反应级数和反应分子数的差别

反应级数和反应分子数的差别

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][I2](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.在测定反应级数的实验中,为了排除产物浓度的干扰,通常是测初速度.为了研究某一反应物浓度与反应速度的函数关系,常常将其他反应物的浓度固定后再确定该反应物的反应级数.
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：H2(g) + Cl2(g) = 2 HCl(g) v = k (H2)(Cl2)1/2 （链式反应机理[1]） 对H2 是1级反应,对Cl2 是1/2级反应,反应为3/2级反应.
例3：2 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.
反应分子数与反应级数是两个易混淆的概念,从其定义可知它们是两个完全不同的概念.反应级数是对总反应而言的,是实验结果,它可正、可负,可为零或分数.即使对同一反应,反应级数因实验条件、数据处理方式不同而有所变化,但反应分子数则不同,它是对微观分子反应而言的,是必然存在的,其数值只能是一、二或三.当我们说某反应是双(单或叁)分子反应时,实际上等于说：该反应是基元反应,其反应分子数为二(一或三).