A-level 化学/AQA/模块 4/动力学
< A-level 化学 | AQA
通过运行多个系列的实验来研究该反应。在每个系列中，只改变一个反应物，以便我们观察对反应速率的影响。这里有两个反应物 A 和 B。速率的单位是浓度变化除以时间（例如，摩尔每升除以秒）。对于任何一个反应物，反应速率的变化被归类为
- 零级
- 反应物浓度的任何增加都不会影响反应速率。
- 一级
- 反应速率与反应物浓度增加成正比。这可以通过比较运行 1 和 2 来观察。A 的浓度保持不变，而 B 的浓度增加了一倍 (x2)。因此，反应速率从 0.8 加倍到 0.16。我们可以说这个反应对 B 是一级反应。
- 二级
- 反应速率与浓度变化的平方成正比。这可以通过比较运行 1 和 3 来观察。B 的浓度保持不变，而 A 的浓度增加了一倍。因此，反应速率增加了四倍 (x4)，从 0.8 增加到 0.32。该反应对 A 是二级反应。
| 运行 | A 的初始浓度 | B 的初始浓度 | 初始速率 |
|---|---|---|---|
| 第一 | 0.01 | 0.02 | 0.08 |
| 第二 | 0.01 | 0.04 | 0.16 |
| 第三 | 0.02 | 0.02 | 0.32 |
需要明确的是，速率只能通过实验来确定。
速率方程使我们能够预测不同条件下的反应速率。它们采用以下形式
其中
- [A] 是反应物 A 的浓度（以 moldm-3 为单位），a 是对 A 的反应级数
- [B] 是反应物 B 的浓度（以 moldm-3 为单位），b 是对 B 的反应级数
- k 是速率常数。这取决于反应本身——它固有的速度——温度，以及任何催化剂。
速率方程可以以正常的方式重新排列以找到任何一个所需变量。在 A 级化学中，这通常是根据上述数据找到 k。反应的总级数是指数 a+b ..等等的总和。
机制可以包含一个步骤或一系列步骤，其中每个步骤可以具有不同的速率。总速率由具有最慢速率的步骤决定，该步骤被称为速率控制步骤。