Question

如何计算反应速率与化学反应级数关系？

Answer 1

零级反应

零级反应速度与反应物浓度无关，而受其他因素的影响，如反应物的溶解度，或某些光化反应中光的照度等。零级反应的速率方程为：

(12-2)

积分得：

C=C0 - k0 t (12-3)

式中，C0-t=0时反应物浓度，mol/L；C-t时反应物的浓度，mol/L；k0-零级速率常数，molL-1S-1。C与t呈线性关系，直线的斜率为-k0，截距为C0。

二级反应
反应速度与两个反应物浓度的乘积成正比，也就是与反应物浓度的二次方成正比的化学反应称为二级反应。二级反应的反应速度方程式为： dx/dt=k(a-x(b-x) a与b分别为反应物开始时的浓度，x为生成物的浓度。若a＝b则 dx/dt=k(a-x)(a-x) 以1／a-x对t作图，得一直线。这是二级反应的特征。二级反应的半衰期为1／Ka，即开始时反应物浓度愈大，则完成浓度减半所需的时间愈短

一级反应

一级反应速率与反应物浓度的一次方成正比，其速率方程为：

(12-4)

积分后得浓度与时间关系：

(12-5)

式中，k-一级速率常数，S-1，min-1或h-1，d-1等。以lgC与t作图呈直线，直线的斜率为-k/2.303，截距为lgC0。

通常将反应物消耗一半所需的时间为半衰期(half life)，记作t1/2，恒温时，一级反应的t1/2与反应物浓度无关。

(12-6)

对于药物降解，常用降解10%所需的时间，称十分之一衰期，记作t0.9，恒温时，t0.9也与反应物浓度无关。

(12-7)

反应速率与两种反应物浓度的乘积成正比的反应，称为二级反应。若其中一种反应物的浓度大大超过另一种反应物，或保持其中一种反应物浓度恒定不变的情况下，则此反应表现出一级反应的特征，故称为伪一级反应。例如酯的水解，在酸或碱的催化下，可按伪一级反应处理。