也称基元反应 。对于大多数反应,计量化学反应式只给出反应过程的始态和终态以及参加反应的各物种之间的计量关系 。反应所遵循的真正途径往往与计量式所表示的大不相同 。例如,溴化氢的气相合成反应的计量式为:
H2+Br2─→2HBr (1)
但据目前所知,反应是按下列步骤进行的:
【分子数与反应级数的差别,什么时候化学反应系数相等?】M+Br2─→2Br+M (2)
Br+H2─→HBr+H (3)
H+Br2─→HBr+Br (4)
2Br+M─→Br2+M (5)
H+HBr─→H2+Br (6)式中M为第三体,式(2)~(6)被称为元反应,它们是在一次“分子”(包括原子、自由基、离子等物种)的碰撞行为中一步完成的 。元反应(2)~(6)之总和即为总包反应(1),所谓反应机理就是指构成一个总包反应的元反应系列 。
在一个元反应里,参加每一态-态反应的反应物的分子数目称为该元反应的“分子数”,因而可以区分为单分子反应(分子数为 1)、双分子反应和三分子反应 。在气相中分子数大于三的反应未曾发现,因为在常温常压下,气体中三个分子同时碰撞的几率已经很小 。
元反应是分子碰撞的结果,因而它服从质量作用定律 。一般来说,单分子反应是一级反应,双分子反应必为二级,三分子反应必为三级反应 。所以对元反应来说,分子数(即计量系数)与级数是相同的,这就是说,元反应的速率方程可根据质量作用定律推知 。
文章插图
什么时候化学反应系数相等?
对于基元反应,就是只一步就能生成产物的反应,也就是单纯分子间的碰撞(我用的是碰撞理论,简单)就可以发生反应,所以反应级数和反应分子数会相同 。但是这两者之间其实是没有联系的 。反应级数是个宏观的概念 。就是根据速率方程中,反应物浓度的指数相加,而分子数则是微观的概念,讨论的是要发生一个微观的反应,需要几个分子参与的问题 。
有些时候,分子数和级数是不相同的 。比如说零级反应,可不是零分子反应 。
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