Question

結花

高校生化学「反応速度」についてです。

大問249の(3)ですが「解説の(c)と(d)の反応速度が等しい」というところが理解できません。

グラフから、モル濃度について(c)は(d)の2倍であるので、温度が等しい時、反応速度も(c)は(d)の2倍になるのではないでしょうか。

以上の理由から、曲線(d)の温度は曲線(c)の温度と等しいというところも理解できません。

併せて解説していただけると嬉しいです。

249 □□ 反応の速さ 図の曲線は,ある物質が異なる3つの温度で分解すると
(1) 反応開始1分後の分解反応の速さが、最も大きい
きの反応物の濃度変化を表す。 次の問いに答えよ。
のは (a)~(c) のうちどれか。
(2) 反応物の濃度が0.5mol/L になるまでの平均の分
解速度は, (a)は (c) の何倍か。
(3) 曲線 (d)は, 曲線 (a)~(c) のどの温度と等しいか。 201
(4) 反応速度は,温度を高くすると大きくなる。 その
主な理由を次から一つ選べ。
(ア) 分子間の衝突回数が増える。 (イ) 活性化エネルギーが大きくなる。
(ウ) 反応経路が変わる。
1.2
1.0
0.8
濃
度 0.6
0.4
0.2
[mol/L]
(d) (c)
a
b
⁰0 1 2 3 4 5
時間(分) JA
(エ) 反応する可能性のある分子の数が増える。
発展問題
250□□ 反応速度の式 五酸化二窒素 N2O を四塩化炭素(溶媒に溶かして45
℃に温めたところ、 次式のように分解した。 なお, 生成した二酸化窒素 NO2 は溶媒
に溶け、酸素だけが発生したものとする。
2N.O.

の発生
均一触媒反応と不均一触媒反応の反応速
度について
(5) について,次のような質問を受けたことが
ある。 「3%過酸化水素水が, 10mL のときの
三位時間あたりのO2発生量をV[L] とすると,
OmL のときは2V[L] になるはずなので, (5)
グラフの傾きはもとの点線のグラフの傾きよ
大きくなるのではないか?」
広問では, MnO2 (固) という不均一触媒を使
ている点が重要である。 過酸化水素の分解
には、この触媒表面でしか起こらない。 その
3%過酸化水素水を10mL から20mL
しても、 触媒の表面積が一定なので,単
あたりの酸素の発生量も変わらない。 し
て (5) のグラフの傾きは、もとの点線の
の傾きと同じになる。
ン, FeCl3 水溶液のような均一触媒を使
場合には、 反応速度が変化しうる。こ
過酸化水素の分解反応は溶液全体で
ら, 3% 過酸化水素水を10mL から
増やすと,単位時間あたりの酸素の
多くなるはずである。 したがって, (5)
傾きは、もとの点線のグラフの傾き
大きくなると考えられる。
2) オ (3) イ カ ウ
えると,活性化エネルギーの値が小
軽路で反応が進行するようになるの
大きくなる。
を大きくすることはで
解答 (1) x
(5) x
(2) × (3) O (4) O
(6) x
249 解説
平均の分解
速度は, 曲線上にとった
2点を結ぶ線分の傾きで表
される(右図)。この傾きが
大きいほど, 平均の分解速
度は大きい。
Aの濃度
△ [A]
v
時間
t₁ At t₂
また、瞬間の分解速度 v
は,曲線上の1点に引いた接線の傾きで表され,この
傾きが大きいほど,瞬間の分解速度は大きい。
(1) 反応開始から1分間を考えた場合, 2点の傾きが
最も大きいのは (c) である。
(2) 初めの濃度 1.0mol/L が一
の0.5mol/L になる時
が1/2
間を比較すると, (a)は3分, (c)は1分である。 反応
時間と反応速度は反比例の関係にあるから, (a) の分
解速度は (c)の分解速度の 1/3倍である。
(3)(d)の初めの濃度は(a),(b), (c)の1/2であるが,(d)
の濃度が一になる時間は1分後であるから, (c)と
(d) の反応速度は等しく, (c) と (d)は同一温度と考えら
れる｡
(4) 高温になるほど, 反応する分子のエネルギー分布
曲線が高エネルギー方向にずれ,活性化エネルギー
を上回るエネルギーをもった分子の割合が増すた
25
°C
に