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物理化学中关于n级反应及其半衰期的讨论
摘要：相对于积分法和微分法，由半衰期法确定反应级数的方法具有更高的可靠性和普适性。但教科书上由n级反应
推导半衰期的过程却较为模糊。本文通过四种不同的方法详细探讨了n级反应及其半衰期的推导过程，有利于学生加深
对n级反应及其半衰期推导过程的认识。
关键词：n级反应；半衰期；微分式；积分式；推导
中图分类号：G64；O6
DiscussiononthenthOrderReactionandItsHalf-LifeinPhysical
Chemistry
111112
LIZuopeng,SHANGJianpeng,WUMeixia,SUCaina,GUOZiying,ZHANGSanbing,
GUOYong1,*
1
SchoolofChemistryandEnvironmentalEngineering,ShanxiDatongUniversity,Datong037009,ShanxiProvince,P.R.China.
2DepartmentofAppliedChemistry,CollegeofSciences,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100193,P.R.China.
Abstract:Comparingwithintegralanddifferentialmeans,thehalf-lifemeanderivedfromnthorderreactionto
confirmreactionorderismorereliableanduniversal.However,thederivationprocessesintextbooksarenotclear.In
thispaper,wediscussedthederivationprocessesofnthorderreactionanditshalf-lifeindetailsusingfourdifferent
ways.Itisbeneficialforstudentstodeepentheunderstandingofderivationprocessesaboutnthorderreactionand
itshalf-life.
KeyWords:nthorderreaction;Half-life;Differentialform;Integralform;Derivation
研究化学反应动力学确定其反应级数具有重要意义，这不仅是因为反应级数体现浓度对反应速
[1–4]
率的影响程度，而且是推测反应机理的最重要依据。许多物理化学教材中，都详细讨论了形式为
dc
rkcn类型速率方程的反应级数的确定方法，主要有3种，即积分法、微分法和半衰期法。
dt
积分法又叫尝试法，只适用于简单整数级数的反应；微分法虽然可以确定整数的和非整数的反应级
数，但在求斜率过程中容易引起较大误差；与前面两种方法相比，半衰期法具有更高的可靠性和普
适性。
2大学化学Vol.33
1学生在学习n级反应及其半衰期的过程中遇到的困惑
学生们在由n级反应推导其半衰期形式的过程中，会遇到一些困惑，如《物理化学》南京大学
版(傅献彩等编，第4、5版)和面向21世纪教材《物理化学》(韩德刚等编)直接给出了n级反应的定
[5–7]
积分形式和半衰期形式，而详细的推导过程却没有给出；《物理化学》南京大学版的习题8中(第
216页)又有专门的习题来推导n级反应的半衰期，可见
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