反應(yīng)速率方程必須由實(shí)驗(yàn)確定。速率方程中物種濃度的指數(shù)(反應(yīng)奇數(shù))不能根據(jù)化學(xué)計(jì)量式中相應(yīng)物種的計(jì)量數(shù)推測,只能根據(jù)實(shí)驗(yàn)來確定,一旦反應(yīng)級數(shù)確定之后,就能確定反應(yīng)速率系數(shù) .最簡單的確定反應(yīng)速率方程的方法是初始速率法。
在一定條件下,反應(yīng)開始的瞬時速率為初始速率。由于反應(yīng)剛剛開始,逆反應(yīng)和其它反應(yīng)的干擾小,能較真事的反應(yīng)出反應(yīng)物濃度對反應(yīng)速率的影響,具體的操作是:將反應(yīng)物按不同組成配制成一系列混合物。對某一系列不同組成的混合物來說,先只改變一種反應(yīng)物A的濃度,保持其他反應(yīng)物濃度不改變。在某一溫度下反應(yīng)開始開始時,記錄在一定時間間隔內(nèi)A濃度的變化,作出 圖,確定 的瞬時速率。也可控制反應(yīng)條件,使反應(yīng)時間間隔足夠的短,以致使反應(yīng)物A的濃度變化很小,這時的平均速率可被作為瞬時速率。若能得到至少兩個不同 條件(其他反應(yīng)物濃度不變)的瞬時速率,就可確定反應(yīng)物A的級數(shù)。同樣的方法,確定其他應(yīng)物的級數(shù)。這種由反應(yīng)物初始濃度的變化確定反速率和速率方程式的方法,稱為初始速率法。
提問:在計(jì)算某反應(yīng)物的級數(shù)時,當(dāng)反應(yīng)物的濃度增大為原來的二倍,反應(yīng)速率不變,則該反應(yīng)物的級數(shù)是多少?
答案:級數(shù)是零。說明該物質(zhì)并不是反應(yīng)物,而是催化劑。
在固體表面上發(fā)生的反應(yīng)有不少是零級反應(yīng)。這類反應(yīng)以勻速進(jìn)行,其速率與反應(yīng)物濃度的變化及反應(yīng)時間的長短無關(guān)。例如
反應(yīng)進(jìn)行時,每一單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度下降的數(shù)量是等同的。