Question

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この問題のイの計算で、モル濃度が0.6の時の水溶液が20mlのままであるとなぜ言えるんですか？
酸素が抜けてってる分体積の変化がありそうなものですが

94. 〈過酸化水素の分解速度〉
(7) に最も適切な語句を, (イ) (オ) に有効数字2桁で数値を.(エ) に有効数
字3桁で数値を,それぞれ答えよ。 H=1.0, O=16
少量の酸化マンガン (IV) に 2.0mol/Lの過酸化水素水溶液20mL を加え, 25℃に保
2.0
ちながら, その分解反応により生じた酸素をア
により捕集した。 発生した酸素量から, 時間経過と
ともに残存する過酸化水素の濃度を求めた。 経過時
間に対する過酸化水素の濃度を図に示す。 グラフよ
り 15分後までに発生した酸素量はイmgであ
る。
反応時間0分から2分までの過酸化水素の分解速
度はウ mol/(L・min) である。 反応時間 0分か
ら2分までの過酸化水素の平均濃度はエ mol/Lである。これらの結果から反応速
度定数を求めるとオ/min となる。 ただし, 過酸化水素の分解速度は過酸化水素の
濃度に比例するものとする。
過酸化
素濃度(mol/L)
1.5
1.0
0.5
0
0
5 10 15
経過時間(分)
20 25

94 (ア) 水上置換 (イ) 4.5×102 (ウ) 0.15 (エ) 1.85
(オ) 8.1× 10-2
解説 (ア) 酸素 O2 は水に溶けにくいので水上置換で捕集する。メス
シリンダーを用いて捕集すると, O2の発生量も測定できる。
*01
(イ) 2H2O2 →2H2O+O2 より, 2molのH2O2 から1molのO2が
生じる。 15分後までに反応したH2O2 は,
20
1000
生じたO2 (分子量32) の質量 (mg) は,
2.8×10 x = ×32×10°=448≒4.5×102(mg)
(ウ)時間 t, t2 〔min〕 のときのH2O2 の濃度をそれぞれ C1, C2 [mol/L]
※②
とすると,H2O2 の平均分解速度はv=-
2.0×
20
1000
-
--0.60× -=2.8×10-2 (mol)
C2-C1 で表される。
t₂-t₁
v=-1.7-2.0
=0.15(mol/(L・min))
2-0
エ) t = 0~2分におけるH2O2 の平均濃度は,
2.0+1.7
[H2O2] =
= 1.85 (mol/L)
2
(オ) H2O2 の分解速度は濃度に比例するので,v=k [H2O2]
0.15
k=- V
[H2O2] 1.85
≒8.1×10-2 (/min)

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

ベン

まず、このグラフのデータは、スタート時が2.0mol/l、20mlを加えた時の過酸化水素を時間経過に従ってデータを単に記録したものとみなせるのでそもそも反応によって酸素の体積がどうこうという事は考えなくていいのです。

もし分かりにくければ、最初の段階で縦軸の単位をmol/lからmolに変えておけば分かると思います。

つまり、スタート時の過酸化水素水の濃度は2.0×(20/1000)mol、縦軸が1.5mol/lのところは1.5×(20/1000)mol…といったように縦軸のメモリを全てmolに直してあげればそれが、この実験での過酸化水素水の物質量変化を記録したデータの図となります。