反应级数
定义
考虑一个假想的反应:
其反应速率(rate)为R,[A]与[B]代表反应物A跟B的浓度,k为速率常数(rate constant),则假设其速率方程可写成如下:
在上式中,m与n称为该反应物的 反应分级数 ,或称作( 部分级数(partial orders) )。因此,反应对A是属于m级反应,对B而言为n级反应。而所有反应分级数的代数和称为 反应级数 ,或称作( 反应总级数(overall order) ),在此例子也就代表反应总级数为m+n级。而上式中的m跟n或是m+n,也既是所谓的反应级数,除了可以是一级、二级、三级以外,还可以是零级、分数级或负数级甚至是无理数级,或是跟随反应条件(pH值、浓度)而变化,甚至速率方程中还可以出现反应产物的浓度项。
反应级数表示浓度对反应速率的影响程度,分级数越大,则反应速率受该一反应物浓度的影响越大。对于非基元反应不存在反应分子数的概念。根据定义,单分子反应即为一级反应,双分子反应为二级反应,三分子反应则为三级反应,对于基元反应几乎只有这三种情况。相应的反应速率方程见速率方程一条。而由于反应级数可推之参与反应的反应物,因此在许多反应,可以帮助推论反应机构,了解反应如何碰撞,及反应过程中的活化错合物。
反应中若某一反应物的浓度很大,反应过程中基本上不发生变化,则可以将其视为常数,原有反应根据基元反应方程式如果判定为二级反应,则将会呈现出一级反应的特征,所以称为 假一级反应 。
各级反应的特性
各级反应其实都有一些特性,将诸整理归纳如下:
表中, M {\displaystyle \ M} 代表摩尔浓度 m o l / L {\displaystyle \ mol/L} , t {\displaystyle \ t} 代表时间, k {\displaystyle \ k} 代表反应的速率常数。所说的“二级反应”和“ n {\displaystyle \ n} 级反应”指的是纯级数反应,也就是反应速率只与一个反应物的二次方或 n {\displaystyle \ n} 成正比。
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