反応速度

質問

こんにちは☆

2H2O2→2H2O＋O2
始め2H2O2＝0.96mol/L
2H2O＝0mol/L
O2＝0mol/L
温度25℃ 圧力1.0×10^5の時の反応速度定数8.0×10^－2[/min]

この反応の反応速度を求めよ。
という問題です。
解説も含めて解答を教えて下さい。

回答No.2

matumotok · ベストアンサー

こんにちは。

貴方も、おそらくNo.1の方もそうだとおもいますが、私も問題文を見た瞬間に面食らいました。ただし、「反応開始時からの経過時間ｔ[min]を用いて、時間ｔにおける反応速度Ｒをｔの関数として求めよ」と解釈すれば何とかなるのではないでしょうか？　（←こうゆう勝手な解釈をすると試験のときに墓穴を掘ったりもしますが、、）

反応速度定数の単位から、反応次数を判断することは出来ます。圧力は変動しても不可逆反応なので過酸化水素の濃度にだけ着目すればよいはずです。

というヒントでいかがでしょうか？

お礼

ヒントでしっくりきました♪
ありがとうございました☆

回答No.3

tt012

そうですか。
この問題の内容の通りですか。
では幾つかの条件を仮定して勝手に考えてみます。

1.反応温度は25℃一定。
・・・反応速度は温度の影響を受けるのでこう仮定します。

2.H2O2に対し1次反応。
・・・過酸化水素(H2O2)の分解反応速度は過酸化水素濃度に対し1次反応であらわすことができます。

3.反応開始直後の反応速度を求める。
・・・一般に0次反応以外の反応次数の場合、反応速度は反応時間経過と共に変化するので、
とある反応時間における「平均反応速度」で考察するケース、
あるいはとある反応時間後の注目成分の濃度を計算するケースが多いと思います。
この問題では「反応時間」が与えられてないので反応開始直後と勝手に決めます。

以上の仮定の元に具体的な「反応速度」を計算してみます。
反応速度rは単位時間、単位反応体積当たりの注目成分の変化量(mol)。
1次反応速度式は注目成分をH2O2として
r = k [H2O2]
2[H2O2] = 0.96(mol/L)
[H2O2] = 0.48(mol/L)・・・反応開始直後という条件付きです。
k = 8.0 x 10^-2(/min)
r = 0.48 x 8.0 x 10^-2 = 3.84 x 10^-2(mol/L・min)
あるいはSI単位系で書くとr = 6.40 x 10^-5(mol/m3・s)

あくまで反応開始直後の反応速度です。
反応時間tとおいて1次反応速度式を立てることも可能ですが、
多分高校化学ではそこまでやらないと思うので割愛しました。

蛇足ですが解答を求める条件が揃っていない場合
幾つか仮定をおいて求める、という考え方実生活では良くでてきますね。

お礼

ご回答ありがとうございました。
アドバイスありがとうございます♪

回答No.1

tt012

今の高校化学で反応速度をどのように授業で扱っているか、
良く分からないのですが・・・。

この問題、「反応時間」とか「平均反応速度」なんて言葉はでてきませんか?
本当にご質問の内容の通りの問題でしょうか?
問題のとらえ方によって難しくもあり、すごく簡単でもありですね・・・。

補足

この問題の通りでした。
条件がなさすぎて混乱してる状態です(;_;)