平衡常數與反應速率常數關係

[罪劍天殤 10]

為何平衡常數=正反應速率常數/逆反應速率常數???

[pein 10]

若aA+bB ---> cC+dD

k(C^c)(D^d) / k(A^a)(B^b)

[男孩 15]

用上面舉的例子，然後假設反應為一步完成，且反應式中所有物質狀態皆為aq

設正反應速率=r=k1[A]^a^b，逆反應速率=r-=k2[C]^c[D]^d

反應達平衡：r=r-得到r/r-=k1[A]^a^b/k2[C]^c[D]^d=1

移項得到k1/k2=[C]^c[D]^d/[A]^a^b=K

[swallow燕子 12]

若aA+bB ---> cC+dD

k(C^c)(D^d) / k(A^a)(B^b)

這樣是假設該反映為一步反應

那如果不是呢?

[pein 10]

多步驟的話好像要由實驗才可以知道是幾級的關係

我上面打得是錯的

[有這種事 12]

真正的級數是要實驗去測得的

測出來之後開始假設反應機構(mechanism)

所以有時候會出現催化劑濃度也列入反應級數

甚至偶爾也會出現0.5這種級數(自由基反應)

這些是有機化學跟物理化學才會用教到

高中應該不會討論這麼負責

應該都是一步驟反應

[男孩 15]

我上面還有多些假設

是說高中多步驟反應都是給實驗數據的題目這樣(H)

這樣證完後似乎自己也比較清楚反應機構了;)

[罪劍天殤 10]

但講義寫不論是一步驟或多步驟反應皆可用此公式~

[男孩 15]

這個應該跟反應中間產物有關，但最後中間產物會消掉

設全反應為aA+bB--->eE

aA+bB--->cC+dD

cC+dD--->eE

設這兩反應皆為一步完成

一式正反應速率=r1=k1[A]^a^b，逆反應速率=r1-=k2[C]^c[D]^d

二式正反應速率=r2=k3[C]^c[D]^d，逆反應速率=r2-=k4[E]^e

反應達平衡：r1=r1-得到r1/r1-=k1[A]^a^b/k2[C]^c[D]^d=1

移項得到k1/k2=[C]^c[D]^d/[A]^a^b=K

同理r2=r2-，整理後得到k3/k4=[E]^e/[C]^c[D]^d=K'

兩步驟相加消去中間產物，反應平衡常數相乘得到最終反應式的平衡常數K"=KxK'=[E]^e/[A]^a^b

ps.如果有個反應物F在第二次反應才參與反應機構的話，只要在k3那多寫一個[F]^f，這樣最後計算出來也會是在分母的反應物那裡歐

我第一次證這個，所以只先舉最簡單的多步驟反應，不過我想更複雜的多步驟反應道理應該一樣吧@@