反応次数について

質問

反応　2H2+O2⇔2H2O　について
この反応速度はH2とO2の濃度の積に比例する。

という記述があるならば反応速度式は
v=k[H2][O2]
よって反応次数は　1+1=2
ということで良いのでしょうか？
イマイチ自分の答えに自信がもてないので、よろしければアドバイスください^^;

回答No.1

metalic · ベストアンサー

>この反応速度はH2とO2の濃度の積に比例する。
>という記述があるならば
という前提であれば２次反応でいいでしょう。

反応式からみると３次反応になりそうですが、そうならないのはこれが素反応ではないからということになります。

例えば実際には
(1) H2 + O2 -> H2O + O*
(2) H2 + O* -> H2O
の２つの反応段階があって、この２つの反応をまとめて
2H2+O2->2H2O　となっているとします。
(2)が十分速ければ(1)が律速段階となり、全体の速度は(1)の速度
v=k[H2][O2]　
となるでしょう。

以上は、実際の反応機構を知らないでの議論ですので、ご参考までに。

回答No.3

noname#160321

>>反応　2H2+O2⇔2H2O　について
実際の所この反応は左へはほとんど戻らないので
　2H2+O2→2H2O
と考えて結構です。
すでに＃２の方が示されているようにこの反応はラジカル連鎖反応ですので、反応速度は連鎖伸長部分の速度になっています。
solkey様の課題の与件では「反応速度はH2とO2の濃度の積に比例する。」となっていますので水素と酸素の圧（ないし濃度）に各々一次の二次反応で構いません。
一般に三以上の分子が同時に出会って反応する機構はあり得ないと考えられています。しかし反応が多段階で進行する場合には、見かけの速度を決定する「律速段階」の前にある「平衡」部分に関与する分子濃度（圧力）がすべて関与してきますので反応式からは思いもよらぬ反応速度式になる例が少なくありません。

お礼

皆様、ありがとうございます。
反応次数の講義では結構複雑な内容だったので、こんなにあっさり解答しても良いのか不安だったので質問させてもらいました。
無事解決しました、ありがとうございます。

回答No.2

macchan1

単純な反応機構なら3次反応となるはずですが実際は反応機構によって次数は変化する可能性があります。
ご質問のH2とO2の濃度の積に比例するという条件ならご提示の2次反応式で正しいと思います。

ちなみに2H2+O2⇔2H2Oの反応は以下のような複雑な経路で進んでいるようです(以下引用）。

化学反応式は，反応の量的関係を示すものであるが，反応のしくみを示すものではない。実際の化学反応は，反応式で表される反応物が1箇所に集まり，これから一度に生成物が生じるような単純な機構では進まず，いくつかの段階的反応(素反応)を経て起こることが多い。たとえば，2H2＋02→2H20の反応は，次のような多くの素反応を含んでいると考えられる。

1）H2→2H 　　　　2）H＋O2→OH＋O
3）H2＋O→OH＋H　4）H＋O2→HO2
5）HO2＋H2→H2O＋OH　6）OH＋H2→H2O＋H
7）HO2やOH，Hなどが壁に衝突して吸収されることもある。

参考URL：

http://www.keirinkan.com/kori/kori_chemistry/kori_chemistry_2/contents/ch-2/2-bu/2-1-1.htm