Chemistry Labs

Bài 1

Nitơ monoxide phản ứng với hiđro ở 820 °C: 2 NO(g)+HX2(g)→NX2O(g)+HX2O(g)\ce{2NO(g) + H2(g) -> N2O(g) + H2O(g)}. Tốc độ ban đầu tạo NX2O\ce{N2O} được đo ở các áp suất riêng phần ban đầu khác nhau (áp suất tính bằng torr, thời gian bằng giây; không dùng nồng độ): TN 1: pNO=120.0p_{\ce{NO}} = 120.0, pHX2=60.0p_{\ce{H2}} = 60.0 → tốc độ =8.66×10−2= 8.66 \times 10^{-2} torr s−1^{-1}; TN 2: pNO=60.0p_{\ce{NO}} = 60.0, pHX2=60.0p_{\ce{H2}} = 60.0 → 2.17×10−22.17 \times 10^{-2}; TN 3: pNO=60.0p_{\ce{NO}} = 60.0, pHX2=180.0p_{\ce{H2}} = 180.0 → 6.62×10−26.62 \times 10^{-2} torr s−1^{-1}. (a) Tìm phương trình tốc độ và hằng số tốc độ. (b) Tìm tốc độ ban đầu mất NO khi pNO=200p_{\ce{NO}} = 200 torr, pHX2=100p_{\ce{H2}} = 100 torr. (c) Tìm thời gian để pHX2p_{\ce{H2}} giảm một nửa khi pNO=800p_{\ce{NO}} = 800 torr, pHX2=1.0p_{\ce{H2}} = 1.0 torr. (d) Cơ chế đề xuất: 2 NO⇌NX2OX2\ce{2NO <=> N2O2} (k1,k−1k_1, k_{-1}) rồi NX2OX2+HX2→kX2NX2O+HX2O\ce{N2O2 + H2 ->[k_2] N2O + H2O}. Suy ra phương trình tốc độ bằng gần đúng trạng thái dừng cho NX2OX2\ce{N2O2}, nêu điều kiện để nó thu về định luật thực nghiệm, và biểu diễn kk theo k1k_1, k−1k_{-1}, k2k_2.
Bước 1/4: Bậc phản ứng và hằng số tốc độ
← TrướcTiếp →
Rate=k pNOapHX2b;8.662.17=2a⇒a=2;6.622.17=3b⇒b=1;k=8.66×10−21202×60=1.00×10−7 torr−2 s−1\mathrm{Rate} = k\,p_{\ce{NO}}^{a}p_{\ce{H2}}^{b};\quad \dfrac{8.66}{2.17} = 2^{a} \Rightarrow a = 2;\quad \dfrac{6.62}{2.17} = 3^{b} \Rightarrow b = 1;\quad k = \dfrac{8.66 \times 10^{-2}}{120^{2} \times 60} = 1.00 \times 10^{-7}\ \text{torr}^{-2}\,\text{s}^{-1}
Phân tích

Gấp đôi pNOp_{\ce{NO}} khi giữ pHX2p_{\ce{H2}} làm tốc độ tăng bốn lần (bậc 2 theo NO); gấp ba pHX2p_{\ce{H2}} làm tốc độ tăng ba lần (bậc 1 theo HX2\ce{H2}). Thế vào một thí nghiệm bất kỳ cho k=1.00×10−7k = 1.00 \times 10^{-7} torr−2^{-2} s−1^{-1}.