物理化学

反应速率与反应级数

化学动力学研究浓度变化速率及其对反应物浓度的依赖。反应级数由实验确定，不一定等于化学计量系数。

速率式 v=k[A]^m[B]^n 的总级数为 m+n。积分速率方程联系浓度与时间；半衰期取决于反应级数。

模型与物理量

理解关系式时须同时考虑状态、实验条件和符号约定。代入时统一单位，并在解释结果前检查量纲。

t_{1/2}^{(1)}=\frac{\ln 2}{k}, \qquad t_{1/2}^{(0)}=\frac{[A]_0}{2k}

定义: 反应级数

经验速率方程中的指数为分级数，其和为总级数。为使速率单位保持浓度/时间，k 的单位随级数变化。

关系式中的量针对具体反应或体系定义。尤其要区分标准态量与实际状态，不要仅凭一般表达式推断机理。

例题: 例题解析

某一级反应 k=0.20 min⁻¹。求半衰期。

解答

$t_{1/2}=\ln2/k=0.693/0.20=3.47$ 分钟。一级反应半衰期与初始浓度无关。

单一反应物的二级反应积分式为 $1/[A]-1/[A]_0=kt$ ，且 $t_{1/2}=1/(k[A]_0)$ 。适当的线性图可用于区分反应级数。

根据上例给定数据，得出哪个结果？

哪项陈述符合本课内容？