_4(g)    →     NO_2(g)   +   NO_2(g)                        reacción directa

Una vez producido el NO_2(g) puede reaccionar para volver a formar N₂O_4(g):

NO_2(g)   +   NO_2(g)       →     N₂O_4(g)                     reacción inversa

Estas reacciones son elementales, entonces sus ecuaciones de velocidad serán:

Reacción directa:     v_d = k_d[N₂O₄]

Reacción inversa:      v_i = k_i[NO₂]²

Al inicio sólo tenemos N₂O_4(g), la velocidad de la reacción directa es relativamente grande y va disminuyendo a medida que la [N₂O₄] disminuye. Al formarse el NO_2(g) se incrementa la [NO₂], y la velocidad de la reacción inversa, inicialmente pequeña, aumenta.

En algún momento las dos velocidades se hacen iguales y cada vez que se descompone una molécula de N2O4, se forman dos moléculas de NO2. Las concentraciones de N2O4 y de NO2 no cambian, aunque las reacciones directa e inversa, continúan efectuándose. ⇒ La reacción ha alcanzado el equilibrio químico.

Una vez alcanzado el equilibrio podemos escribir:

v_d = v_i

k_d[N₂O₄]  =  k_i[NO₂]²