Question

nana

大問96のイについてです。過酸化水素を分解したら液体の量は減るはずですが、画像3枚目の青丸のところでは常に過酸化水素が20mlあるとして計算しています。実際には液体の量はどうなっているのですか？よろしくお願いします。

過酸化水素濃度(mol/L)
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 Xmg であ
A)
2.0
1.5
の194)(化学反応の速度〉
1
2
1.0
270
0.5
る。
反応時間0分から2分までの過酸化水素の分解速
0
0
15
経過時間(分)
10
20
25
うしの衝突回数が多くなることですべて説明できる。
5
ら2分までの過酸化氷素の平均濃度はエ]mol/L である。これらの結果から反応速
度定数を求めると /min となる。ただし, 過酸化水素の分解速度は過酸化水素の
でこの反応が終了した場合, 20°℃ では 27時間で終了する。
[17 金沢工大)
準°97. 〈分解速度と速度定数)
0.250mol/L の過酸化水素水 10mL に触媒を加え,発生した酸素を水上置換によって
捕集する実験を行った。反応温度を一定に保ち,捕集した酸素の体積を 20秒毎に測定
ると,反応速度は大きくなる。
[15 北里大, 15 近畿)
反応が進む。
20
した。発生した酸素の物質量から,各時間における過酸化水素の濃度[H.O.][mol/L] を
求めた結果を次表に示す。 ただし, 酸素の水への溶解と過酸化水素水の体積変化は無視
できるものとする。
O°95. 〈反応のエネルギー変化〉
X
右図の曲線は,ヨウ化水素の生成反応
He(気)+ I(気) - 2HI (気)
E。
反応時間t (s)
[H.O.][mol/L)
時間範囲 (s)
0
20
40
60
80
の進行に伴うエネルギーの変化を表す。
ヨウ化水素の生成反応における活性化エネルギーの
大きさは,A]と表され, これが大きいほど反応速
度はア]なる。
この反応は可逆反応であり, ヨウ化水素の生成に伴い, 逆反応
2HI (気)→H(気)+1,(気)
が同時に進行するようになる。逆反応の活性化エネルギーの大きさは,
る。逆反応はイ反応であり, イ]量の大きさは C]と表される。
0.250
0.150
0.090
0.0540
0.0324
Ha+I2
E2
0~20
20~40| 40~60| 60~80
E
平均の分解速度(mol/(L*s)]
平均の分解速度
平均の濃度
ア
イ
ウ
エ
反応の進む方向一→
オ
カ
キ
ク
(1) 過酸化水素の分解反応を化学反応式で表せ。
(2) 反応開始 40秒後までに反応した過酸化水素の物質量と発生した酸素の物質量を,
それぞれ有効数字2桁で求めよ。
ア]~[ク]にあてはまる数値を有効数字2桁で求めよ。
(4)。反応開始後t[s] における分解速度o[mol/(L·s)] と過酸化水素の濃度[H:O:]
(mol/L] の関係を,反応の速度定数んを用いて数式で表せ。また,そのように表現で
きる理由を実験結果に基づいて50 字以内で述べよ。
と表きさ
また,触媒を加えて反応させると活性化エネルギーの値は
生成物の量は[エ]。
9
(1) ア]~エ]にあてはまる最も適切な語句を答えよ。
平衡状態におげ
ウ
[12 筑波大)
ぬとしてヨウ化水素の生成熱を同様に表せ。
一の区の状態を何とよぶか。
必°98.〈反応速度式》
次の式で表される化学反応において,実験[A](mol/L) [B](mol/L) |c [mol/(L·s))
20温度を一定にしてAおよびBの初濃
度を変えて実験を行い,表の結果を得
[12 近畿し
の96.(過酸化水素の分解速度〉
2.0×10-3
1
0.10
0.10
2
0.10
0.30
6.0×10-3
に最も適切な語句を,[)],[ウ)
(20年3桁で数値を,それぞれ答えよ。H=1.0, O=16
た。
3
0.30
0.30
5.4×10-2
(オ)
こに有効
」に有効数字2桁で数値を,
(エ)
2A + 3B -→ 2C + D
%。反応の速度次の記述のうち,を三つ選べ。
6)温度がと速度がなるのは, 分子運動が激しくなり,反応する分子
(C) 温度が10℃ごとに反応速度が3になる反応がある°Cのとき20分 度は]/(Lmin) で。0分か

96 ア水上置換) 4.5×10° (ウ 0.15 エ) 1.85
8.1×10-2
解説(7) 酸素 O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。
※5
(イ) 2H.O2
2H.O + O2 より,2mol の H202 から1molの O。が
生じる。15分後までに反応したH.O2は,
46 化学重要問題集

20
2,0×
20
0.60×
1000
2.8×10-2(mol)
1000
生じた O(分子量 32)の質量 (mg)は
11
2.8×10-2×
-×32×10°=D448号4.5×10°(mg)
2
なれ
C「mo.
山

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

まろん

なかなか鋭い質問ですね。
確かに過酸化水素が分解したら、液体の量は減るはずです。
大問97を見ると、「過酸化水素水の体積変化は無視できるものとする」と記載がありますね。本来なら、この文言を大問96にも入れておくべきですよね。
大問96で与えられた情報だけでは、体積の変化量は計算できないので、20mLのままで計算するしかないという結論になります。

まろん

補足です。このような実験で使われる過酸化水素水の大部分は水なので、過酸化水素が分解されたところで、体積はほとんど変化しないようです。

nana

ありがとうございます！納得できました！