Question

イズ

(2)ですが、解答では表を使って求めているのですが、表を書くと時間がかかりそうなので時短になる解き方はないですか？

⑤ 一般に, 反応速度定数は触媒が存在すると変化する。
[グラフ
121. 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
TO
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。
0
60
180
300
時間 〔秒〕
酸素の物質量 〔mol]
360
240
1120
01.00×10-31.85×10-32.53×10-3 3.01×10-3 3.41×10-33.69 × 10-3
△×(1)
(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。
X (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
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 6 [mol/L] としたときのαと6の関係を表す
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)
(I)
a
KICK
20
b
a
a
0
(オ)
0
(0
b
b
b
b
X (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)
20
OMS

121. 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。
2H2O+O2
2H2O2
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=2.00×10-3mol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×台港曲 (
(10/1000) L=1.00×10mol なので, 60秒後の過酸化水素水溶液のモル
濃度は,次のようになる。
1.00×10-2mol-2.00×10-3 mol
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
C2-C1
0.80mol/L-1.00mol/L
60s-0s
=3.33×10-3mol/ (L's)
t₂-t₁
(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==
80
① 分解反応の速さ
KO
Ac
==
10
C2-C1
to-h

時間 モル濃度 [mol/L] 平均の反応速度 平均の濃度[mol/L]
[s〕
v[mol/(L·s)]
0
60
120
180
240
300
360
[H2O2]
1.00
0.80
0.63
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
0.900
0.715
20.562
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 ⅠH2O2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
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va, H2O2 の平均の濃度
[H2O2] をbとすると,各区間における / [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
るので、(エ)が該当する。
(3) グラフ2における直線の傾きをんとおくと,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。
[H2O2] = [H2O2]oxe-kt
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
おくとよい。
②平均の濃度は,各区間
における最初の濃度と最
後の濃度の平均をとった
ものである。
③ モル濃度
3
時間 →
IS EST
14
反応速度
濃度→
第Ⅱ章 物質の変化と平便

分解

Answer 1

✨ 最佳解答 ✨

サマンサタバサバサ

解答では全部計算していますが、実際に解くときは全部計算しなくても、消去法でグラフを選べます。
例えばグラフ1だと0秒、60秒の表だけでイかエに絞れます。後は傾きを3つ程出せば、減少していってるのでイにしぼれます。曲線か直線かを絞るには0秒と60秒、300秒と360秒間の傾きを比較するといいです（反応の初めと終わり頃）。傾きが最初と最後で大きく違えば、図の指数関数の様なグラフであると予想できます。
補足にもあるように、知っていれば表を書かなくても即答できる問題ですね。（高校の範囲は少し超えてますが教科書の発展には乗ってるかな？レベルだと思います）。

イズ

ありがとうございます！