反应级数
拼音:fanyingjishu
英文名称:order of reaction
说明:化学动力学基本参数.化学反应的速率方程中各物浓度的指数称为各物的分级数,所有指数的总和称为反应总级数,用n表示.如HI合成
反应速率方程 为r=k[H2][I22](r为速率,k为
速率常数,[ ]代表浓度),表明反应对H2和I2的分级数均为1,总级数n=2.反应对级数是由实验测定的;n可为正、负整数、零或分数.复杂反应,其速率方程不具有简单的浓度乘积形式者,没有简单的级数.
反应级数定义
反应,实验测得其速率
方程式为;则 m 称为反应物A的分级数(Partial order of A);n 称为反应物B的分级数(Partial order of B);(m+n)为反应的级数.
对于
基元反应m=a,n=b,m+n=a+b,且a,b均为简单整数.反应级数越大,表示浓度对反应速率影响越大.
例1:基元反应 CO (g) + NO2 (g) = CO2 (g) + NO (g) 有 V = k (CO) (NO2)
故对CO是1级反应;对NO2是1级反应;该反应为2级反应.2级反应k 的
量纲:mol-1·dm3·s-1.
例2:非基元反应 有 对S2O82- 是1级反应,I-是1级反应,反应为2级反应.
例3:是1级反应
例4:核裂变 是1级反应
例5:H2(g) + Cl2(g) = 2 HCl(g) v = k (H2)(Cl2)1/2 (链式反应机理) 对H2 是1级反应,对Cl2 是1/2级反应,反应为3/2级反应.
例6:2 Na(s) + 2 H2O (l) = 2 NaOH (aq) +H2 (g) v = k (Na)0 = k 0级反应——反应速率与反应物浓度无关.
4.4.2 零级反应
反应 A → B 是零级反应有:,得:;
相当于Y = aX + b 型
直线方程;作c — t曲线,得一直线,其斜率的负值是速率常数k,单位是(L·mol-1 )-1 ·s-1
4.4.3 一级反应
例:设某个一级反应为:A → B,有,得即,亦相当于 Y = aX + b 型直线方程; lgcA - t呈线性关系,直线斜率为.k 的单位:s-1.
半衰期:即反应进行一半所需的时间.T = t1/2是反应物消耗了一半的时间,称为反应的半衰期.
当时,对于 t = t 1/2,称为半衰期,t 1/2 可由下式求得:
由得:
即有:
4.4.4 二级反应
A → B为二级反应,有,可得即,亦是 Y = aX + b 型直线方程,作图,则直线斜率为s=k,
截距为,k 的单位:(L·mol-1)1·s-1.
4.4.5 三级反应
A → B为三级反应,有即,得:积分得:,可见呈线性关系.k 单位是(L·mol-1)2·s-1.
可见分别以作图,图形呈直线时,分别表示反应是零、一、二、三级反应.