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化學(xué)反應(yīng)速率方程,反應(yīng)級(jí)數(shù)是怎么確定的

  • 化學(xué)
  • 2024-06-20

化學(xué)反應(yīng)速率方程?反應(yīng)速率的化學(xué)公式有r=k(C0)n1(C1)n2(C2)n3(Cn),k=A*exp(-Ea/RT),(d/dt)(C)=-k(C),相關(guān)知識(shí)如下:1、r=k(C0)n1(C1)n2(C2)n3至(Cn),其中r是反應(yīng)速率,k是反應(yīng)速率常數(shù),C0、C1、C2至Cn是反應(yīng)物和生成物的濃度。n1、n2至n是反應(yīng)級(jí)數(shù),那么,化學(xué)反應(yīng)速率方程?一起來了解一下吧。

化學(xué)反應(yīng)速率公式

反應(yīng)速率方程:r=k【A】^a【B】^b,此比例系數(shù)k,是一個(gè)與濃度無關(guān)的量,稱為速率常數(shù),也稱為速率系數(shù)。

反應(yīng)速率計(jì)算公式:

對(duì)于沒有達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng):v(正)≠v(逆)。

還可以用:v(A)/m=v(B)/n=v(C)/p=v(D)/q。

相關(guān)介紹:

不同物質(zhì)表示的同一化學(xué)反應(yīng)的速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。本式用于確定化學(xué)計(jì)量數(shù),比較反應(yīng)的快慢,非常實(shí)用。

同一化學(xué)反應(yīng)的速率,用不同物質(zhì)濃度的變化來表示,數(shù)值不同,故在表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)必須指明物質(zhì)。

化學(xué)可逆反應(yīng)反應(yīng)速率方程

一級(jí)反應(yīng)速率方程公式:r=-dc/dt=k積分形式: n a/c) =kt。

凡是反應(yīng)速率只與物質(zhì)濃度的一次方成正比者,稱為一級(jí)反應(yīng)。

反應(yīng)級(jí)數(shù)的確定方法包括兩類:積分法和微分法,前者包括嘗試法、作圖法和半衰期法,后者又包括孤立法。下面介紹作圖法和積分法兩種:

1、關(guān)于微分法。將速率方程取對(duì)數(shù)ln(-dc/dt)=nlnc+lnk,則ln(-dc/dt)~lnc線性相關(guān),斜率為n。然后在曲線上取若干個(gè)濃度點(diǎn),并作切線。計(jì)算每點(diǎn)處切線的斜率(-dc/dt),作ln(-dc/dt)~lnc的圖或線性回歸求出n。

2、關(guān)于積分法。積分法是將c~t數(shù)據(jù)分別已知的動(dòng)力學(xué)方程積分式中,如零級(jí)反應(yīng)是c=c0-kt,一級(jí)反應(yīng)是lnc=lnc0-kt,二級(jí)反應(yīng)1/c=1/c0+kt等,判斷何者更合適,這種方法需要逐個(gè)嘗試,計(jì)算量較大。

擴(kuò)展資料:

化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)級(jí)數(shù)的性質(zhì)

1、一般而言,基元反應(yīng)中反應(yīng)物的級(jí)數(shù)與其計(jì)量系數(shù)一致;非基元反應(yīng)則可能不同,其反應(yīng)級(jí)數(shù)都是實(shí)驗(yàn)測(cè)定的,而且可能因?qū)嶒?yàn)條件改變而發(fā)生變化。例如,蔗糖的水解是二級(jí)反應(yīng),但是當(dāng)反應(yīng)體系中水的量很大時(shí),反應(yīng)前后體系中水的量可認(rèn)為未改變,則此反應(yīng)變現(xiàn)為一級(jí)反應(yīng)。

化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像

5.2.1.1 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程

化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程主要以速率方程的形式表達(dá)。

化學(xué)反應(yīng)一般的化學(xué)計(jì)量表達(dá)式可表示為:

地球化學(xué)原理與應(yīng)用

式中:vi為化學(xué)計(jì)量系數(shù);Yi為參加反應(yīng)的物質(zhì)。vi對(duì)產(chǎn)物為正值,對(duì)反應(yīng)物為負(fù)值,其反應(yīng)速度定義為:

地球化學(xué)原理與應(yīng)用

式中:ξ為反應(yīng)進(jìn)程度,定義為:

ξ(t)={[Yi]-[Yi0}/vi

當(dāng)離開平衡狀態(tài)時(shí),總反應(yīng)速度為:

地球化學(xué)原理與應(yīng)用

顯然化學(xué)反應(yīng)速度方程是非線性的。其中Rf和Rr分別正、逆反應(yīng)速度,[Yi]的指數(shù)叫做該反應(yīng)對(duì)物質(zhì)i的反應(yīng)級(jí)數(shù),vi=1稱為一級(jí)反應(yīng),vi=2稱為二級(jí)反應(yīng),其余類推。

對(duì)于一級(jí)反應(yīng)速度方程為:

地球化學(xué)原理與應(yīng)用

對(duì)于簡(jiǎn)單可逆一級(jí)反應(yīng)A=B,速度方程為:

地球化學(xué)原理與應(yīng)用

對(duì)于不可逆二級(jí)反應(yīng),速度方程為:

地球化學(xué)原理與應(yīng)用

對(duì)于簡(jiǎn)單可逆二級(jí)反應(yīng),速度方程可有下列5種形式:

地球化學(xué)原理與應(yīng)用

5.2.1.2 化學(xué)反應(yīng)速度理論與化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)

地球化學(xué)反應(yīng)速率的獲得一般有3個(gè)方面的途徑:一是實(shí)驗(yàn)測(cè)定,其指導(dǎo)思想是唯象方法,即力圖將一個(gè)體系的反應(yīng)速率與體系的可觀測(cè)的宏觀物理量(如成分、溫度、壓力、體積和時(shí)間等)聯(lián)系起來,用宏觀參數(shù)表達(dá)其速度常數(shù),根據(jù)體系的不同,可分別采取初始速率法、唯象速率的積分-弧立法、弛豫法、多級(jí)反應(yīng)方法等;二是通過分子結(jié)構(gòu)理論,由單相的性質(zhì)推導(dǎo)出多相反應(yīng)的速率及其機(jī)制,即在原子和分子的級(jí)別上,了解反應(yīng)進(jìn)行的本質(zhì);三是精細(xì)礦物學(xué)工作,獲得礦物的精細(xì)結(jié)構(gòu)、缺陷、內(nèi)部分帶及有序無序的分配等方面的性質(zhì),以推導(dǎo)出礦物晶體生長(zhǎng)及物質(zhì)擴(kuò)散的速率及機(jī)制。

一二三級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)單位

反應(yīng)速率方程也就是化學(xué)反應(yīng)速率方程,是利用反應(yīng)物濃度或分壓計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率的方程。

而化學(xué)反應(yīng)速率通常指的是單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加。根據(jù)時(shí)間的長(zhǎng)短,單位時(shí)間可用s、min、hr、day、year等不同單位表示,它由反應(yīng)的快慢而定。

化學(xué)反應(yīng)速率方程直接計(jì)算得出的是特定濃度下的瞬時(shí)速率,由方程兩邊積分得出的才是平均速率。

化學(xué)反應(yīng)速率方程質(zhì)量作用定律:

在空氣中即將熄滅的余燼的火柴,放到純氧中會(huì)復(fù)燃。

說明濃度大的體系,活化分子組的數(shù)目比濃度小的體系多,有效碰撞次數(shù)增加,反應(yīng)加快,結(jié)果,余燼的火柴復(fù)燃。

在基元反應(yīng)中,或在非基元反應(yīng)的基元步驟中,反應(yīng)速率和反應(yīng)物濃度之間,有嚴(yán)格的數(shù)量關(guān)系,即遵循質(zhì)量作用定律。

恒溫下,基元反應(yīng)的速率同反應(yīng)物濃度冪的連積成正比,冪指數(shù)等于反應(yīng)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù),這就是質(zhì)量作用定律,上式也叫做速度定律表示式。

化學(xué)反應(yīng)速率一級(jí)反應(yīng)公式

質(zhì)量作用定律的表達(dá)式,經(jīng)常稱為反應(yīng)速率方程,速率方程中,[A],表示某時(shí)刻反應(yīng)物的濃度,vi 是以物質(zhì) i 的濃度表示的反應(yīng)瞬時(shí)速率,即反應(yīng)物為 [A],時(shí)的瞬時(shí)速率。

ki 是速率常數(shù),在反應(yīng)過程中不隨濃度變化,但 ki 是溫度的函數(shù),不同溫度下,ki 不同.

a 和 b 之和,稱為這個(gè)基元反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù),可以說,該反應(yīng)是 (a+b) 級(jí)反應(yīng). 也可以說,反應(yīng)對(duì) A 是 a 級(jí)的; 對(duì) B 是 b 級(jí)的。

在基元反應(yīng)中,由 a 個(gè) A 分子和 b 個(gè) B 分子,經(jīng)一次碰撞完成反應(yīng),我們說,這個(gè)反應(yīng)的的分子數(shù)是(a+b),或說這個(gè)反應(yīng)是(a+b)分子反應(yīng)。

只有基元反應(yīng),才能說反應(yīng)分子數(shù)。

在基元反應(yīng)中,反應(yīng)級(jí)數(shù)和反應(yīng)分子數(shù)數(shù)值相等,但反應(yīng)分子數(shù)是微觀量反應(yīng)級(jí)數(shù)是宏觀量。

以上就是化學(xué)反應(yīng)速率方程的全部?jī)?nèi)容,反應(yīng)速率方程:r=k【A】^a【B】^b,此比例系數(shù)k,是一個(gè)與濃度無關(guān)的量,稱為速率常數(shù),也稱為速率系數(shù)。反應(yīng)速率計(jì)算公式:對(duì)于沒有達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng):v(正)≠v(逆)。還可以用:v(A)/m=v(B)/n=v(C)/p=v(D)/q。

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