AP Chemistry

hằng số tốc độrate constant

rate constantVietnamese: hằng số tốc độ

Còn gọi:Also called: hằng số tốc độ phản ứng · k · hằng số tỉ lệ trong định luật tốc độ · proportionality constant · rate constant k

Hằng số tốc độ là đại lượng tỉ lệ nối nồng độ chất tham gia với tốc độ phản ứng trong định luật tốc độ.The rate constant is the proportionality factor that links reactant concentrations to reaction rate in a rate law.

Trực giác: Hằng số tốc độ giống như hệ số quy đổi trên một chiếc cân, cho biết chỉ cần tăng nhẹ lượng nguyên liệu thì thành quả tạo ra sẽ tăng lên tương ứng bao nhiêu.Intuition: Think of the rate constant as the conversion factor on a scale: it tells you how much more product you get for each small increase in starting material.

Công thức chínhKey formula

Rate = k[A]^m[B]^n

Định nghĩa đầy đủFull definition1 phút đọc1 min read

Hằng số tốc độ là hệ số tỉ lệ $k$ trong định luật tốc độ, liên hệ tốc độ phản ứng với nồng độ chất tham gia theo các bậc xác định bằng thực nghiệm. Với một phản ứng trong điều kiện xác định, $k$ không đổi khi nồng độ thay đổi nhưng thay đổi theo nhiệt độ; đơn vị của nó phụ thuộc tổng bậc phản ứng. Không nên nhầm $k$ với tốc độ phản ứng.

The rate constant is the proportionality coefficient $k$ in a rate law, relating the reaction rate to reactant concentrations raised to experimentally determined orders. For a given reaction under given conditions, $k$ stays the same as concentrations change but does change with temperature, and its units depend on the overall order. Do not confuse $k$ with the reaction rate itself.

Ký hiệuNotation

k

v

[A]

m

n

k

v

[A]

m

n

Đơn vịUnitsPhụ thuộc vào tổng bậc phản ứng; ví dụ bậc 1 là

s^{-1}

, bậc 2 là

M^{-1} \cdot s^{-1}

Depends on the overall reaction order; for example, first order is

s^{-1}

and second order is

M^{-1} \cdot s^{-1}

Công thức chi tiếtFormula details2 công thức2 formulas

\htmlClass{fp-0}{Rate} = \htmlClass{fp-1}{k}\htmlClass{fp-2}{[A]^m[B]^n}

\htmlClass{fp-0}{Rate} = \htmlClass{fp-1}{k}\htmlClass{fp-2}{[A]^m[B]^n}

Dùng để biểu diễn tốc độ theo nồng độ chất tham gia, với $k$ là hệ số tỉ lệ.Expresses the rate in terms of reactant concentrations, with $k$ as the proportionality coefficient.

Trong đóWhere

k

hằng số tốc độ (rate constant) — phụ thuộc bậc phản ứngrate constant — depends on reaction order

[A], [B]

nồng độ chất phản ứng A và B — Mconcentrations of reactants A and B — M

m, n

bậc phản ứng theo từng chất — không thứ nguyênreaction order with respect to each reactant — dimensionless

Rate

tốc độ phản ứng — M/sreaction rate — M/s

\htmlClass{fp-0}{k} = \htmlClass{fp-1}{A}\htmlClass{fp-2}{e^{-\htmlClass{fp-3}{E_a/RT}}}

\htmlClass{fp-0}{k} = \htmlClass{fp-1}{A}\htmlClass{fp-2}{e^{-\htmlClass{fp-3}{E_a/RT}}}

Dùng để tính hoặc so sánh $k$ theo nhiệt độ, hoặc xác định $E_a$ từ dữ liệu thực nghiệm.Used to calculate or compare $k$ at different temperatures, or to extract $E_a$ from experimental data.

Trong đóWhere

k

hằng số tốc độ — phụ thuộc bậc phản ứngrate constant — depends on reaction order

A

hệ số Arrhenius (pre-exponential factor) — cùng đơn vị với

k

Arrhenius factor (pre-exponential factor) — same units as

k

E_a

năng lượng hoạt hóa (activation energy) — J/molactivation energy — J/mol

R

hằng số khí lí tưởng — 8.314 J/(mol·K)ideal gas constant — 8.314 J/(mol·K)

T

nhiệt độ tuyệt đối — Kabsolute temperature — K

Hay hiểu saiCommon misconceptions3 ý · 1 phút đọc3 points · 1 min read

Đơn vị của $k$ không cố định.

Nó được suy bằng cân bằng thứ nguyên trong định luật tốc độ và phụ thuộc tổng bậc phản ứng; chẳng hạn, đơn vị $s^{-1}$ ứng với bậc một.

Tăng nồng độ chất phản ứng không làm $k$ tăng.

Nồng độ làm đổi tốc độ qua các thừa số nồng độ; $k$ phụ thuộc nhiệt độ, bản chất phản ứng và chất xúc tác.

$k$ không phải là tốc độ phản ứng.

Khi nhiệt độ không đổi, $k$ giữ nguyên còn tốc độ giảm khi chất phản ứng bị tiêu thụ. Chỉ ở bậc 0, hai đại lượng mới trùng giá trị và đơn vị.

The units of $k$ are not fixed.

They follow from dimensional analysis of the rate law and depend on the overall order; $s^{-1}$ , for example, corresponds to first order.

Raising reactant concentration does not raise $k$ .

Concentration changes the rate through the concentration terms, while $k$ depends on temperature, the nature of the reaction, and catalysts.

$k$ is not the reaction rate.

At constant temperature $k$ holds steady while the rate falls as reactants are consumed; only for zero order do the two share the same value and units.

Mẹo phòng thiExam tips2 mẹo2 tips

Hãy suy đơn vị của $k$ bằng cân bằng thứ nguyên.

Với tốc độ đo bằng $M/s$ và tổng bậc $n$ , đơn vị của $k$ là $M^{1-n}s^{-1}$ ; chiều ngược lại cho phép suy tổng bậc.

Khi giải thích $k$ thay đổi, hãy nêu nhiệt độ hoặc năng lượng hoạt hóa.

Nhiệt độ cao hơn hoặc chất xúc tác tạo cơ chế có $E_a$ thấp hơn đều làm $k$ tăng; chỉ nói phản ứng nhanh hơn chưa đủ.

Derive the units of $k$ by dimensional analysis.

If rate is in $M/s$ and the overall order is $n$ , then $k$ has units $M^{1-n}s^{-1}$ ; running the logic backward gives the overall order.

When explaining a change in $k$ , cite temperature or activation energy.

A higher temperature, or a catalyst providing a pathway with lower $E_a$ , increases $k$ ; saying only that the reaction speeds up earns no credit.

Tần suất trong đề AP ChemistryHow often it shows up on AP ChemistryThường xuyênVery common

Khái niệm này sinh ra từ đâuWhere the concept comes from1 phút đọc1 min read

1864GuldbergWaageWilhelmy

Năm 1864, Guldberg và Waage dùng hằng số tốc độ trong định luật tác dụng khối lượng để liên hệ tốc độ với nồng độ chất tham gia.

In 1864, Guldberg and Waage used a rate constant in the law of mass action to relate reaction rate to reactant concentrations.

Vì sao mang đúng cái tên này? Tên gọi phản ánh đúng vai trò toán học của đại lượng này: nó là hằng số tỉ lệ trong biểu thức nối tốc độ với nồng độ, nên ghép "tốc độ" với "hằng số" thành một cái tên mô tả chứ không phải một cái tên vinh danh ai. Chữ "hằng" ở đây cần được hiểu có giới hạn, vì đại lượng này chỉ đứng yên khi nồng độ thay đổi mà nhiệt độ giữ nguyên; hễ đổi nhiệt độ thì nó đổi theo. Chính vì vậy nhiều tài liệu chuyên ngành thích gọi nó là hệ số tốc độ (rate coefficient) hơn, và ký hiệu $k$ được dùng gần như thống nhất trong các phương trình động học. Một hệ quả thú vị của cách đặt tên này là đơn vị của $k$ không cố định: nó phụ thuộc vào bậc phản ứng (reaction order), nên cùng mang một cái tên nhưng $k$ của phản ứng bậc nhất và bậc hai lại có thứ nguyên khác nhau.

Nguồn đối chiếuSources

Thử nghiệm tương tácInteractive explorer

Kéo nồng độ — tốc độ chạy dọc đường cong nhưng k đứng im

Kéo tham số, thấy khái niệm chuyển động — đăng nhập để mở.Drag the parameters and watch the concept move — sign in to open.

Tạo tài khoảnCreate an account

Bạn nắm chắc chưa?Check your understanding

Quiz câu thật từ ngân hàng đềReal exam questions from our question bank

Vài câu thật gắn đúng khái niệm này, chấm ngay kèm giải thích từng đáp án — hệ thống ghi nhớ bạn nắm tới đâu.A few real questions on exactly this concept, graded instantly with an explanation for every choice — the system remembers how well you know it.

Tạo tài khoảnCreate an account

Học tiếp từ đâyKeep learning

Bài học chứa thuật ngữ nàyLesson that uses this termTốc độ phản ứngĐộng học · khoácourse AP Chemistry

Bài học chứa thuật ngữ nàyLesson that uses this termGiới thiệu về định luật tốc độĐộng học · khoácourse AP Chemistry

Dẫn tớiLeads tophương trình ArrheniusArrhenius equation (sắp có)(coming soon)phương trình động học tích phânintegrated rate law

Mục tiêu và lộ trình unit ai cũng xem được — làm bài tập và lưu tiến độ thì cần đăng nhập.Anyone can view a unit's goals and roadmap — sign in to do the exercises and save your progress.

Hay nhầm vớiOften confused with

Thuật ngữTermKhác nhau ở đâuHow they differHay nhầm khiMixed up when

hằng số cân bằng (equilibrium constant)keq

Khác nhau ở đâuHow they differHằng số tốc độ đặc trưng cho tốc độ phản ứng và phụ thuộc vào cơ chế phản ứng. Hằng số cân bằng đặc trưng cho tỉ lệ sản phẩm và chất phản ứng khi đạt trạng thái cân bằng.

Hay nhầm khiMixed up whenĐề bài cho hai giá trị hằng số K và k rồi hỏi về chiều hướng phản ứng hoặc tốc độ

Cùng chủ đềSame topic

Nguồn tham khảoReferences

[1]Chemistry The Central Science in SI Units 15th Expanded Global Edition. tr. 17, 669–670.