负一级反应

✍ dations ◷ 2025-06-29 11:49:57 #负一级反应

在化学中,负一级反应,亦称为负一反应或倒数反应,是指反应级数为-1的化学反应,或反应速率与反应物的浓度的负一次方成正比,换句话说,就是反应速率与反应物的浓度成反比。

负一级反应或其他级数小于0的反应非常罕见。

氧和臭氧的转换反应的反应式为:

它是一种可逆反应,因此反应示可以记为:

因此O3和O2会同时出现,但是这个反应会受产物影响,在高浓度时,会衰变成普通的双原子氧,双原子氧也会参与这个反应(在一大气压条件下的半衰期约半小时),因此,反应式可以改写成:

此时的速率方程为 r = k 2 {displaystyle r=k{frac {^{2}}{}},}

在此时,对于参与正反应的O2而言,其反应及数为-1

但整体而言,其反应总级数(-1)+2=1,是一个一级反应。

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:

由于是负一次方,因此可以记为倒数

由上式可知,二级反应的反应速率与反应物浓度成反比,即:

现将上式移项,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:

得到的式子就是浓度与时间的关系。由所得式又可推导半生期(半衰期):

可得半生期

在化学中,负二级反应,(亦称为负二次反应),是指反应级数为-2的化学反应,或反应速率与所有反应物的总浓度负二次方成正比,换句话说,就是反应速率与反应物浓度的平方成反比。

由于负二级反应的推导过程与负一级相似,因此不列出。

浓度与时间的关系: 3 = 0 3 3 k t {displaystyle ^{3}=_{0}^{3}-3kt}

半生期: t 1 2 = 7 0 2 24 k {displaystyle t_{frac {1}{2}}={frac {7_{0}^{2}}{24k}}}

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