Question

プーさん

解き方を教えて下さい！

較 過酸化水素の分解速度

通化水素の分解は。 2H0。 つ 2HO + Ozという化学反応で表れるが, 反応の初期の役階では。 反応度式

"ご4UHz0z] (ん: 速度定数) にしたがうことが実験により明らかにされている。 次の問いに答えよ。logo2=0.3 とする。

(1) いま, 0.50mol/L の過酸化水素水を分解したところ, 1 分経過後にはその濃度が 0.30mol/し となった。この 1 分間の過酸
化水素の平均分解速度を求めよ。

(⑫ (の結果を用いて, この反応の速度定数を求めよ。ただし, 0 1 分までの間の Hz0:濃度は。 近似的にt= 0とt= 1

(分)での Hz0z の濃度の平均値で表されるとする。                                                                                          Se

(3) 反応開始か5 2 分経過後の過酸化水素の濃度は何 mol/L になると予想されるか。 4>/』 jk)= ze 衣。 ee

(⑭ 溶液が 5.0L あるとして, 反応開始後 1 分て 2 分までの間に発生する酸素の物質量を求めよ。

(5) この反応は, 湿度が 10K上がるごとに速度が 2 倍になるとすると, 温度を 10てか5 50てに上げると,  過酸化水素の分解
速度はもとの何倍になるか。 また, 反応速度が 10 倍になるのは温度が何K上昇したときか。                    (岩手大本

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

terry0828

(1)反応速度は(反応物の濃度の減少量)/(反応時間)ないしは(生成物の濃度の増加量)/(反応時間)で求められます。
今、H2O2は濃度が1分で0.20mol/L減少したので平均分解速度は0.20/1=0.20[mol/L*分]となります。
(2)問題文より、0~1分間における[H2O2]は0分と1分の平均値としてよいとあるので
[H2O2]=(0.50+0.30)/2
=0.40[mol/L]
(1)よりv=0.20[mol/L*分]なので
k=v/[H2O2]
=0.20/0.40
=0.50[/分]と求まります。
(3)これは(2)と同じように考えます。t=2分における[H2O2]をxmol/Lとおきます。1~2分における時間を考えるとv=(0.30-x)/2-1
=0.30-xとなります。
次に1~2分における[H2O2]は(2)と同じように平均値で求めると[H2O2]=(0.30+x)/2となります。
反応速度定数kは温度一定ならば変化しないので
k=v/[H2O2]
=(0.30-x)/{(0.30-x)/2}
=0.50となり
x=0.18[mol/L]と求まります。
(4)1~2分における[H2O2]の減少量は0.30-0.18=0.12[mol/L]です。
反応物の減少量と生成物の増加量の比は化学反応式の係数に一致するので、
(H2O2の減少量):(O2の生成量)=2:1となります。
また、容器が5.0Lなので生成するO2の物質量は
0.12*(1/2)*5=0.30[mol]と求まります。
(5)10K上がるごとに速度は2倍になるので、10℃から50℃にあげると速度は2^4=16倍になります。
要するにこの反応はx[K]温度が上がると速度は
2^(x/10)倍になります。(x=10で2^1=2倍になります)
つまり2^(x/10)=10を満たすxを求めればよいです。
両辺を2を底とする対数をとると
x/10=log2(10)
底の変換公式を用いて
x/10=log10(10)/log10(2)
=1/0.30
よってx≒33[K]となります。
なので反応速度が10倍になるのは温度が約33K上昇した時になります。

プーさん

詳しくありがとうございます！