速度定律英文解释翻译、速度定律的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【医】 of velocities law
分词翻译:
速度的英语翻译:
career; pace; quickness; rapidity; rate; speed; velocity
【化】 velocity
【医】 rate; speed; velocity
定律的英语翻译:
law
【化】 law
【医】 law
专业解析
在化学动力学领域,速度定律(英文:Rate Law),也称为速率定律或速率方程,是描述化学反应速率与反应物浓度之间定量关系的数学表达式。它揭示了反应速率如何随反应体系中各物质浓度的变化而变化,是理解和预测化学反应行为的关键工具。
1.定义与数学表达
- 汉英定义: 速度定律指出,在恒定温度下,化学反应的瞬时速率与各反应物浓度的幂次方乘积成正比。其一般形式为:
$$ r = k[ce{A}]^m[ce{B}]^n $$
- 式中:
$ r $
:反应的瞬时速率(通常以 mol·L⁻¹·s⁻¹ 为单位)。
$ k $
:速率常数 (Rate Constant),特定温度下的特征常数,与浓度无关,但受温度、催化剂影响。其单位取决于反应的总级数。
$ [ce{A}], [ce{B}] $
:反应物 A 和 B 的浓度(通常以 mol·L⁻¹ 为单位)。
$ m, n $
:分别是对反应物 A 和 B 的反应级数 (Order of Reaction)。这些指数通常通过实验测定,是正整数、零、分数或负数(对于抑制剂),不一定等于化学反应方程式中的计量系数。
- 总反应级数 (Overall Order) 是各反应物级数之和 (
$ m + n + ... $
)。
2.反应级数的意义
- 零级反应 (
$ m=0 $
): 反应速率与反应物浓度无关,保持恒定($ r = k $
)。例如,某些表面催化反应或受限于酶浓度的生化反应。
- 一级反应 (
$ m=1 $
): 反应速率与一种反应物浓度的一次方成正比($ r = k[ce{A}] $
)。放射性衰变、许多分解反应属于此类。其半衰期与初始浓度无关。
- 二级反应 (
$ m=2 $
或 $ m=1, n=1 $
): 反应速率与一种反应物浓度的平方成正比($ r = k[ce{A}] $
),或与两种反应物浓度的一次方乘积成正比($ r = k[ce{A}][ce{B}] $
)。许多双分子反应,如一些取代反应、加成反应属于此类。
- 更高级数或分数级数: 表明反应机理可能更复杂,涉及多步反应或中间体。
3.测定方法
速度定律不能直接从配平的化学方程式推导得出,必须通过实验测定。常用方法包括:
- 初始速率法: 测量不同初始浓度下反应的初始速率,通过比较确定各反应物的级数。
- 积分法: 将假定的速率方程积分,得到浓度与时间的函数关系式,通过拟合实验数据(如浓度-时间图)来确定级数和速率常数
$ k $
。
4.重要性与应用
- 揭示反应机理: 速度定律的形式为推测反应发生的微观步骤(反应机理)提供重要线索。例如,一个复杂反应的总速率定律可能只由其中最慢的步骤(决速步)决定。
- 预测反应行为: 利用速度定律可以计算特定浓度下的反应速率,预测反应进行到某一程度所需的时间(如半衰期),或计算达到特定浓度所需的时间。
- 优化工业过程: 在化工生产中,理解反应速率与浓度的关系对于优化反应条件(如反应物配比、反应器设计)、控制生产效率和产品质量至关重要。
权威参考来源:
- 高等教育出版社 - 《物理化学》教材 (中文权威教材): 详细阐述化学反应动力学基础,包括速度定律的定义、推导、测定方法及应用。 [链接示例:需替换为真实有效链接,例如某大学课程页面或出版社官方介绍页]
- Atkins' Physical Chemistry (11th Edition) by Peter Atkins, Julio de Paula, James Keeler (英文经典教材): Chapter 17 "Chemical Kinetics" provides a rigorous treatment of rate laws, reaction orders, and their determination. [链接示例:需替换为真实有效链接,例如出版社官网或知名图书平台]
- Master Organic Chemistry - Rate Law and Reaction Order (知名化学教育网站): 提供对速率定律的清晰解释,特别是其在有机反应机理研究中的应用。 https://www.masterorganicchemistry.com/2012/06/29/whats-a-rate-law-or-rate-equation/
- Khan Academy - Introduction to rate law (免费在线教育平台): 提供速率定律的入门视频和解释,适合初学者理解基本概念。 https://www.khanacademy.org/science/ap-chemistry-beta/x2eef969c74e0d802:kinetics/x2eef969c74e0d802:introduction-to-rate-law/v/introduction-to-rate-law
网络扩展解释
“速度定律”在科学中通常指描述物体运动或化学反应速率规律的定律,但不同领域的具体含义有所不同。以下是两种常见解释:
一、化学中的速率定律(Rate Law)
这是描述化学反应速率与反应物浓度关系的数学表达式,可能用户笔误为“速度定律”。
-
定义与公式
速率定律表达式为:
$$text{rate} = k[A]^m[B]^n$$
其中:
- (k):速率常数,与温度、催化剂有关;
- ([A], [B]):反应物浓度;
- (m, n):反应级数(由实验测定)。
-
反应级数
- 总反应级数 = (m + n);
- 基元反应(一步完成的反应)的级数等于化学计量数;
- 非基元反应需通过实验确定级数。
-
应用示例
如反应 (2H_2O_2 rightarrow 2H_2O + O_2),实验测得速率与([H_2O_2])成正比,故速率定律为 (text{rate} = k[H_2O_2]),为一级反应。
二、物理学中的速度相关定律
可能涉及以下内容:
- 匀速直线运动:速度公式 (v = frac{s}{t});
- 匀变速运动:速度公式 (v = v_0 + at);
- 流体力学:伯努利方程中的流速与压强关系。
三、注意事项
- 化学中的“速率定律”是核心概念,而“速度定律”更常见于物理运动学;
- 若需深入某一领域(如反应机理分析),建议结合具体反应或运动模型进一步探讨。
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