Question

零级反应、一级反应、二级反应的定义、性质、特点及公式应用

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。