反応速度

問題

酸化鉄FexO2yの生成反応の速度を測定した．

xFe + yO2 → FexO2y



（１）xとyを求めよ．



反応速度をvとすると

v=k[Fe]^x[O2]^y

で表される．（kは反応速度定数）

実験	[Fe]	[O2]	v
	mol/l	mol/l	mol/l・s
１	0.30	0.30	0.18
２	0.30	0.60	0.72
３	0.60	0.30	1.44

実験１と２を比較すると，


[O2]が2倍になると，vは， 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K 倍になっている．

	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K
このことから，	2	倍になっているので，

y = 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K



次に，実験1と3を比較すると，


[Fe]が2倍になると，vは， 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K 倍になっている．

	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K
このことから，	2		倍になっているので，

x = 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K




（２）反応速度定数kを求め，きた酸化物の化学式を答えよ．



実験１のデータを用いると，

0.18 = k×0.303×		0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K
	0.30

	0.18
k =	―――――――――――――
	0.303×		0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K
		0.30

			0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K
	2×0.30
k =	―――――――――――――
			0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K
	0.30

　　

	2
=	――――――
			0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K
		0.30

		2
=	――――――
	0.0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K

　　　


分母，分子を1000倍して
整数化すると

　　2000
= ――― = 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K .・・・
　　　27

				0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K
2　7	）	――――――――――――
		2	0	0	0
		0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K
		―――――――――
			0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K
			0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K
			―――――――――
					0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K

　　　　　　

	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K		0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K
k = 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K (l		/mol		・ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K )

単位は，単位だけで式にあてはめる．

	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K		0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K
mol/l・s = k×(mol/l)		×(mol/l)

	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K
= k×(mol/l)

	mol/l・ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K			1
k =	―――――		=	――――――――――
		0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K			0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K
	(mol/l)			(mol/l)		・s

　　　

	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K		0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K
= l		/mol		・ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K

x = 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K ，y = 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K より

FexO2yから，


酸化物は，Fe 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K O 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 l m s K

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