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速率常数

反应速率方程 r=k【A】^a【B】^b,此比例系数k,是一个与浓度无关的量,称为速率常数(rate constant),也称为速率系数。

反应速率方程 r=k【A】^a【B】^b,此比例系数k,是一个与浓度无关的量,称为速率常数(rate constant),也称为速率系数。由于在数值上它相当于参加反应的物质都处于单位浓度时的反应速率,故又称为反应的比速率(specific reaction rate)。不同反应有不同的速率常数,速率常数与反应温度、反应介质(溶剂)、催化剂等有关,甚至会随反应器的形状、性质而异。

速率常数k是化学动力学中一个重要的物理量,其数值直接反映了速率的快慢。要获得化学反应的速率方程,首先需要收集大量的实验数据,然后在经归纳整理而得。它是确定反应机理的主要依据,在化学工程中,它又是设计合理的反应器的重要依据。

在化学动力学中,反应速率常数,又称速率常数 k或 λ是化学反应速率的量化表示方式。

对于反应物A和反应物B反应成生成物C的化学反应,反应速率可表示成此式:

k(T)是反应速率常数,会随温度改变

[X]是假定反应发生处遍布于固定容积的溶液内,物质X的容积摩尔浓度。(当反应发生于一定范围,就能以X的单位面积莫耳数表示)

指数m和n称为反应级数,取决于反应机理。可由实验测定。

若为一次反应,亦可写成以下形式:

Ea是活化能,R是气体常数。因为温度T的分子能量可依波兹曼分布(en:Boltzmann distribution)求得,我们可预知能量大于Ea的碰撞比例随e-Ea/RT变化,A 是指数前因子(en:Pre-exponential factor)或频率因子。

阿瑞尼斯方程式提供了反应进行中反应速率和活化能之关系的定量基础。

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-1s-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Lmol -1s-1 或 mol-1 dm3 s-1

对n级反应,速率系数的单位是mol 1-nLn-1s-1 或 mol1-n dm3n-3 s-1

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