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 4/4: Suy luận trạng thái dừng
← TrướcTiếp →
pNX2OX2=k1pNO2k−1+k2pHX2 ⇒ Rate=k1k2 pNO2pHX2k−1+k2pHX2 →k−1≫k2pHX2 k1k2k−1 pNO2pHX2;k=k1k2k−1p_{\ce{N2O2}} = \dfrac{k_1 p_{\ce{NO}}^2}{k_{-1} + k_2 p_{\ce{H2}}}\ \Rightarrow\ \mathrm{Rate} = \dfrac{k_1 k_2\,p_{\ce{NO}}^2 p_{\ce{H2}}}{k_{-1} + k_2 p_{\ce{H2}}}\ \xrightarrow{k_{-1} \gg k_2 p_{\ce{H2}}}\ \dfrac{k_1 k_2}{k_{-1}}\,p_{\ce{NO}}^2 p_{\ce{H2}};\quad k = \dfrac{k_1 k_2}{k_{-1}}
Phân tích

Trạng thái dừng cho NX2OX2\ce{N2O2}: k1pNO2=(k−1+k2pHX2)pNX2OX2k_1 p_{\ce{NO}}^2 = (k_{-1} + k_2 p_{\ce{H2}})p_{\ce{N2O2}}. Biểu thức tốc độ thu về định luật bậc hai theo NO quan sát được khi k−1≫k2pHX2k_{-1} \gg k_2 p_{\ce{H2}} (tiền cân bằng nhanh), với k=k1k2/k−1k = k_1 k_2/k_{-1}.