反應機理
經過一次碰撞即可完成的反應, 叫基元反應。前面提到的: NO2 + CO = NO + CO2 在高溫下, 經反應物一次碰撞, 即可完成反應, 故為基元反應.從反應進程 — 勢能圖上, 我們可以得出結論, 如果正反應是基元反應, 則其逆反應也必然是基元反應, 且正逆反應經過同一活化絡合物作為過渡態. 這就是微觀可逆性原理.
H2 + I2 = 2HI , 不是基元反應, 它的反應機理為:
a) I2 = 2I b) I + I + H2 = 2HI
所以 H2 + I2 = 2HI 稱為複雜反應, 其中 a) 和 b)兩步都是基元反應, 稱為複雜反應的基元步驟.
質量作用定律
在空氣中即將熄滅的餘燼的火柴, 放到純氧中會復燃.
說明濃度大的體系, 活化分子組的數目比濃度小的體系多, 有效碰撞次數增加, 反應加快, 結果, 餘燼的火柴復燃.
在基元反應中, 或在非基元反應的基元步驟中, 反應速率和反應物濃度之間, 有嚴格的數量關係, 即遵循質量作用定律.
aA + bB = gG + hH 基元反應
則:
恆溫下, 基元反應的速率同反應物濃度冪的連積成正比, 冪指數等於反應方程式中的化學計量數. 這就是質量作用定律. 上式也叫做速度定律表示式.
質量作用定律的表達式, 經常稱為反應速率方程, 速率方程中, [A], [B] 表示某時刻反應物的濃度, vi 是以物質 i 的濃度表示的反應瞬時速率, 即反應物為 [A], [B] 時的瞬時速率。
ki 是速率常數, 在反應過程中不隨濃度變化, 但 ki 是溫度的函式, 不同溫度下, ki 不同.
a 和 b 之和, 稱為這個基元反應的反應級數, 可以說, 該反應是 (a+b) 級反應. 也可以說, 反應對 A 是 a 級的; 對 B 是 b 級的.
在基元反應中, 由 a 個 A 分子和 b 個 B 分子, 經一次碰撞完成反應, 我們說, 這個反應的的分子數是(a+b), 或說這個反應是(a+b)分子反應.
只有基元反應, 才能說反應分子數!
在基元反應中, 反應級數和反應分子數數值相等, 但反應分子數是微觀量, 反應級數是巨觀量