速度定律英文解釋翻譯、速度定律的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【醫】 of velocities law
分詞翻譯:
速度的英語翻譯:
career; pace; quickness; rapidity; rate; speed; velocity
【化】 velocity
【醫】 rate; speed; velocity
定律的英語翻譯:
law
【化】 law
【醫】 law
專業解析
在化學動力學領域,速度定律(英文:Rate Law),也稱為速率定律或速率方程,是描述化學反應速率與反應物濃度之間定量關系的數學表達式。它揭示了反應速率如何隨反應體系中各物質濃度的變化而變化,是理解和預測化學反應行為的關鍵工具。
1.定義與數學表達
- 漢英定義: 速度定律指出,在恒定溫度下,化學反應的瞬時速率與各反應物濃度的幂次方乘積成正比。其一般形式為:
$$ r = k[ce{A}]^m[ce{B}]^n $$
- 式中:
$ r $
:反應的瞬時速率(通常以 mol·L⁻¹·s⁻¹ 為單位)。
$ k $
:速率常數 (Rate Constant),特定溫度下的特征常數,與濃度無關,但受溫度、催化劑影響。其單位取決于反應的總級數。
$ [ce{A}], [ce{B}] $
:反應物 A 和 B 的濃度(通常以 mol·L⁻¹ 為單位)。
$ m, n $
:分别是對反應物 A 和 B 的反應級數 (Order of Reaction)。這些指數通常通過實驗測定,是正整數、零、分數或負數(對于抑制劑),不一定等于化學反應方程式中的計量系數。
- 總反應級數 (Overall Order) 是各反應物級數之和 (
$ m + n + ... $
)。
2.反應級數的意義
- 零級反應 (
$ m=0 $
): 反應速率與反應物濃度無關,保持恒定($ r = k $
)。例如,某些表面催化反應或受限于酶濃度的生化反應。
- 一級反應 (
$ m=1 $
): 反應速率與一種反應物濃度的一次方成正比($ r = k[ce{A}] $
)。放射性衰變、許多分解反應屬于此類。其半衰期與初始濃度無關。
- 二級反應 (
$ m=2 $
或 $ m=1, n=1 $
): 反應速率與一種反應物濃度的平方成正比($ r = k[ce{A}] $
),或與兩種反應物濃度的一次方乘積成正比($ r = k[ce{A}][ce{B}] $
)。許多雙分子反應,如一些取代反應、加成反應屬于此類。
- 更高級數或分數級數: 表明反應機理可能更複雜,涉及多步反應或中間體。
3.測定方法
速度定律不能直接從配平的化學方程式推導得出,必須通過實驗測定。常用方法包括:
- 初始速率法: 測量不同初始濃度下反應的初始速率,通過比較确定各反應物的級數。
- 積分法: 将假定的速率方程積分,得到濃度與時間的函數關系式,通過拟合實驗數據(如濃度-時間圖)來确定級數和速率常數
$ k $
。
4.重要性與應用
- 揭示反應機理: 速度定律的形式為推測反應發生的微觀步驟(反應機理)提供重要線索。例如,一個複雜反應的總速率定律可能隻由其中最慢的步驟(決速步)決定。
- 預測反應行為: 利用速度定律可以計算特定濃度下的反應速率,預測反應進行到某一程度所需的時間(如半衰期),或計算達到特定濃度所需的時間。
- 優化工業過程: 在化工生産中,理解反應速率與濃度的關系對于優化反應條件(如反應物配比、反應器設計)、控制生産效率和産品質量至關重要。
權威參考來源:
- 高等教育出版社 - 《物理化學》教材 (中文權威教材): 詳細闡述化學反應動力學基礎,包括速度定律的定義、推導、測定方法及應用。 [鍊接示例:需替換為真實有效鍊接,例如某大學課程頁面或出版社官方介紹頁]
- Atkins' Physical Chemistry (11th Edition) by Peter Atkins, Julio de Paula, James Keeler (英文經典教材): Chapter 17 "Chemical Kinetics" provides a rigorous treatment of rate laws, reaction orders, and their determination. [鍊接示例:需替換為真實有效鍊接,例如出版社官網或知名圖書平台]
- Master Organic Chemistry - Rate Law and Reaction Order (知名化學教育網站): 提供對速率定律的清晰解釋,特别是其在有機反應機理研究中的應用。 https://www.masterorganicchemistry.com/2012/06/29/whats-a-rate-law-or-rate-equation/
- Khan Academy - Introduction to rate law (免費線上教育平台): 提供速率定律的入門視頻和解釋,適合初學者理解基本概念。 https://www.khanacademy.org/science/ap-chemistry-beta/x2eef969c74e0d802:kinetics/x2eef969c74e0d802:introduction-to-rate-law/v/introduction-to-rate-law
網絡擴展解釋
“速度定律”在科學中通常指描述物體運動或化學反應速率規律的定律,但不同領域的具體含義有所不同。以下是兩種常見解釋:
一、化學中的速率定律(Rate Law)
這是描述化學反應速率與反應物濃度關系的數學表達式,可能用戶筆誤為“速度定律”。
-
定義與公式
速率定律表達式為:
$$text{rate} = k[A]^m[B]^n$$
其中:
- (k):速率常數,與溫度、催化劑有關;
- ([A], [B]):反應物濃度;
- (m, n):反應級數(由實驗測定)。
-
反應級數
- 總反應級數 = (m + n);
- 基元反應(一步完成的反應)的級數等于化學計量數;
- 非基元反應需通過實驗确定級數。
-
應用示例
如反應 (2H_2O_2 rightarrow 2H_2O + O_2),實驗測得速率與([H_2O_2])成正比,故速率定律為 (text{rate} = k[H_2O_2]),為一級反應。
二、物理學中的速度相關定律
可能涉及以下内容:
- 勻速直線運動:速度公式 (v = frac{s}{t});
- 勻變速運動:速度公式 (v = v_0 + at);
- 流體力學:伯努利方程中的流速與壓強關系。
三、注意事項
- 化學中的“速率定律”是核心概念,而“速度定律”更常見于物理運動學;
- 若需深入某一領域(如反應機理分析),建議結合具體反應或運動模型進一步探讨。
分類
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