Question

なみ

セミナーの反応速度の問題です。なぜ2枚目の写真のノートのやり方だと間違っているのか理由を教えていただきたいです。

318. 過酸化水素の分解 少量の酸化マンガン (ⅣV) 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
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〕
0
120 mm 0.0 180 A 240
酸素の物質量 [mol] 0 1.00×10-3 1.85×10-32.53×10-33.01×10-33.41×10-33.69×10-3 |
(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
60
300
360

318. 過酸化水素の分解
解答 (1) 3.3×10-mol/ (L's)
(2) グラフ:(イ) グラフ2:(エ)(3) 3.7×10-/s
解説
(1) 過酸化水素の分解は次のように示される。
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 02 の物質
量の2倍であり, 60秒間に1.00×10-3mol×2=2.00×10-3mol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/L×
(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,
1.00×10-2mol-2.00×10-3mol
= 0.80mol/L
10/1000L
濃度変化
12
LY
(317)
1310
214202
(1) 029④
。
Uo₂ =
02
1,00×10-3x
60
5.00 x 10-6
60-12
1/2×10-6.
24H₂0₂2 == √x 10-6
+21120
5
1000
0.16
6/10
6
40
-1.6×10-7mol/(LS)/

問題 319 320
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
C2-C1
t₂-t₁
0.80mol/L-1.00mol/L
60s-0s
-=3.33×10-3mol/ (L'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。
v=-
時間 モル濃度 [mol/L] 平均の反応速度 平均の濃度[mol/L]
[H2O2]
v[mol/ (L's)〕
[H2O2] ②
0
60
120
180
240
300
360
1.00
0.80
20.63
0.494
0.398
0.318
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
0.9004
0.715
0.562
0.446
20.358
0.290
V
[H2O2]
3.70×10-3
3.95×10-3
4.02×10-3
3.58×10-3
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vをa, 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, v/[H2O2] が一定(すなわちαとは比例関係) とみなせ
るので、(エ)が該当する。
(3) グラフ2における直線の傾きをk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kは, (2) の表から, 3.70×10-3/sとな
る。
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。
① 分解
v=
②平均
におけ
後の
もので
③ モル濃度
3+
反応速度

反応速度