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(1)3O2 → 2O3
(2)60mL
(3)9%
で合ってますか？間違ってたらすいません
これで合っていると仮定して一応全問解説しますね
(分かっている箇所は飛ばしてください)
(1)O2がO3に変わるので、反応式は3O2→2O3
(2)反応前、変化量、反応後のそれぞれの値を出します
ここで、この問題に書いてある「反応の前後で温度、圧力は等しい」というのがミソです
PV＝nRTという式がありましたよね
今回、圧力、温度が等しいので定数と見なせます(変化しないから)
V＝(RT/P)×n
見ずらいので、定数同士まとめて1つの比例定数kとする
V＝knという式になります
体積は物質量に比例する、つまり体積比＝物質量比が成り立ちます
(体積が2倍なら物質量も2倍、体積が1/2倍なら物質量も1/2倍)
次に、化学反応式では係数比＝物質量比というものがあります
今回は物質量比＝体積比なので係数比＝体積比が使えます
よって、
反応前は酸素1000mL、オゾン0mL
変化量を酸素-xとするとオゾンは係数比＝体積比により+2/3x
反応後は1000-x+2/3x
反応後の体積を全て合わせると970mLなので
1000-1/3x＝970
これを解くと、x＝90
生成したオゾンはxの2/3倍なので60mL
ここで、なぜ原子の数は変わらないのに体積は減少するのか？という事ですが、これは同じ元素からなっている酸素とオゾンだから分かりにくくなってるだけでこれらは違う物質と考えてください
Aという物質がBに変わったという見方をすると分かりやすいです
いってしまえば水と氷のようなものです
どちらも成分は同じですが、体積が違います
今回の酸素→オゾン(体積減少)というのは氷→水(体積減少)というふうに例えることが出来ます
極端な話、氷が水になった時に減少した体積を求めているのと殆ど同じことです
(今回のような同素体ではない普通の化学反応では完全に別の物質になるので微妙に違いますが...)
もちろん、質量保存の法則があるためどこかに気体が逃げていってる訳でもありません
最も単純に言うなら、酸素とオゾンの形が違うから
これだけです
(簡単に言うと、原子間のすき間が多いと体積は大きくなってすき間が小さいと同じ原子の数でも体積は小さくなりますよね)
(3)長くなってしまいました
x＝90なので、元々あった1000mLのうち90mLが反応したことになります
よって、90/1000＝0.09 つまり9%
合ってます！詳しい解説本当にありがとうございます！