【A-Level化学】什么是反应速率？知识点有哪些？

在A-Level课程中会涉及很多内容，其中A-Level化学非常重要，在开始介绍之前，我们先来了解一下什么是反应速率，反应速率其实就是浓度的变化率（一般来说是生成物的浓度），所以通常的公式就是。

测量反应速率介绍两种方法：

一种是sampling，也就是取样本，具体做法就是在反应进行过程中在不同时间点取一定量的样本，再通过化学方法计算出其中反应物或者生成物的浓度。

第二种方法就是物理方法，就是通过观察反应物或生成物的物理特性来得出反应进度，比如观察颜色的方法（colorimetry）、检验导电性或者测量气体体积等。

然而反应速率这一部分的重点是分析数据，计算出反应速率。这其实也就是种方法sampling的后续步骤了，通过画图、计算来得到结果。

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这是一张浓度关于时间的图像，根据之前的公式，计算某一个点的反应速率是不是应该用纵坐标除以横坐标呢？需要注意的是，这样计算出来的是averagerate，而不是我们要求的instantrate，instantrate应该是某一个点的切线（tangent）斜率。根据这张图，我们还必须明白：rate of reaction changes as the reaction proceeds.

 在讲解通过图像求反应速率之前，要引入两个非常重要的知识点。

1.速率方程

一个反应的速率通常是和反应物的浓度成比例关系的，我们把这个比例关系用速率方程来表示：rate of reaction＝k［reactant］，方括号表示浓度。这里的k叫做rate constant。速率方程的具体得出方法，就是利用控制变量法，观察反应速率和一个反应物浓度的关系，比如发现速率与反应物A浓度成正比，则得出rate＝k［A］。再发现速率与反应物B的浓度的平方成正比，得出rate＝k［B］。如果只有A，B两个反应物，则总的速率方程就是，k可以通过具体数值计算出来。

2.反应级数（orderof reaction）

定义：The order of reaction with respect to a particular reactant is the power to whichthe concentration of that reactant is raised in the rate equation.拿上面举的例子来说，order ofreaction with respect to reactant A 就是the first order，B则是second order，总反应级数就是third order（A和B的相乘）。

下面就来讲必考重点了，就是根据不同的图像，求出速率方程、反应级数。据我总结，总共有三种图像。其中最常考的是第二种。

种：速率－时间图

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这个图像其实是最直观的，也就是速率与浓度的图像，图像的斜率为零，说明速率和这个反应物浓度无关，也就是零次方，所以是zero order；斜率不变，说明成正比，是first order；斜率越来越大（呈抛物线），则是二次方程，second order；以此类推。

第二种：反应物浓度－时间图

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其实是种图，就是这张图微分之后的图像，因为根据一开始给的公式，速率就等于浓度的变化率，即此图的斜率。所以如果是直线，斜率不变，说明速率不变，则为zero order；如果是shallow curve，也就是速率（斜率）按一定的规律越来越小，则是first order；如果curve deeper的话，说明速率变小的越来越慢，则为second order.

第三种：半衰期

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其实第三种图像和第二种一样，只不过利用方式不同。这里需要知道的一个概念是半衰期：time taken for the  concentration of a reactant to fall to half of its original value.并在图像上画出半衰期。此图最上面的那个，半衰期越来越短，则为zero order；半衰期不变，则为first order；半衰期越来越长，则为third order.

考试题目一般会给出一个图像，让大家判断某反应物是第几order，然后让大家写出速率方程，最后还会让大家计算一下速率常数k。

k的计算方法呢，有两种。种就是通过初始浓度和初始速率或者其他具体值代入速率方程中求出；第二种就是通过半衰期，公式是。这个公式的来源要牵扯到物理中的衰变方程，为剩下的粒子数，为初始值，当时，可以推算出，所以，此时的t就是半衰期。

还有一种通过初始浓度来求反应级数以及速率方程的方法，考试中也会考到。通常会控制变量，使一个反应物的初始浓度发生变化，另一个的不变，给出浓度－时间图。这种情况需要大家在初始浓度位置画出切线，求切线斜率，即反应速率，然后得出速率与此反应物的比例关系。画切线是比较难的，所以大家要勤加练习。目前，锦秋A-Level与英国官方考试局Edexcel合作，在青岛、济南、武汉、长沙、上海、郑州、成都、西安、石家庄、广州、北京、杭州获得了考点授权，未来几十个城市的考点审批正在进行中。老师即是考官，教室即是考点，锦秋A-Level为学生提供专业、高效、便捷的提供考试报名和综合服务，确保学生学得专心、考得放心。