双语化学辞典Chem Lexicon
本科Undergraduate 化学动力学 Chemical kinetics

各级反应的半衰期Half-lives for different orders

\[t_{1/2} = \frac{2^{n-1} - 1}{(n-1)k[\mathrm A]_0^{\,n-1}}\ (n \ne 1),\qquad t_{1/2} = \frac{\ln2}{k}\ (n = 1)\]

含义Meaning

n 级反应(单一反应物)的半衰期与初始浓度的 1 − n 次方成正比。测量不同初始浓度下的半衰期即可求级数。

For an nth-order reaction in one reactant, t½ ∝ [A]₀^(1−n). Measuring t½ at different starting concentrations gives n.

符号说明Symbols

符号Symbol含义 Meaning单位 Unit
\(n\)反应级数order1

推导Derivation

  1. \(-d[\mathrm A]/dt = k[\mathrm A]^n\) 积分:\(\frac{1}{n-1}\left([\mathrm A]^{1-n} - [\mathrm A]_0^{1-n}\right) = kt\)。

    Integrate the nth-order law.

  2. 代入 \([\mathrm A] = [\mathrm A]_0/2\) 即得。

    Insert [A] = [A]₀/2.

  3. 取对数 \(\lg t_{1/2} = \text{常数} + (1 - n)\lg[\mathrm A]_0\),斜率 1 − n。

    A log–log plot has slope 1 − n.

适用条件与局限Assumptions & limitations

  • 仅适用于只含一种反应物(或各反应物按计量比)的简单级数反应。

    For simple single-reactant (or stoichiometric) rate laws.