การหากฎอัตราจากกลไก

คำศัพท์

English	ไทย
rate-determining step/reɪt dɪˈtɜːmɪnɪŋ step/	ขั้นกำหนดอัตรา

从步骤预测速度

给定一个推测的反应序列，你能预测速率方程吗？
如果你知道哪一步最慢，你几乎就能做到。
最慢的一步直接决定了反应级数。
这就像一段令人满意的侦探工作。

从最慢的步骤开始

速率定律来源于 决速步 。
使用其反应物及其化学计量系数作为反应级数。
如果最慢的一步是 $A + B \to \dots$ ，则得到 $\text{rate} = k[A][B]$ 。

ฝึกฝน

กฎอัตราเขียนจากสารตั้งต้นของ...

ขั้นกำหนดอัตรา
ขั้นตอนที่เร็วที่สุด
สมการรวม

当它是第一步时

如果最慢的一步是第一步，那么它的反应物就是简单的起始物质。
可以直接从它们读出速率定律，无需额外计算。
นี่คือกรณีการทดสอบที่พบบ่อยที่สุด

ฝึกฝน

เมื่อขั้นตอนที่ช้าเป็นขั้นตอนแรก คุณสามารถอ่านกฎอัตราได้จากสารตั้งต้นโดยตรง

สูตรสั้นๆ

หาขั้นตอนที่ช้าที่สุดในกลไกปฏิกิริยา
เขียน $\text{rate} = k \times$ สารตั้งต้นแต่ละชนิดยกกำลังด้วยสัมประสิทธิ์ของมัน
ตรวจสอบว่าสอดคล้องกับกฎอัตราจากผลการทดลอง

ฝึกฝน

เรียงลำดับขั้นตอนเพื่อหากฎอัตราจากกลไก

ระบุขั้นตอนที่ช้าที่สุด
เขียนกฎอัตราจากสารตั้งต้นและสัมประสิทธิ์ของมัน
ตรวจสอบกับกฎอัตราจากการทดลอง

Example

กลไก: $\text{NO}_2 + \text{NO}_2 \to \text{NO}_3 + \text{NO}$ (ช้า), ตามด้วยขั้นตอนที่เร็ว

ขั้นตอนที่ช้ามีโมเลกุล $\text{NO}_2$ สองตัว
ดังนั้น $\text{rate} = k[\text{NO}_2]^2$

สำรวจ

ขั้นตอนใดที่กำหนดกฎอัตรา?

จัดหมวดหมู่ส่วนประกอบของกลไกตามว่าส่วนใดควบคุมอัตราที่สังเกตได้

ฝึกฝน

หากขั้นตอนแรกที่ช้า $\text{NO}_2 + \text{NO}_2 \to \text{products}$, กฎอัตราคือ...

$\text{rate} = k[\text{NO}_2]^2$
$\text{rate} = k[\text{NO}_2]$
$\text{rate} = k$

ฝึกฝน

สัมประสิทธิ์สามารถใช้เป็นอันดับสำหรับขั้นตอนพื้นฐานแต่ไม่ใช่สำหรับสมการรวม

ฝึกฝน

หากมี ____ ปรากฏในกฎอัตราของขั้นตอนที่ช้า คุณต้องแทนที่มัน

Watch out

วิธีตรงนี้ใช้ได้อย่างชัดเจนก็ต่อเมื่อขั้นตอนที่ช้าเป็น ขั้นแรก (หรือใช้เฉพาะสารตั้งต้นเท่านั้น) หากสารกลางปรากฏในกฎอัตราของขั้นตอนที่ช้า คุณต้องแทนที่มัน -- นั่นคือบทเรียนถัดไป และสัมประสิทธิ์ที่ใช้เป็นอันดับนั้นใช้กับขั้นตอนย่อยเท่านั้น ไม่ใช้กับสมการรวมทั้งหมด

Key idea

ในการหาสมการอัตราจากกลไก ปฏิกิริยา ให้ระบุ ขั้นตอนกำหนดอัตรา และเขียน $\text{rate} = k \times$ สสารตั้งต้นยกกำลังด้วยสัมประสิทธิ์ของแต่ละตัว เมื่อขั้นตอนช้าเป็นขั้นตอนแรก สามารถอ่านสมการอัตราได้โดยตรง เช่น $\text{rate} = k[\text{NO}_2]^2$ ตรวจสอบกับผลการทดลอง