速率常数是化学动力学速率定律中的一个比例因子，它将反应物的摩尔浓度与反应速率联系起来。它也被称为反应速率常数或反应速率系数，在方程式中用字母k表示。

关键收获：速率常数

• 速率常数k是一个比例常数，表示反应物摩尔浓度与化学反应速率之间的关系。
• 利用反应物的摩尔浓度和反应顺序，可以通过实验找到速率常数。或者，可以使用Arrhenius方程计算。
• 速率常数的单位取决于反应的顺序。
• 速率常数不是真常数，因为它的值取决于温度和其他因素。

速率常数方程

写速率常数方程有几种不同的方法。一般反应有一种形式，一级反应和二级反应。另外，你可以用阿累尼乌斯方程求出速率常数。

对于一般化学反应：

aA+bB→ cC+dD

化学反应速率可计算为：

速率=k[A]A[B]B

重新排列术语，速率常数为：

速率常数（k）=速率/（[A]A[B]A）

这里，k是速率常数，[A]和[B]是反应物A和B的摩尔浓度。

字母a和b代表相对于a的反应顺序和相对于b的反应顺序。它们的值是通过实验确定的。它们一起给出了反应的顺序，n：

a+b=n

例如，如果将A的浓度加倍使反应速率加倍或将A的浓度加倍使反应速率加倍，则反应相对于A为一级反应。速率常数为：

k=速率/[A]

如果将A的浓度增加一倍，反应速率增加四倍，反应速率与A浓度的平方成正比。相对于A，反应为二级反应。

k=比率/[A]2

阿累尼乌斯方程的速率常数

速率常数也可用阿累尼乌斯方程表示：

k=Ae Ea/RT

这里，A是粒子碰撞频率的常数，Ea是反应的活化能，R是普遍气体常数，T是绝对温度。从阿累尼乌斯方程可以看出，温度是影响化学反应速率的主要因素。理想情况下，速率常数可以解释影响反应速率的所有变量。

速率常数单位

速率常数的单位取决于反应的顺序。通常，对于a+b级反应，速率常数的单位为mol1−（m+n）·L（m+n）−1·s−1.

• 对于零级反应，速率常数的单位为摩尔/秒（M/s）或摩尔/升/秒（mol·L−1·s−1)
• 对于一级反应，速率常数的单位为每秒s-1
• 对于二级反应，速率常数的单位为升/摩尔/秒（L·摩尔−1·s−1） 或（M）−1·s−1)
• 对于三级反应，速率常数的单位为升平方/摩尔平方/秒（L2·mol−2·s−1） 或（M）−2·s−1)

其他计算和模拟

对于高阶反应或动态化学反应，化学家使用计算机软件进行各种分子动力学模拟。这些方法包括分鞍理论、Bennett-Chandler程序和Milestoning。

不是真常数

尽管它的名字叫速率常数，但它实际上并不是一个常数。它只有在恒定的温度下才成立。它受添加或更换催化剂、改变压力、甚至搅拌化学品的影响。除了反应物的浓度外，如果反应中有任何变化，则不适用。此外，如果一个反应中含有高浓度的大分子，它也不能很好地工作，因为阿累尼乌斯方程假设反应物是进行理想碰撞的完美球体。

来源

• 康纳斯，肯尼斯（1990）。化学动力学：溶液中反应速率的研究。约翰·威利父子公司。ISBN 978-0-471-72020-1。
• 达鲁，查诺斯；斯特林，安德拉斯（2014年）。“分离鞍理论：计算速率常数的新思路”。J.化学。理论计算机。10 (3): 1121–1127. 内政部：10.1021/ct400970y
• 艾萨克斯，尼尔S.（1995）。“第2.8.3节”。物理有机化学（第二版）。哈洛：艾迪生·韦斯利·朗曼。ISBN 9780582218635。
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• 莱德勒，K.J.，迈瑟，J.H.（1982）。物理化学。本杰明/卡明斯。ISBN 0-8053-5682-7。