Почему удвоение [A] по-разному меняет скорость при разном порядке?

При нулевом порядке скорость от [A] не зависит. При первом — скорость пропорциональна [A] и удваивается. При втором — пропорциональна [A]² и растёт в четыре раза. Порядок — эмпирический показатель в законе скорости, его не путают с молекулярностью стадии.

Что такое энергия активации в картинке частиц?

Минимальная энергия, которой должны обладать сталкивающиеся молекулы, чтобы реакция произошла. Чем больше E_a, тем меньше доля молекул с достаточной энергией при данной T. Не каждое такое столкновение эффективно — это частично прячет множитель A.

Насколько груба схема «одна необратимая стадия»?

Для курса кинетики её достаточно. Реальные реакции часто обратимы, идут через интермедиаты и несколько реагентов. Сначала осваивают порядок и k(T), затем механизмы.

Почему температура так сильно меняет k?

В Аррениусе k ∝ exp(−E_a/RT). Небольшой рост T резко увеличивает хвост распределения Больцмана: молекул с энергией выше барьера становится заметно больше, чем при линейном законе.

Скорость химической реакции

Уравнение Аррениуса k(T), порядок 0/1/2, кривые [A](t) и схематичные частицы в сосуде.

Частицы в сосуде

Розовый = A · Голубой = B (число ≈ [A]/[A]₀)

Время t0 s

Графики

О модели

Скорость реакции A → B задают порядок по [A] и константа k. Интегральные законы: [A] = [A]₀ − kt (нулевой порядок), [A] = [A]₀ e^{−kt} (первый), 1/[A] = 1/[A]₀ + kt (второй). Зависимость k от температуры — уравнение Аррениуса k = A exp(−E_a/(RT)), где E_a — энергия активации, A — предэкспоненциальный множитель, R — газовая постоянная. Катализатор в модели умножает k (снижает эффективный барьер). На графике — [A](t) и [B](t); рядом схематичные частицы в сосуде. Реакция одностадийная и необратимая, один реагент: обратимость и сложный механизм не включены.

Для кого: 10–11 класс и общая химия: химическая кинетика и уравнение Аррениуса.

Ключевые понятия

уравнение Аррениуса
скорость реакции
константа скорости
энергия активации
порядок реакции
интегральный закон скорости
химическая кинетика

Как это работает

Кинетика A → B: интегральные законы для порядка 0, 1 и 2 по [A]. Константа k либо задаётся напрямую, либо считается по Аррениусу k = A e^{−E_a/RT}; катализатор умножает k. На графике концентрации от времени, в сосуде — схематичные частицы.

Основные формулы

k = A e^(−Eₐ / RT) · Аррениус (R = 8,314 Дж·моль⁻¹·К⁻¹)

0: [A]=[A]₀−kt | 1: [A]=[A]₀e^(−kt) | 2: 1/[A]=1/[A]₀+kt

Часто задаваемые вопросы

Почему удвоение [A] по-разному меняет скорость при разном порядке?: При нулевом порядке скорость от [A] не зависит. При первом — скорость пропорциональна [A] и удваивается. При втором — пропорциональна [A]² и растёт в четыре раза. Порядок — эмпирический показатель в законе скорости, его не путают с молекулярностью стадии.
Что такое энергия активации в картинке частиц?: Минимальная энергия, которой должны обладать сталкивающиеся молекулы, чтобы реакция произошла. Чем больше E_a, тем меньше доля молекул с достаточной энергией при данной T. Не каждое такое столкновение эффективно — это частично прячет множитель A.
Насколько груба схема «одна необратимая стадия»?: Для курса кинетики её достаточно. Реальные реакции часто обратимы, идут через интермедиаты и несколько реагентов. Сначала осваивают порядок и k(T), затем механизмы.
Почему температура так сильно меняет k?: В Аррениусе k ∝ exp(−E_a/RT). Небольшой рост T резко увеличивает хвост распределения Больцмана: молекул с энергией выше барьера становится заметно больше, чем при линейном законе.

Продолжите с близкими темами в этой категории — или все 65 в «Химия».

Вся категория →

НовоеШкольные

Теория столкновений

Запустить симулятор

Жёсткие диски: упругие удары и порог скорости (энергия активации); температура и сравнение с exp(−Eₐ/RT).

НовоеШкольные

Распределение Максвелла–Больцмана и энергия активации

Запустить симулятор

Плотность f(E) по поступательной энергии; доля молекул выше порога активации; сравнение с множителем Аррениуса exp(−Eₐ/RT).

НовоеШкольные

Гальванический элемент

Запустить симулятор

Два полуэлемента, солевой мостик, вольтметр; E° и ЭДС ячейки по уравнению Нернста от концентраций.

НовоеШкольные

Уравнение Нернста

Запустить симулятор

E = E° − (RT/nF) ln Q: потенциал элемента в нестандартных условиях; меняются E°, число электронов n, температура и коэффициент реакции Q.

НовоеШкольные

Энергия Гиббса

Запустить симулятор

ΔG = ΔH − TΔS; знак и самопроизвольность при постоянных давлении и температуре (без Q и K).

НовоеШкольные

Закон Генри

Запустить симулятор

p = k_H c и зависимость k_H(T) от ΔH; кривая растворимости c(T) при постоянном давлении.

Скорость химической реакции

Частицы в сосуде

Графики

О модели

Как это работает

Основные формулы

Часто задаваемые вопросы

Похожие симуляторы

Теория столкновений

Распределение Максвелла–Больцмана и энергия активации

Гальванический элемент

Уравнение Нернста

Энергия Гиббса

Закон Генри

Скорость химической реакции

Частицы в сосуде

Графики

О модели

Как это работает

Основные формулы

Часто задаваемые вопросы