Phản ứng A + B → sản phẩm có phương trình tốc độ r = k [A]^2 [B]. Đề xuất một cơ chế gồm hai bước phù hợp với phương trình tốc độ này. Xác định bước hạn chế tốc độ và suy ra biểu thức k theo các hằng số truyền bước. Nếu nồng độ ban đầu [A]0 = 0,10 M và [B]0 = 0,20 M, viết biểu thức cho vận tốc ban đầu và giải thích ảnh hưởng khi tăng gấp đôi [A] hoặc [B].

Question

Accepted Answer

Để đề xuất một cơ chế gồm hai bước cho phản ứng A + B → sản phẩm với phương trình tốc độ r = k [A]^2 [B], chúng ta có thể đưa ra một cơ chế như sau:

**Bước 1:** A + B → C (có hằng số tốc độ k₁)

**Bước 2:** C + A → sản phẩm (có hằng số tốc độ k₂)

Trong đó, C là một trung gian phản ứng.

### Xác định bước hạn chế tốc độ:
Bước hạn chế tốc độ là bước có tốc độ phản ứng thấp nhất trong cơ chế. Trong trường hợp này, ta giả định rằng bước 1 là bước hạn chế tốc độ. Tốc độ của bước này sẽ chi phối tốc độ toàn bộ phản ứng.

### Biểu thức tốc độ:
Tốc độ phản ứng ở bước 1 sẽ được biểu diễn như sau:

$$ r = k₁ [A][B] $$

Tuy nhiên, vì bước 2 phụ thuộc vào sự tạo ra C từ bước 1, nên chúng ta cần xác định C và phụ thuộc vào [A]. Khi cân bằng lại, ta nhận thấy rằng để phù hợp với tốc độ đã cho là r = k [A]^2 [B], ta cần có:

$$ k = k₁ \cdot [A] $$

Từ đó, hằng số k có thể được tính theo các hằng số tốc độ k₁ và k₂, tùy thuộc vào tỉ lệ giữa các bước.

### Biểu thức vận tốc ban đầu:
Với nồng độ ban đầu [A]₀ = 0,10 M và [B]₀ = 0,20 M, biểu thức cho vận tốc ban đầu sẽ là:

$$ r_{0} = k [A]_{0}^2 [B]_{0} = k (0,10)^2 (0,20) $$

Tính giá trị cụ thể:

$$ r_{0} = k \cdot 0,01 \cdot 0,20 = 0,002k $$

### Giải thích ảnh hưởng khi tăng gấp đôi [A] hoặc [B]:
- **Khi tăng gấp đôi [A]:** 
Nếu [A] tăng gấp đôi, tức là [A] mới = 0,20 M, thì biểu thức vận tốc sẽ là:

$$ r_{0} = k (0,20)^2 (0,20) = k \cdot 0,04 \cdot 0,20 = 0,008k $$

Như vậy, khi tăng gấp đôi [A], vận tốc sẽ tăng lên gấp 4 lần (bởi vì nó tỷ lệ với bình phương của [A]).

- **Khi tăng gấp đôi [B]:**
Nếu [B] tăng gấp đôi, tức là [B] mới = 0,40 M, thì biểu thức vận tốc sẽ là:

$$ r_{0} = k (0,10)^2 (0,40) = k \cdot 0,01 \cdot 0,40 = 0,004k $$

Như vậy, khi tăng gấp đôi [B], vận tốc sẽ tăng lên gấp đôi.

Tóm lại, việc tăng [A] sẽ ảnh hưởng mạnh mẽ hơn đến vận tốc so với việc tăng [B] do [A] xuất hiện với lũy thừa cao hơn trong phương trình tốc độ.

Phản ứng A + B → sản phẩm có phương trình tốc độ r = k [A]^2 [B]. Đề xuất một cơ chế gồm hai bước phù hợp với phương trình tốc độ này. Xác định bước hạn chế tốc độ và suy ra biểu thức k theo các hằng s...