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輸入計算

數學公式

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結果

反應速率
0.5
mol·L⁻¹·s⁻¹
總反應級數 (m + n) 1
[A]^m 項 1
[B]^n 項 1

什麼是速率定律計算器?

速率定律(又稱速率方程式)描述化學反應的快慢與反應物濃度之間的關係。對於含有反應物 A 與 B 的一般反應,反應速率可表示為 \(\text{rate} = \text{k} \cdot [\text{A}]^{\text{m}} \cdot [\text{B}]^{\text{n}}\),其中 k 為速率常數,[A] 與 [B] 為莫耳濃度,mn 則分別代表對各反應物的反應級數。本計算器可即時計算這個算式,並同時回報總反應級數 m + n。

使用方法

輸入速率常數 k、反應物 A 的濃度與級數,若有需要也可輸入反應物 B 的對應數值。如果你的反應只受單一反應物影響,只要把第二個級數設為 0(該項便會變成 1,不會產生任何影響)即可。計算器會回傳瞬時反應速率,並列出每一個濃度項,讓你清楚看到它們各自的貢獻。

公式說明

反應級數是由實驗測定的,並非直接取自化學計量係數。零級項無論濃度多少都只貢獻 1;一級項與濃度成正比;二級項則與濃度的平方成正比。速率常數 k 的單位會隨總反應級數而改變,如此才能確保算出的速率單位永遠是 mol·L⁻¹·s⁻¹。

標註速率定律各部分的示意圖:速率常數、濃度和反應級數指數
速率定律的各組成部分:速率常數 k、濃度,以及反應級數指數 m 和 n。

範例演算

假設 k = 0.5、[A] = 2 mol/L 且級數 m = 2、[B] = 3 mol/L 且級數 n = 1。則 \([\text{A}]^2 = 4\)、\([\text{B}]^1 = 3\),因此 $$\text{rate} = 0.5 \times 4 \times 3 = 6 \ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}$$ 總反應級數為 \(2 + 1 = 3\)。

比較零級、一級和二級反應中反應速率隨濃度變化的圖表
零級、一級和二級反應中速率隨濃度的變化關係。

常見問題

反應級數可以是分數或負數嗎?可以——實驗測定的級數有可能是分數,甚至是負數;本計算器透過冪函數運算,可接受任何實數值。

如果只有一種反應物該怎麼辦?把 [B] 設為任意數值,並將其級數 n 設為 0,這樣 [B] 項就會等於 1。

如何求出速率常數 k?在實驗中測量反應速率與各反應物濃度,再將速率定律重新整理:$$\text{k} = \frac{\text{rate}}{[\text{A}]^{\text{m}} \cdot [\text{B}]^{\text{n}}}$$

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