Скорость реакции 2NO + Cl2 = 2NOCl в трёх опытах имела следующие значения: Р(NO)∙10-5, Па

Скорость реакции 2NO + Cl2 = 2NOCl в трёх опытах имела следующие значения: Р(NO)∙10-5, Па 0,5 1,0 0,5 Р(Cl2)∙10-5, Па 0,5 1,0 1,0 v∙10-5, Па/с 5 40 10 Может ли быть эта реакция простой (элементарной)? Вывести кинетическое уравнение, определить константу скорости реакции и порядок по обоим компонентам.

В опытах 1 и 3 давление Р(NO) остается постоянным, поэтому скорость реакции зависит только от давления Р(Cl2):
v = k∙Р(Cl2)п1,
где k – константа скорости реакции;
Р(Cl2) – парциальное давление хлора, Па;
п1 – порядок реакции по хлору.
Прологарифмируем уравнение скорости реакции:
lgv = lgk + n1∙lgР(Cl2).
Запишем это уравнение для третьего и первого опытов и вычтем второе уравнение из первого:
lgv3 – lgv1 = п1(lgР(Cl2)3 - lgР(Cl2)1).
После преобразования получим уравнение
lgv3v1=n1∙lgP3(Cl2)P1(Cl2);
n1=lgv3v1lgP3(Cl2)P1(Cl2);
n1=lg10∙1055∙105lg1,0∙1050,5∙105=1.
Во втором и третьем опытах постоянным остается давление Р(Cl2), поэтому скорость реакции изменяется только в зависимости от давления Р(NO).
v = k∙Р(NO)п2,
где k – константа скорости реакции;
Р(NO) – парциальное давление NO, Па;
п2 – порядок реакции по NO.
Прологарифмируем уравнение скорости реакции:
lgv = lgk + n2∙lgР(NO).
Запишем уравнения для 2 и 3 опытов и вычтем из второго уравнения первое, произведя все преобразования, как и в первом случае:
lgv3v2=n1∙lgP3(NO)P2(NO);
n2=lgv3v2lgP3(NO)P2(NO);
n1=lg10∙10540∙105lg0,5∙1051,0∙105=2.
Общий порядок реакции равен
п0 = п1 + п2 = 1 + 2 = 3.
Данная реакция может быть одностадийной, так как частные порядки реакции по реагирующим веществам совпадают со стехиометрическими коэффициентами в уравнении реакции.
Кинетическое уравнение реакции имеет вид
v = k∙[NO]2∙[Cl2].
Константа скорости реакции равна
k = v/[NO]2∙[Cl2].
Подставим в полученное уравнение значения концентраций и скорости реакции из первого опыта:
k = 5∙105/(0,5∙105)2∙0,5∙105 = 4,0∙10-9 (Па-2∙с-1).
Ответ: п(NO) = 2; п(Cl2) = 1; п0 = 3; k = 4,0∙10-9 Па-2∙с-1.