实验事实表明，恒温下增加反应物的浓度则反应速率增大，但完成反应需要更长时间。由图3-1可知，将反应物按一定比例混合后发生反应，随着时间的延续反应速率减小。

3.2.1 反应物浓度对反应速率的影响

1. 速率方程

实验表明，对于反应

aA+bB=gG+hH

反应的瞬时速率r与反应物浓度之间的关系为

r=k[A]^m[B]ⁿ

这就是反应的速率方程，或称为质量作用定律。k为速率常数，在恒温下k不因反应物浓度的改变而变化；k、m和n可由实验测得。反应的速率方程可通过实验获得。

【例3-1】测得反应aA+bB=gG+hH的反应物初始浓度和反应速率的数据如下所示，试根据实验数据给出反应的速率方程。

解对比表中实验数据可发现：

反应物B的初始浓度不变时，A的初始浓度增加1倍，反应速率也增加1倍，即r∝[A]¹；

反应物A的初始浓度不变时，B的初始浓度增加1倍，反应速率不变，即r∝[B]⁰。

因此，反应的速率方程是

r_B=k_B[A]

2.反应级数

若反应的速率方程为

r=k[A]^m[B]ⁿ

则(m+n)称为该反应的反应级数，或者说该反应为(m+n)级反应。反应级数也可只对某一种反应物而言，如反应对反应物A是m级反应，对反应物B是n级反应。

反应级数可以是整数。例如，H₂和I₂反应的化学方程式和反应的速率方程为

H₂+I₂=2HI                 r=k[H₂][I₂]

反应级数为2，或者说对H₂和I₂均为一级反应。

反应级数可以是分数。例如，Cl₂和H₂反应的化学方程式和反应的速率方程为

H₂+Cl₂=2HCI         r=k[H₂][Cl₂]^1/2

反应级数为3/2，或者说对H₂为一级反应，对Cl₂为1/2级反应。

有些反应没有确定的反应级数。例如，Br₂和H₂反应的化学方程式和反应的速率方程为

反应的级数也可以是零。例如，Na与H₂O反应的化学方程式和反应的速率方程为

2Na+2H₂O=2NaOH+H₂            r=k

反应的速率与反应物浓度无关，是零级反应。

3.速率常数k

若反应aA+bB=gG+hH的速率方程为r=k[A]^m[B]ⁿ，当各种反应物浓度皆为1mol·dm^-3时，r=k。

速率常数k是各种反应物浓度皆为1mol·dm³时的反应速率，或称为比速常数。在相同的浓度和反应级数条件下，可用速率常数的大小来比较化学反应的速率。

速率常数的单位与反应级数有关。反应速率的国际单位是mol·dm^-3。s^-1，若浓度单位为mol·dm^-3，对于n级反应则速率常数k的单位是

可见，n级反应的速率常数k的单位是mol^(1-n).dm^-3(1-n).s^-1或(mol·dm^-3)(1-n).s^-1。

零级反应的速率常数的单位是mol·dm^-3.s^-1，与反应速率的单位一致；一级反应的速率常数的单位是时间的倒数，即s1；二级反应的速率常数的单位是mol^-1.dm³·s^-1。

用不同物质的浓度的变化来表示反应速率时，速率方程中速率常数的值经常是不同的，这与反应式中物质的化学计量数有关。对于反应

aA+bB=gG+hH

其速率方程的通式为

r_i=k_i[A]_m[B]_n

不论用哪种物质的浓度变化来表示反应速率，[A]_m[B]_n项是相同的，因此反应速率常数间的关系与反应速率间的关系一致。由于反应速率间的关系为

因此速率常数间的关系为

文章来源：《无机化学核心教程（第二版）》

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