Определение закона скорости по механизму
Введено| English | Значение |
|---|---|
| rate-determining step/reɪt dɪˈtɜːmɪnɪŋ step/ | определяющая скорость стадия |
Предсказание скорости по этапам
- Зная предполагаемую последовательность, можно ли предсказать уравнение скорости?
- Если вы знаете, какой этап тянет, то почти всегда можете.
- Медленный этап напрямую дает вам порядки.
- Это увлекательная часть детективной работы.
Начинайте с медленного этапа
- Закон скорости берется из определяющего скорость этапа.
- Используйте его реагенты и их коэффициенты как порядки.
- Медленный $A + B \to \dots$ дает $\text{rate} = k[A][B]$.
Закон скорости записывается на основе реагентов ...
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Реагенты медленного (определяющего скорость) этапа определяют закон скорости.
Когда он идет первым
- Если медленный этап первый, его реагенты — это простые исходные вещества.
- Можно прочитать закон скорости прямо из них без дополнительных вычислений.
- Это наиболее частый случай на экзаменах.
Когда медленный этап является первым, закон скорости можно прочитать непосредственно из его реагентов.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Его реагенты — исходные вещества, поэтому замена не требуется.
Быстрый рецепт
- Найдите самый медленный этап в механизме.
- Запишите $\text{rate} = k \times$ его реагенты, каждый в степени своего коэффициента.
- Проверьте, совпадает ли это с экспериментальным законом скорости.
Упорядочьте этапы, чтобы найти закон скорости по механизму.
Difficulty 3/5 · 200 coins + a small bonus on first completion today
Найдите узкое место, запишите его закон скорости, затем проверьте.
Механизм: $\text{NO}_2 + \text{NO}_2 \to \text{NO}_3 + \text{NO}$ (медленно), затем быстрый этап.
- Медленный этап включает две молекулы $\text{NO}_2$.
- Тогда $\text{rate} = k[\text{NO}_2]^2$.
Какой этап определяет закон скорости?
Отсортируйте части механизма в зависимости от того, влияют ли они на наблюдаемую скорость.
Если медленный первый шаг $\text{NO}_2 + \text{NO}_2 \to \text{products}$, то закон скорости...
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Два $\text{NO}_2$ реагируют на медленном этапе, поэтому он имеет второй порядок.
Коэффициенты могут использоваться как порядки для элементарного этапа, но не для общего уравнения.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Только элементарные этапы позволяют использовать коэффициенты как порядки.
Если в законе скорости определяющего этапа появляется ____, его необходимо заменить.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Промежуточное вещество должно быть исключено с помощью предыдущего быстрого равновесия.
Этот прямой метод работает четко только тогда, когда медленный этап первый (или использует только исходные вещества). Если в законе скорости медленного этапа появляется промежуточное соединение, его нужно исключить — это следующая тема. А правило «коэффициенты как порядки» относится к элементарному этапу, никогда не к общему уравнению.
Чтобы найти кинетическое уравнение по механизму, найдите определяющий скорость этап и запишите $\text{rate} = k \times$ его реагенты в степени их стехиометрических коэффициентов. Если медленный этап первый, вы можете записать уравнение напрямую, как в примере $\text{rate} = k[\text{NO}_2]^2$. Проверьте его по экспериментальным данным.