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在[[化學]]中，'''四級反應'''（[[英文]]：'''fourth-order reaction'''）亦稱'''四次反應'''，是指[[反應級數]]為4的化學反應，或反應速率與所有反應物的總濃度四次方成正比。

四級或四級以上的反應極為罕見，除非該反應有四種或四種反應物。

BrO<sub>3</sub><sup>-</sup> + Br<sup>-</sup> + 2H<sup>+</sup> → 3Br<sub>2</sub> + 3H<sub>2</sub>O即為一種四級反應。<ref>[http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01304a016 The Kinetic Salt Effect in the Fourth Order Reaction] {{Wayback|url=http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01304a016 |date=20210507035742 }} Martin Sclar , Leonard C. Riesch J. Am. Chem. Soc., 1936, 58 (4), pp 667–670, DOI: 10.1021/ja01295a043</ref><ref>Martin Sclar , Leonard C. Riesch
J. Am. Chem. Soc., 1936, 58 (4), pp 667–670 DOI: 10.1021/ja01295a043</ref>

== 性質 ==
假設[[反應速率]](rate)為R，反應物A的濃度為[A]，速率常數為k，其[[速率方程]]如下：
:<math>R=k[A]^4</math>
由上式可知，二級反應的[[反應速率]]與反應物[[濃度]]的四[[次方]]成正比，即：
:<math>-\frac{d[A]}{dt} = k[A]^4</math>
現將上式移項，整理如下：
:<math>\frac{d[A]}{[A]^4} = -kdt</math>
兩邊同時[[積分]]，由0積至t，時間為0的時候，A的濃度寫成[A]<sub>0</sub>，得：
:<math>\int_{[A_0]}^{[A]}\frac{d[A]}{[A]^4} = -k\int_{0}^{t}dt</math>
:得<math>(-\frac{1}{3[A]^3})-(-\frac{1}{3[A]_0^3}) = -kt</math>
:移項後得:<math>\frac{1}{3[A]^3} = \frac{1}{3[A]_0^3}+kt</math>
:整理後得:<math>\frac{1}{[A]^3} = \frac{1}{[A]_0^3}+3kt</math>
得到的式子就是[[濃度]]與[[時間]]的關係。
由所得式又可推導半生期([[半衰期]])：
:<math>\frac{1}{(\frac{[A]_0}{2})^3} = \frac{1}{[A]_0^3}+3kt_\frac{1}{2}</math>
可得半生期
:<math>t_\frac{1}{2} = \frac{7}{3k[A]_0^3}</math>

== 四級以上的反應 ==
=== 五級反應 ===
在化學中，五級反應(fifth-order reaction)，(亦稱為五次反應)，是指反應級數為5的化學反應，或反應速率與所有反應物的總濃度五次方成正比。

由於五級反應的推導過程與四級相似，因此不列出。

[[濃度]]與[[時間]]的關係:
<math>\frac{1}{[A]^4} = \frac{1}{[A]_0^4}+4kt</math>

半生期<math>t_\frac{1}{2} = \frac{15}{4k[A]_0^4}</math>

====例子====
*14H<sub>3</sub>O<sup>+</sup><sub>(aq)</sub>+2HCrO<sub>4</sub><sup>-</sup><sub>(aq)</sub>+6I<sup>-</sup><sub>(aq)</sub>→ 2Cr<sup>3+</sup><sub>(aq)</sub>+3I<sub>2</sub><sub>(aq)</sub>+22H<sub>2</sub>O<sub>(l)</sub>
*:r=[HCrO<sub>4</sub><sup>-</sup>][I<sup>-</sup>]<sup>2</sup>[H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>]<sup>2</sup>，是一個五級反應<ref name="5th">{{cite book | title=Principles of Chemistry: The Molecular Science | publisher=Cengage Learning | author=John W. Moore, Conrad L. Stanitski, Peter C. Jurs | year=2009 | pages=426 | isbn=9780495390794}}</ref>

=== n級反應 ===
{| class="wikitable"
!
![[零级反应]]
![[一级反应]]
![[二级反应]]
!<math>n\,</math>级反应
|-
|微分速率方程
|<math>-\frac{d[A]}{dt} = k</math>
|<math>-\frac{d[A]}{dt} = k[A]</math>
|<math>-\frac{d[A]}{dt} = k[A]^2</math>
|<math>-\frac{d[A]}{dt} = k[A]^n</math>
|-
|积分速率方程
|<math>\ [A] = [A]_0 - kt</math>
|<math>\ [A] = [A]_0 e^{-kt}</math>
|<math>\frac{1}{[A]} = \frac{1}{[A]_0} + kt</math>
|<math>\frac{1}{[A]^{n-1}} = \frac{1}{{[A]_0}^{n-1}} + (n-1)kt</math>
<small>（不适用于一级反应）</small>
|-
|[[速率常数]] <math>k\,</math> 的单位
|<math>\frac{M}{s}</math>
|<math>\frac{1}{s}</math>
|<math>\frac{1}{M \cdot s}</math>
|<math>\frac{1}{M^{n-1} \cdot s}</math>
|-
|呈线性关系的变量
|<math>[A] \ - \ t</math>
|<math>\ln ([A]) \ - \ t </math>
|<math>\frac{1}{[A]} \ - \ t</math>
|<math>\frac{1}{[A]^{n-1}} \ - \ t</math>
<small>（不适用于一级反应）</small>
|-
|[[半衰期]]
|<math>t_{1/2} = \frac{[A]_0}{2k}</math>
|<math>t_{1/2} = \frac{\ln (2)}{k}</math>
|<math>t_{1/2} = \frac{1}{[A]_0 k}</math>
|<math>t_{1/2} = \frac{2^{n-1}-1}{(n-1)k{[A]_0}^{n-1}}</math>
<small>（不适用于一级反应）</small>
|}

表中，<math>\ M</math> 代表[[摩尔浓度]] <math>\ mol/L</math>，<math>\ t</math> 代表时间，<math>\ k</math> 代表反应的[[速率常数]]。所说的“二级反应”和“<math>\ n</math>级反应”指的是纯级数反应，也就是反应速率只与一个反应物的二次方或<math>\ n</math>成正比。

== 參考文獻 ==
<references/>

{{反應級數}}

[[Category:化學反應]]
[[Category:化學動力學]]
[[Category:四]]