### 1.1 Tính tốc độ phản ứng
(a) Tốc độ tiêu thụ khí NO được cho là $3,5 \times 10^{-4}~mol.L^{-1}s^{-1}$. Theo phản ứng:
\[ 2NO(k) + Cl_2(k) \rightarrow 2NOCl(k) \]
Tốc độ phản ứng tổng quát ($v$) được tính theo tốc độ tiêu thụ của từng chất tham gia. Từ phương trình phản ứng, ta có:
\[ v = -\frac{1}{2} \frac{d[NO]}{dt} = -\frac{1}{1} \frac{d[Cl_2]}{dt} = \frac{1}{2} \frac{d[NOCl]}{dt} \]
Do đó, từ tốc độ tiêu thụ của NO, ta có thể tính tốc độ phản ứng:
\[ v = -\frac{1}{2} \cdot (-3,5 \times 10^{-4}) = 1,75 \times 10^{-4}~mol.L^{-1}s^{-1} \]
(b) Tốc độ tạo thành NOCl được tính theo công thức:
\[ v = \frac{1}{2} \frac{d[NOCl]}{dt} \]
Vì tốc độ phản ứng bằng tốc độ tạo thành NOCl nhân với 2, nên:
\[ \frac{d[NOCl]}{dt} = 2v = 2 \cdot 1,75 \times 10^{-4} = 3,5 \times 10^{-4}~mol.L^{-1}s^{-1} \]
### Kết quả 1.1
- Tốc độ của phản ứng: \( 1,75 \times 10^{-4}~mol.L^{-1}s^{-1} \)
- Tốc độ tạo thành NOCl: \( 3,5 \times 10^{-4}~mol.L^{-1}s^{-1} \)
### 1.2 Xác định bậc phản ứng
Dựa vào bảng dữ liệu, ta sẽ sử dụng phương pháp so sánh để xác định bậc phản ứng của NO và \( Cl_2 \).
#### Thí nghiệm 1 và 2:
- Từ thí nghiệm 1: \( [NO] = 0,10~mol/L \), \( [Cl_2] = 0,10~mol/L \), tốc độ = \( 0,18~mol/L.min \)
- Từ thí nghiệm 2: \( [NO] = 0,10~mol/L \), \( [Cl_2] = 0,20~mol/L \), tốc độ = \( 0,35~mol/L.min \)
Tính toán tốc độ:
\[ \frac{v_2}{v_1} = \frac{0,35}{0,18} \approx 1,94 \]
Từ đó, xác định sự thay đổi của nồng độ \( Cl_2 \):
\[ \frac{[Cl_2]_2}{[Cl_2]_1} = \frac{0,20}{0,10} = 2 \]
Áp dụng vào phương trình tốc độ:
\[ \frac{v_2}{v_1} = k \left( \frac{[NO]^m \cdot [Cl_2]^n}{[NO]^m \cdot [Cl_2]^n} \right) \]
Ta có:
\[ 1,94 = \frac{[Cl_2]^n_2}{[Cl_2]^n_1} \Rightarrow 1,94 = 2^n \]
Giải phương trình:
\[ n \log(2) = \log(1,94) \]
Giải ra được \( n \approx 0,9 \), suy ra bậc phản ứng theo \( Cl_2 \) gần bằng 1.
#### Thí nghiệm 2 và 3:
- Từ thí nghiệm 2: tốc độ = \( 0,35~mol/L.min \)
- Từ thí nghiệm 3: \( [NO] = 0,20~mol/L \), tốc độ = \( 1,45~mol/L.min \)
Tính toán tốc độ:
\[ \frac{v_3}{v_2} = \frac{1,45}{0,35} \approx 4,14 \]
Thay đổi nồng độ \( NO \):
\[ \frac{[NO]_3}{[NO]_2} = \frac{0,20}{0,10} = 2 \]
Áp dụng vào phương trình tốc độ:
\[ 4,14 = \frac{[NO]^m_3}{[NO]^m_2} \Rightarrow 4,14 = 2^m \]
Giải phương trình:
\[ m \log(2) = \log(4,14) \]
Giải ra được \( m \approx 2 \), suy ra bậc phản ứng theo \( NO \) là 2.
### Kết quả 1.2
- Bậc phản ứng của \( NO \): 2
- Bậc phản ứng của \( Cl_2 \): 1