Reakcja pierwszego rzędu – reakcja, w której równaniu kinetycznym (w postaci jednomianu potęgowego) suma wykładników potęg jest równa 1. Można też ją zdefiniować jako reakcję elementarną, której szybkość jest proporcjonalna do stężenia tylko jednego reagentu. Jej rząd reakcji równy jest jeden, a równanie kinetyczne ma formę: szybkość reakcji = k × stężenie substratu.
Zależności kinetyczne thumb|250px|Krzywe kinetyczne reakcji pierwszego rzęduc – stężenie substratu, a – stężenie początkowe, k – stała szybkości reakcji, t1/2 – czas połowicznej przemiany W reaktorze zbiornikowym pracującym okresowo reakcję rzędu pierwszego względem substratu A opisuje równanie kinetyczne:
gdzie: – stężenie substratu A, – stała szybkości reakcji.
Zakładając idealne wymieszanie reagentów, równanie bilansu masy składnika A przyjmuje postać:
a po rozdzieleniu zmiennych i scałkowaniu:
czyli
gdzie – początkowe stężenie substratu A.
Powyższe zależności ilustrują wykresy: krzywa wykładnicza w układzie współrzędnych prosta o współczynniku kierunkowym w układzie
Na ich podstawie można obliczyć np.: czas połowicznej przemiany (okres półtrwania) substratu: średni czas życia, równy odwrotności stałej szybkości reakcji:
Gdy z równania kinetycznego wynika zależność: (stężenie ).