一级反应

在化学中，一级反应(first-order reaction)，亦称为一次反应，是指反应级数为1的化学反应。放射性元素衰变就是一级反应的一个例子。对于反应   A → {displaystyle Arightarrow } 产物，一级反应是反应速率与反应物   A {displaystyle A} 的浓度的一次方成正比的基元反应。一级反应包括单分子基元反应。一级反应的速率方程可以写作：k {displaystyle k} 是反应的速率常数，其物理意义是单位时间内反应物   A {displaystyle A} 反应掉的分数，单位为   s − 1 {displaystyle s^{-1}} 。将上式积分，可得一级反应的积分速率方程：可见一级反应中   l n [ A ] t − t {displaystyle ln{_{t}}-t} 呈直线关系。作 ln ⁡ [ A ] t − t {displaystyle ln {_{t}}-t,} 图时，斜率为   − k {displaystyle -k} ，   y {displaystyle y} －截距为 ln ⁡ [ A ] 0 {displaystyle ln {_{0}},} 。一级反应的半衰期为：可见一级反应的半衰期与反应物的初始浓度无关。一级反应(first-order reaction)，(亦称为一次反应)，假设反应速率(rate)为R，反应物A的浓度为，速率常数为k，其速率方程如下：由上式可知，一级反应的反应速率与反应物浓度成正比，即：现将(3)式移项，整理如下：两边同时积分，由0积至t，时间为0的时候，A的浓度写成0，得：将自然对数(ln)改成常用对数，所以此式亦可表示为：得到的式子(4)就是浓度与时间的关系。 由所得(4)式又可推导半生期(半衰期)：可得半生期：所以一次反应的半生期为一常数。如果反应中某反应物的浓度特别大时，或者在反应过程中几乎不发生变化时（如催化剂），该反应物的浓度就可以作为常数处理，该反应物浓度与原速率常数混合为一个新的准速率常数，反应的总级数就会降级，这种情形称为准级数反应（又称假级数反应、拟级数反应）。比如对于速率方程 r = k [ A ] [ B ] {displaystyle r=k,} ，当反应物 B {displaystyle B,} 的浓度 [ B ] {displaystyle ,} 几乎不变时，就可以写成 r = k ′ [ A ] {displaystyle r=k',} ，其中 k ′ = k [ B ] {displaystyle k'=k,} ，整个反应变为准一级反应。在测量第二种二级反应的反应速率时，由于很难同时测定两种反应物在某一时刻的浓度，因此常采用将二级反应降级为准一级反应的方法来简化实验操作。在实验时只需监测一个反应物的浓度，令其他反应物的浓度保持在充分过量的情况，使其他反应物在整个反应过程中的浓度几乎不变，然后对监测的反应物浓度进行分析，便可得知反应对于该反应物的级数和其他信息。准一级反应的例子有：