零级反应(zero-order reactions)(亦称零次幂反应),是指
反应速率与反应物浓度的零次方(即与反应物浓度无关)成正比的化学反应。
基本信息
在
化学中,零级反应(zero-order reactions),是指反应速率与反应物浓度的零次方成正比(即与反应物浓度无关)的化学反应。即
反应级数为0的
化学反应。
定义
零级反应定义:指反应速率与反应物浓度的零次方成正比(即与反应物浓度无关)的化学反应。零级反应较少,一些发生在固体表面上的反应属于零级反应。如氨在钨、铁等催化剂表面上的分解反应。
说明
零级反应方程式
若对任何一个零级反应:A(g)——→ 产物,则-d[A]/dt=k0 [A]0 = k0,即d[A]= -k0dt,当t=0时,[A]=[A]0,当时间为t时,[A]=[A]t,两边积分,整理得,[A]t=[A]0-k0t。
零级反应与时间的对应图像
以零级反应的反应物浓度对时间t作图,呈直线关系,其斜率为(-k0)。
零级反应半衰期
当剩余反应物为起始浓度的一半时,即[A]t=[A]0/2,反应的时间t1/2称为半衰期(half-life)。零级反应的半衰期与反应物的初始浓度成正比。
总结
光化反应与热反应不同, 其活化能来源于特定波长的光能。吸收了一个光子的活化分子具有自己特殊的化学、物理性质并引起光化学过程。当反应物浓度足够大, 使得活化分子一旦形成即可进一步反应时, 正向反应速度就取决于反应物的活化速度。根据爱因斯坦光化当量定律可知, 活化速度与吸收光强度成正比, 而对于反应物, 反应级数为零。因此, 在稳定光照条件下, 正反应为零级反应。而且, 在光化平衡条件下仍可保持这一动力学特征。正由于光化反应的特殊性质, 使本反应在一定浓度范围内平衡不随浓度的改变而移动。