化学
高校生
解決済み
体積はどこから求めているんですか??
化学
問2 図2は過酸化水素の分解反応を示したものである。 過酸化水素は,水溶液中で
は分解速度が極めて小さいが、触媒が共存すると常温でも速やかに分解する
2H2O2
O2 +2H2O
ふたまた試験管の一方に0.20molのH2O2 を含む過酸化水素水10mL, もう片
方に触媒として酸化マンガン(IV) を入れて反応させた。分解反応により発生し
た酸素を水上置換によって捕集した。 10秒ごとの捕集した気体の体積を調べた
で一定であり, 27℃での水蒸気圧は3.57 × 103 Pa, 大気圧を1.01 × 10 Paとす
結果が表である。 後の問い (ab) に答えよ。 ただし, 実験時の温度は27℃
る。また,気体定数はR = 8.31 × 10°Pa・L/(K・mol) であり、酸素の水への溶解、
過酸化水素水の体積変化は無視できるものとする。
過酸化水素水
酸化マンガン(IV)-
気体誘導管
メスシリンダー
水
図2 過酸化水素の分解反応
表1 時間ごとの酸素の発生量
時間 (s)
20
10
20 30
40 50
60
捕集した気体の体積(mL)
0
20
35 45 53 57
60
問2a
10秒後から60秒後までの各段階で発生
た酸素の物質量を求めると,次の通りになる。
10秒後の発生した酸素の物質量:
(酸素の分圧)=(大気の圧力) (水蒸気圧)
なので,
P=101000-3570
=97430 Pa
V = 20×10-3L
T = 300K より 物質量 110 は, 10101
-3
97430 x 20 x 10-3
n10 ==
≒ 7.8×10 -4 mol
8.31 x 103 ×300
20秒後の発生した酸素の物質量:
P=101000-357097430 Pa
V = 35×10-3L
OLX TE
T=300Kより,物質量 n20 は,
n20 =
97430×35×10 -3
8.31 x 103 x 300
= 1.367 x 10T
≒1.4 × 103mol
30秒後の発生した酸素の物質量:
P=101000-357097430 Pa
V = 45 x 10-3L
T = 300Kより,物質量 130 は,
03
97430×45×10-3
N30 ==
≒1.8×10-3mol
8.31 x 10 x 300
40秒後の発生した酸素の物質量:
P=101000-357097430 Pa
V = 53×10-3
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