意义与机制
反应速率是指产物形成或反应物消耗的速度。 反应物的浓度降低,会改变粒子发生和反应的机会。
在第一级反应模型中,消耗速率与当前浓度成比例。通常,随着温度的升高,能够克服活化能的碰撞比例增加,从而导致速率常数增加。
关系与条件
一阶反应遵循 [A]=[A]₀e⁻ᵏᵗ。 雅各布斯方程 k=Aexp(−Ea/RT) 描述了速率常数与活化能之间的关系,适用于合适的温度范围。
反应的程度并非总是可以通过平衡方程式的系数来直接读取的。实际的反应速率规律必须通过实验和反应机理来确定。
观察实验中需要注意的事物
温度变化会改变速率常数 k,而浓度变化会改变初始速度 v₀ = k[A]₀,其中 k 保持不变。
这是一个假设的,一级不可逆反应。 使用频率因子 A=1.00×10⁷ s⁻¹, Ea=50 kJ/mol, R=8.314 J/(mol·K)。 这是一个恒容且恒温的,反向反应,扩散,以及热量产生被忽略。 粒子数量和碰撞次数在计算中未被使用。
关键关系与符号
k = A·exp(−Ea/RT) · [A] = [A]₀e⁻ᵏᵗ
| 符号 | 含义 | 单位 |
|---|---|---|
| k | 一级速率常数 | s⁻¹ |
| Ea | 活化能 | J/mol |
| T | 绝对温度 | K |
工作实例
如果反应是第一级反应,如果初始浓度翻倍,会发生什么变化?
v₀=k[A]₀。 在相同的温度下,k是常数,而半衰期是 ln2/k,它与浓度无关。
常见误解
- 反应速率增加以及最终平衡产物的比例增加,是两个不同的问题。
