Question

Nちゃん

(3)の解説をお願いします🙏

思考グラフ
グラス
131. 過酸化水素の分解■少量の酸化マンガン (IV) MnO2 に 1.00mol/Lの過酸化水素
H2O2 水溶液を10.0mL加え, 発生した酸素 O2 の物質量を60秒ごとに測定した結果を次
1
の表に示した。 反応中の温度, 水溶液の体積は一定として、下の各問いに答えよ。
時間 〔秒〕
16
060
12000 180240
300
360
酸素の物質量 〔mol] 0 1.00×10-3 1.85×10-32.53×10-33.01×10-3 3.41×10-33.69×10-3
(1) 5
(1) 分解開始から60秒間の H2O2の平均分解速度は何mol/ (L・秒) か。
232
Urloges
(2) H2O2 のモル濃度を a [mol/L] 反応時間を6秒としたとき, 表の結果について a
You
と6の関係を表すグラフ1. および60秒間ごとの平均分解速度をa [mol/ (L・秒)], そ
の間におけるH2O2 濃度の単純平均値をb [mol/L] としたときのaとbの関係を表す
朴
グラフ2に該当するものはそれぞれどれか。 次の (ア) ~ (オ) から選べ。
(ア)
(イ)
(ウ)
21028
(I)
(オ)
THE SOTMA -
Z NEZN
0
b
a
a
0
b
b
20
b
b
出
(3) 反応速度定数は反応温度や触媒の存在で変化するが, 反応物の濃度には依存しな
いことから, 反応速度定数をグラフ2から求めることができる。 今回の実験結果から,
0~60秒間における反応速度定数を有効数字2桁で求めよ。
(東京理科大改)

131. 過酸化水素の分解・
解答 (1) 3.3×10-3mol/ (L's)
(2) グラフ1: (イ) グラフ2: (エ) (3) 3.7×10-3/s
解説 (1) 過酸化水素の分解は次のように示される。
の 2H2O2 2H2O+O2
化学反応式の係数から, 分解した H2O2 の物質量は発生したO2の物質
量の2倍であり, 60秒間に1.00×10-mol×2=2.00×10-mol の過酸
化水素が分解している。 また, 最初の過酸化水素は, 1.00mol/Lx
(10/1000) L=1.00×10-2 molなので, 60秒後の過酸化水素水の濃度は,
1.00×10-mol-2.00×10-3mol
10/1000L
= 0.80mol/L
=

したがって,反応開始から60秒間の過酸化水素の平均分解速度は分解反応の速さ
C2-C1
0.80mol/L-1.00mol/L
60s-0s
t₂-t₁
= 3.33×10-3mol/ (L.s)
Ac
v = |AC|=-C₂-C₁₂
V=
At
E.S
(2) 与えられたデータについて,(1) と同様にして各値を計算し,表を
作成すると,次のようになる。
)
[A]
0-
==
時間 モル濃度 [mol/L] 平均の反応速度
[s]
[H2O2]
v [mol/ (L.s)]
0
60
120
180
240
300
360
1.00
0.80 16
20.63
0.494
0.398
10.318
0.262
3.33×10-3
2.83×10-3
2.26×10-3
1.60×10-3
1.33×10-3
9.33×10-4
平均の濃度 [mol/L]
2
[H2O2] ②
dost
0.900
0.715
0.562
0.446
0.358
0.290
-
A② 平均の濃度は,各区間
[H2O2] における最初の濃度と最
の濃度の平均をとった
①
3.70×10-3
3.95×10-3
4.02×10-3
3.58×10-30
3.71×10-3
3.21×10-3
グラフ1:H2O2のモル濃度[H2O2] をα 反応時間をbとすると, αは時間
間とともに減少していくが, 60秒あたりの減少幅は小さくなってい
く。 したがって, (イ) が該当する。
グラフ2:60秒ごとの平均の反応速度をα, H2O2 の平均の濃度
[H2O2] をbとすると,各区間におけるv/ [H2O2] は表のようになる。
したがって / [H2O2] が一定(すなわちαとは比例関係) とみなせ
あるので, (エ) が該当する。
(3) グラフ2における直線の傾きをとおくと, v=k [H2O2] と示され
るので、この反応の反応速度式はv=k[H2O2] とわかる。 したがって,
0~60秒間における反応速度定数んは, (2) の表から, 3.70×10-3/s とな
る。
ものである。
[A] = [A]
DECSSROORS
③ モル濃度
3
s[A]
反応速度
AT
-
1
+48S+A (I)
t₂-t₁
m) \101.0
時間→
補足 過酸化水素の分解反応は一次反応であり、時間t, 反応速度定
数k, および初期濃度[H2O2] を用いて次のように表される。
USI
[H2O2] = [H2O2]oxe-kt
(1)
.A
これがグラフ1の(イ)に該当する。この減衰曲線の形状は知っておくと
よい。また, 反応速度式はv=k [H2O2] と表される。 これがグラフ2の
(エ) に該当する。一次反応では濃度と反応速度が比例することも知ってon08.0-Nom0: A
おくとよい。
Nourob -= Nom 080-Nom 08.0: A
濃度→

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

🍇こつぶ🐡

後➖先を計算する。濃度は減少するから➖をつける。だから、➖(後➖先)。これを時間で割ると、
➖(後➖先)mol/L➗➖(後➖先)s＝v。vはエのグラフの傾き🙇

Nちゃん

(3)です…🙏🙏🙏

Nちゃん

問題文に「グラフ2から求められる」と書いてあるのですが、グラフ2から求めるにはどのような手順を踏めば良いですか？？

🍇こつぶ🐡

ごめん。(2)を説明してたね。

(3)はグラフエを使い、原点を通る一次関数だから、
y＝axになるよね。ここで、a＝k、y＝v、x＝[H2O2]にすると、v＝k[H2O2]となる。このグラフの傾きkを求める。

すると、k＝v/[H2O2]となる。
ここで、(2)の解答にある表を使い(自分で計算し)、どこの時間帯でも良いが、0～60秒の時が一番簡単だから、この間のvと[H2O2]の値を上の文字式に代入し、kを求める。

こんな感じ。手間を取らせてごめんね🙇

Nちゃん

ありがとうございました🙏