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二级反应模拟:倒浓度直线与半衰期

调整速率常数和初始浓度,观察二级反应曲线与倒浓度图。

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概览

二级反应的速率随浓度变化:浓度下降时,消耗变慢。这个模拟同时展示浓度、倒浓度、碰撞示意和浓度比较,帮助区分曲线形状与半衰期。

先设置参数

k 的范围为 0.1–2.0 M⁻¹s⁻¹、步长 0.1;初始浓度范围 0.5–5.0 M、步长 0.5。设定后点击重置,时间归零且暂停,滑块保留;仅调整滑块不一定重置当前状态。

浓度曲线按 [A]=[A]₀/(1+k[A]₀t) 计算;倒浓度图的斜率为 k、截距为 1/[A]₀。界面 R² 固定显示 1.000,并非对实验数据的拟合。

先设置参数
控件范围 / 步长
k0.1–2.0 M⁻¹s⁻¹ / 0.1
[A]₀0.5–5.0 M / 0.5

读懂半衰期与比较图

模型半衰期是 1/(k[A]₀)。初始浓度越高,第一半衰期越短;连续减半时的半衰期则逐渐增长。碰撞粒子是示意,不应把粒子数当成精确的解析浓度。

勾选零级或一级参照可比较形状;这些曲线不是同一真实实验的拟合结果。

使用方式

  1. 1设定 k 和初始浓度后重置。
  2. 2查看半衰期、倒浓度图的斜率和截距。
  3. 3每次只改变一个参数并重置后比较。

常见失败与 edge cases

  • 时间步

    每帧以固定步长推进,显示时间不保证等于墙钟时间。

  • 理想模型

    公式和图形说明理想二级动力学,不构成真实反应机理或实验拟合证明。

示例

1. 建立基准

如何使用

设 k=0.5 M⁻¹s⁻¹、[A]₀=1 M,重置并读取半衰期、斜率和截距。

结果

分别为 2.00 s、0.500 和 1.000;1/(0.5×1)=2。

2. 加倍速率常数

如何使用

保持 [A]₀=1 M,将 k 改为 1.0 后重置。

结果

半衰期为 1.00 s,斜率为 1.000;k 加倍使半衰期减半。

3. 加倍初始浓度

如何使用

恢复 k=0.5,将 [A]₀ 改为 2 M 后重置。

结果

半衰期为 1.00 s,截距为 0.500;初始浓度加倍使倒数截距和首个半衰期减半。

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