獨立化學反應數英文解釋翻譯、獨立化學反應數的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 number of independent chemical reactions

分詞翻譯：

獨立的英語翻譯：

independence; stand alone
【經】 independence

化學反應的英語翻譯：

【化】 chemical reaction

數的英語翻譯：

a few; count; enumerate; fate; frequently; list; number; numeral; numeric
reckon; repeatedly; serveral
【計】 crossing number; N
【醫】 number
【經】 number

專業解析

在化學熱力學和反應工程領域，"獨立化學反應數"（Number of Independent Chemical Reactions）是一個核心概念，用于描述一個包含多個化學反應的體系中，能夠完整表征該體系化學變化所需的最少反應數目。以下從漢英詞典角度進行詳細解釋：

一、術語定義與核心含義

中文釋義
"獨立化學反應數"指：在一個包含多種物質和可能發生的多個化學反應的複雜體系中，彼此間不能通過線性組合相互推導的化學反應的數量。這些反應構成了描述體系組成變化的最小完備集。
英文對照
- 獨立：Independent → 強調反應之間無線性相關性（Linearly Independent）。
- 化學反應數：Number of Chemical Reactions → 體系内可發生的化學轉化過程的數量。
  完整術語：Number of Independent Chemical Reactions（縮寫：$R_{text{ind}}$）。

二、數學與熱力學基礎

線性無關性
若一組反應中任一反應的計量方程不能表示為其他反應的線性組合，則這些反應獨立。例如：
- 反應1： $ce{2H2 + O2 -> 2H2O}$
- 反應2： $ce{H2 + 1/2O2 -> H2O}$
  反應2可由反應1乘以系數0.5得到，故二者不獨立。
吉布斯相律擴展
對于多反應體系，組分數（$C$）與獨立反應數（$R{text{ind}}$）的關系為：

$$ F = C - R{text{ind}} - P + 2 $$

其中 $F$ 為自由度，$P$ 為相數。獨立反應數是确定體系平衡狀态的關鍵參數。

三、實際應用場景

反應路徑分析
在化工流程模拟中（如Aspen Plus），需輸入獨立反應以構建物料與能量平衡模型，避免冗餘計算。

來源：《化學反應工程分析》（ISBN 978-7-122-15267-3）
平衡常數關聯
若存在非獨立反應，其平衡常數可由獨立反應的平衡常數推導得出。例如合成氨體系：
- 獨立反應： $ce{N2 + 3H2 <=> 2NH3}$
- 非獨立反應： $ce{1/2N2 + 3/2H2 <=> NH3}$ 的 $K_p' = sqrt{K_p}$。
動力學模型簡化
催化反應網絡（如石油裂解）中，通過識别獨立反應數減少微分方程數量，降低求解複雜度。

來源：國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）《化學動力學術語指南》

四、權威定義參考

《物理化學》（傅獻彩著）：
"獨立反應是指不能用其他反應的線性組合表示的反應，其數目等于體系中所有可能反應的計量系數矩陣的秩。"

IUPAC Gold Book：
"Independent Reactions: A set of reactions in which no reaction can be expressed as a linear combination of the others."

訪問鍊接（需國際網絡訪問權限）

"獨立化學反應數"的本質是消除冗餘反應後的最小反應集合基數，其值由體系的物質組成與守恒定律（如元素守恒）共同決定。該概念是解決複雜反應體系熱力學平衡、動力學建模及流程優化的數學基礎。

網絡擴展解釋

獨立化學反應數是指在一個化學反應體系中，無法通過線性組合相互推導的獨立反應的最大數量。它主要用于化學計量學分析，幫助簡化複雜體系的平衡計算。以下是其核心要點：

一、定義與判斷準則

線性獨立性
若一組反應中任意一個反應都不能表示為其他反應的線性組合（如加減乘除），則這些反應互為獨立。例如，若體系中有反應A→B和A→C，但無法通過組合兩者得到第三個反應，則它們是獨立的。
數學表達
對于m個反應，若不存在一組非零系數$lambdaj$，使得$sum{j=1}^m lambdaj u{ij} = 0$（$ u_{ij}$為第j個反應中物質i的化學計量數），則這些反應獨立。

二、計算方法

化學計量系數矩陣法
将各反應的化學計量數組成矩陣，獨立反應數等于該矩陣的秩。例如，若矩陣秩為2，則獨立反應數為2。
物種數-基本單元數法
獨立反應數 = 物種數（S） - 獨立構成物種的基本單元數（如元素或離子數，記為C）。例如，若體系包含CO、CO₂、O₂三種物質，則基本單元數為C和O（C=2），獨立反應數為3-2=1。

三、應用與注意事項

化學平衡分析
獨立反應數用于簡化相律中的自由度計算，如确定體系平衡時的獨立變量。
動力學研究的區别
化學計量學中僅需考慮獨立反應，但研究反應速率時需涵蓋所有實際發生的反應。

四、示例說明

假設體系包含以下反應：
① $2H_2 + O_2 → 2H_2O$
② $H_2 + O_2 → H_2O_2$
通過矩陣法計算發現秩為2，說明存在2個獨立反應；若通過物種數法計算（S=4，C=2），同樣得到獨立反應數為2。

如需更深入的數學推導或實際案例分析，可參考化學計量學教材或線性代數在化學中的應用。