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1.6 化学反应速率
在一定温度T下,对于一个元反应:
aA+bB→gG+hH
质量作用定律表明:元反应的反应速率r与反应物浓度c(或分压力)的指数的幂的连乘积成正比:
(1-11)
式中,k为反应速率常数。
如果不是元反应,而是复合反应,则反应速率常数为:
(1-12)
α与β两个指数是未知的,需要通过其他方法求解。(α+β)之和n称为反应级数,n=0,1,2,…,n时的反应分别称为零级反应、一级反应、二级反应、……、n级反应。
对0级反应,其速率方程的微分式为:,积分式为:,其中cA,0表示组元A反应的初始浓度,cA表示组元A在t时刻的浓度。
对1级反应,其速率方程的微分式为:,积分式为:。某时刻t反应物A的浓度为:
cA=c0exp(-kAt) (1-13)
对2级反应,速率方程的微分式为:,积分式为:。
对n级反应,其速率方程的微分式为:相应地可以导出积分式为:
(1-14)
实际应用时,需要确定反应速率常数k和反应级数n。