化学动力学(反应速率)
一级反应(first-order reaction)
想象一群人正离开体育场,每个人都在任意时刻独立地决定要不要往出口走。看台坐满时,许多人同时涌出;随着人群变稀,出场的速度也按比例减慢。一级反应就是这样:它的速度与当前存在的反应物的量成正比。
正式地说,一级反应的速率方程是「速率 = k[A]」,于是速率正比于某一反应物浓度的一次方。对其积分,得到浓度随时间的指数衰减,把 ln[A] 对时间作图就呈一条直线。它的标志性特征是半衰期恒定:从满降到一半所用的时间,与从一半降到四分之一所用的时间相同,无论你从多少开始都一样。
一级反应之所以重要,是因为它无处不在,又特别好处理:放射性衰变、许多药物从体内的消除、以及大量气相分解反应都遵循一级动力学。需要注意的是:「一级」是关于速率如何依赖浓度的一个实验发现;在某些特殊条件下,反应可能表现为一级(准一级),即便它真实的机理更为复杂。
五氧化二氮在气相中分解,遵循速率 = k[N₂O₅]。无论你从多大压强开始,它的浓度总是在同样固定的时间间隔内减半——这正是标志一级反应的指数衰减、半衰期恒定的模式。
半衰期固定的指数衰减——一级的标志。
准一级是个有用的技巧:让一种反应物大量过量、几乎不变,一个较复杂的反应就化简为对另一种反应物表观上的一级。
又称
另见