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 2/4: Tốc độ mất NO
← TrướcTiếp →
−dpNOdt=2k pNO2pHX2=2×1.0×10−7×2002×100=0.80 torr s−1-\dfrac{dp_{\ce{NO}}}{dt} = 2k\,p_{\ce{NO}}^{2}p_{\ce{H2}} = 2 \times 1.0 \times 10^{-7} \times 200^{2} \times 100 = 0.80\ \text{torr s}^{-1}
Phân tích

Tỉ lượng 2 NO+HX2→NX2O+HX2O\ce{2NO + H2 -> N2O + H2O} tiêu thụ 2 NO cho mỗi NX2O\ce{N2O} tạo ra, nên tốc độ mất NO gấp đôi tốc độ tạo NX2O\ce{N2O}: 2×0.40=0.802 \times 0.40 = 0.80 torr s−1^{-1}.

Lỗi hay gặp. Tốc độ đo được là của quá trình tạo NX2O\ce{N2O}; phải nhân 2 cho tốc độ tiêu thụ NO.