现代燃烧和爆炸理论：基元反应类型和速率

如上文所述，基元反应有两个关键特征：①反应物粒子必须彼此物理碰撞才能发生反应；②反应可逆。只有少数类型反应满足此标准。

第一种类型的基元反应称为单分子反应，只有一种反应物：

单分子反应包括键断裂反应和异构化反应。实际上单分子反应也需要反应物分子与另一种不发生反应的分子发生碰撞，并不违背基元反应的第一个标准。将另一种不发生反应的粒子的浓度用[M]表示，则单分子反应应当表示为

单分子反应的速率与反应物A的摩尔浓度成正比，即

本书中[X]代表组分X 的摩尔浓度（mol/cm3）。式（3.7）中的比例系数k（s-1）是反应率常数。考虑到实际基元反应，反应速率为

比较式（3.7）和式（3.8），显然

如果A 是反应器中唯一的组分，k 在整个反应过程中是常数，则A 的摩尔浓度随时间的变化为

这里[A]0是初始时刻（t=0）时的浓度。式（3.5）表示的反应为一阶反应，而式（3.6）表示的反应为二阶反应。反应阶数表示的是反应速率与反应物浓度的幂的依赖关系，n阶反应表示反应速率与反应物浓度的n次幂成正比。

第二种类型的基元反应称为双分子反应，一般表示为

反应速率为(www.xing528.com)

同样，比例系数k（cm3⋅mol-1⋅s-1）是反应速率常数。由于[A]和[B]随时间变化，式（3.12）无法得到解析解。但是对于两种特殊情况，可以得到式（3.12）的解析解。第一种情形：如果A和B是相同的组分，则反应式（3.11）变为

反应速率表达式（3.12）变为

假设k在整个反应过程中是常数，对式（3.14）进行积分可以得到组分A的浓度为

第二种情形：初始体系中某种组分浓度远大于另一种，如[B]0≫[A]0。当组分A 消耗殆尽时，B的浓度变化很小，因此可以假设k'≈k[B]0=constant，可以得到

第二种情形的双分子反应被称为伪单分子反应。

三分子反应要求三个分子同时碰撞，一般表示为

反应速率为

反应速率常数k的单位为cm6⋅mol-1⋅s-1。