反应速率指数
⑴ 9.化学反应速率常数的Arrhenius关系式能成立的范围是:
化学反应速率常数的Arrhenius关系式能成立的范围是:对某些反应在一定温度范围内。
阿伦尼乌斯公式(Arrhenius equation )是由瑞典的阿伦尼乌斯所创立的化学反应速率常数随温度变化关系的经验公式。
公式写作 k=Ae-Ea/RT (指数式)。k为速率常数,R为摩尔气体常量,T为热力学温度,Ea为表观活化能,A为指前因子(也称频率因子)。
该定律除对所有的基元反应适用外,对于一大批(不是全部)复杂反应也适用。
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阿伦尼乌斯公式应用后的验证
1)一致性
使用阿伦尼乌斯公式的首要前提是不同温度下发生的反应是一致的,因此在弹箭贮存寿命定量评估中应用该公式,必须保证样品在实验室加速老化试验中发生的反应与自然环境试验是一致的。
显然,开展自然环境试验,明确样品的反应类型和反应机理,对实验室加速老化试验与自然环境试验的一致性进行验证后,才能采用阿伦尼乌斯公式对其贮存寿命进行定量评估。
2)有效性
弹箭实际贮存过程中,各种材料工艺、元器件、零部件、分系统等的腐蚀老化是非常复杂的过程,通常是多种化学反应和物理反应综合作用的结果。
采用阿伦尼乌斯公式描述温度对这种复杂过程反应速率的影响,必须保证某一化学反应是决定试验样品腐蚀老化的关键因素。如果几个反应共同决定试验样品的腐蚀老化速率,则阿伦尼乌斯公式是无效的。
⑵ 化学反应速率常数的单位与反应级数有什么关系
速率系数的单位取决于反应的总级数:
对零级反应,速率系数的单位是mol·L-1·s-1或 mol·dm-3·s-1
对一级反应,速率系数的单位是s-1
对二级反应,速率系数的单位是L·mo-1·s-1或 dm·mol-1·s-1
对n级反应,速率系数的单位是mol1-n·Ln-1·s-1或 mol1-n·dm3n-3s-1
在化学反应的速率方程中,各物浓度项的指数之代数和就称为该反应的级数(order of reaction),用n表示。反应速率方程可表示为:反应速率v速率等于速率常数k与反应物浓度的系数次方的乘积(与生成物无关)。
假设基元反应为:
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一般而言,基元反应中反应物的级数与其计量系数一致;非基元反应则可能不同,其反应级数都是实验测定的,而且可能因实验条件改变而发生变化。例如,蔗糖的水解是二级反应,但是当反应体系中水的量很大时,反应前后体系中水的量可认为未改变,则此反应变现为一级反应。
在不同级数的速率方程中,速率常数k的单位不一样,一般为Ln-1·mol1-n·s-1,n为反应的反应级数。
基元反应和简单反应的反应级数n可以是整数一、二、三级(只有少数反应为三级),而复杂反应的反应级数n也可以是分数、负数和零级(光化反应、表面催化反应一般是零级)。负数级表示增加该物质的浓度反而使反应速率下降。但反应速率方程不具有简单的浓度乘积形式者,反应级数的概念就失去了意义。
⑶ 化学反应速率中的k如何计算
K的计算方法:
反应物的摩尔数做底,反应物的系数当做幂指数乘以其他反应物的幂指数除以各种生成物的幂指数。比如N2+3H2=2NH3,算K就是N2的量的1次幂乘以H2的量的3次幂除以生成的NH3的量的平方。
k是速率方程式中的比例系数。
对不同的反应,k的数值各异;对指定的反应,k是与浓度无关而与反应温度和催化剂等因素有关的数值。
【附】k在数值上等于各浓度均为1mol/L时的反应速率,因此有时也称k为“比速率”。
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计算化学反应速率的注意事项:
1、化学反应速率的单位是由浓度的单位(mol•L-1)和时间的单位(s、min或h)决定的,可以是mol•L-1•s-1、mol•L-1•min-1或mol•L-1•h-1,在计算时要注意保持时间单位的一致性。
2、对于某一具体的化学反应,可以用每一种反应物和每一种生成物的浓度变化来表示该反应的化学反应速率,虽然得到的数值大小可能不同,但用各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比.如对于下列反应:mA + nB = pC + qD
3、化学反应速率不取负值而只取正值。
4、在整个反应过程中,反应不是以同样的速率进行的,因此,化学反应速率是平均速率而不是瞬时速率。
⑷ 化学反应速率K值的公式
K的计算方法是反应物的摩尔数做底 反应物的系数当做幂指数乘以其他反应物的幂指数除以各种生成物的幂指数 比如N2+3H2=2NH3 算K就是N2的量的1次幂乘以H2的量的3次幂除以生成的NH3的量的平方
⑸ 反应速率常数是怎么来的
几乎都是实验测定的,理论上可以推测,通过碰撞、过渡态等一些理论和量子力学、回统计力学的方法。但是复答杂体系几乎不可能。这和平衡常数没有任何关系,那是热力学,而反应速率是动力学范畴。现在的分子反应动力学研究连最简单的反应例如F+H还没搞清楚呢,只是用理论计算来人为的模拟实验结果
当然是实验发现的,最早好像是1850年研究蔗糖水解反应时提出反应速率的概念,随后十几年才总结出反应速率的幂指数形式的质量作用定律,定律中的常数就是反应速率常数。后来一直到1900前经无数人的努力才基本完善。Ostwald和Arrhenius做出了很多贡献。到此只是知道有这样一个常数,也可以测量,为什么会有这个常数只是定性给出了物理意义。后来随着一些理论的建立和发展,主要就是碰撞、过渡态、量子力学、统计力学,才可以定量的给出理论解释。
⑹ 反应速率方程表达式
化学反应速率方程是利用反应物浓度或分压计算化学反应的反应速率的方程。 而化学反应速率通常指的是单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。根据时间的长短,单位时间可用s、min、hr、day、year等不同单位表示,它由反应的快慢而定。 化学反应速率方程直接计算得出的是特定浓度下的瞬时速率,由方程两边积分得出的才是平均速率。
中文名
化学反应速率方程
外文名
the rate law or rate equation for a chemical reaction
性质
科学
类别
化学
解释
质量作用定律的表达式
简介
对于一个化学反应,化学反应速率方程[1](与复杂反应速率方程相比较)的一般形式写作:
在这个方程中,表示一种给定的反应物的活度,单位通常为摩尔每升(),但在实际计算中有时也用浓度代替(若该反应物为气体,表示分压,单位为帕斯卡()。表示这一反应的速率常数,与温度、离子活度、光照、固体反应物的接触面积、反应活化能等因素有关,通常可通过阿累尼乌斯方程计算出来,也可通过实验测定。
指数、为反应级数,取决于反应历程。在基元反应中,反应级数等于化学计量数。但在非基元反应中,反应级数与化学计量数不一定相等。
复杂反应速率方程可能以更复杂的形式出现,包括含多项式的分母。
上述速率方程的一般形式是速率方程的微分形式,它可以从反应机理导出,而且能明显表示出浓度对反应速率的影响,便于进行理论分析。将它积分便得到速率方程的积分形式,即反应物/产物浓度与时间的函数关系式。
质量作用定律
在空气中即将熄灭的余烬的火柴,放到纯氧中会复燃。
说明浓度大的体系,活化分子组的数目比浓度小的体系多,有效碰撞次数增加,反应加快,结果,余烬的火柴复燃。
在基元反应中,或在非基元反应的基元步骤中,反应速率和反应物浓度之间,有严格的数量关系,即遵循质量作用定律。
恒温下,基元反应的速率同反应物浓度幂的连积成正比,幂指数等于反应方程式中的化学计量数,这就是质量作用定律,上式也叫做速度定律表示式。
反应速率方程的定义
质量作用定律的表达式,经常称为反应速率方程[2],速率方程中,[A] 表示某时刻反应物的浓度,vi 是以物质 i 的浓度表示的反应瞬时速率,即反应物为 [A] 时的瞬时速率。
ki 是速率常数,在反应过程中不随浓度变化,但 ki 是温度的函数,不同温度下,ki 不同。
a 和 b 之和,称为这个基元反应的反应级数,可以说该反应是 (a+b) 级反应。也可以说,反应对 A 是 a 级的,对 B 是 b 级的。
在基元反应中,由 a 个 A 分子和 b 个 B 分子,经一次碰撞完成反应,我们说,这个反应的的分子数是(a+b),或说这个反应是(a+b)分子反应。
只有基元反应,才能说反应分子数,在基元反应中,反应级数和反应分子数数值相等,但反应分子数是微观量反应级数是宏观量。
速率方程的确定
速率方程的确定[3]主要有以下三种方式:
微分法:对 求对数,得到:
,然后取若干个不同的初始浓度,然后分别从上求出相应的斜率,求出直线的斜率,并进一步求出反应物的反应级数。
2. 尝试法/试差法:分别将某一化学反应的和代入各种级数反应的积分速率方程,看哪一个最准确。
3. 半衰期法:求得两个不同初始浓度下的反应半衰期,然后根据总结一节中的半衰期通式,求出反应级数
⑺ 反应速率常数k怎么求
应速率常数k用公式v=k[c(A)]^n[c(B)]^m计算。在化学动力学中,反应速率常数,又称速率常数k是化学反应速率的量化表示方式。指数m和n称为反应级数,取决于反应机理。可由实验测定。化学反应中有反应速率这个概念.令k为速率常数 ,
则k可理解为当反应物浓度都为单位浓度时的反应速率;
k 由化学反应本身决定,是化学反应在一定温度时的特征常数;
相同条件下,k值越大,反应速率越快;
k的数值与反应物的浓度无关.
引入反应级数的概念,
反应级数,表示了反应速率与物质的量浓度的关系,分为零级反应、一级、二级、三级反应.零级反应表示了反应速率与反应物浓度无关.一级反应,相当于 Y = aX + b 型直线方程;c— t ,得一直线,直线斜率的负值是速率常数k
零级反应k的量纲为 mol·dm -3 ·s -1
一级反应k的量纲为 s -1
二级反应k的量纲为 mol -1 ·dm 3 ·s -1
三级反应k的量纲为 mol -2 ·dm 6 ·s -1
反应速率即化学反应进行的快慢,单位为mol/(L·s)或mol/(L·min)。用单位时间内反应物的浓度的减少或生成物浓度的增加量来表示。化学反应并非均匀速率进行:反应速率分为平均速率(一定时间间隔里平均反应速率)和瞬时速率(给定某时刻的反应速率),可通过实验测定。
⑻ 化学反应速率表达式v=k*c^x(A)*c^y(B)中x,y表示什么
经验表明,对于反应a A + b B == c C + d D,某一时刻的瞬时速率与反应物的浓度满足关系式v=k * (c(A))^x * (c(B))^y.
上式称为反应的速率方程。其中,k称为速率常数,x,y分别为反应物浓度的幂指数。x是该反应中物质A的反应级数,称为“该反应对于物质A是x级的”;y是该反应中物质B的反应级数,称为“该反应对于物质B是y级的”;整个反应的反应级数为x+y。k,x,y均可由实验测得。
对于大多数反应,x,y与化学计量数a,b没有必然联系。但是对于基元反应(反应物分子不经过中间过程而一步直接转化为产物的反应),则x=a,y=b.
⑼ 请问在什么情况下,化学反映速率定律 反应物浓度的指数 等于反应式重的系数
与反应机理有关:
1、基元反应,也就是一步完成的反应,在aA+bB == cC+dD反应中,可以直接写成:
rate=k [A]^a [B]^b,此时a和b相对应。
2、有些复杂反应可能也会出现相似的情况,即a 和 b就是
aA+bB == cC+dD,但是这是实验得出的结果,不能由反应式直接得出结论。