反応速度（知識）の問題

次の文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、下のア〜エのうちから 1 つ選べ。

アンモニアの工業的製法では、気体の窒素と水素の可逆反応
$${\mathrm{N}}_2+3{\mathrm{H}}_2\rightleftarrows 2\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3$$
を、四酸化三鉄 $\mathrm{F}{\mathrm{e}}_3{\mathrm{O}}_4$ を主成分とする固体の触媒を用いて行う。この触媒は、触媒の分類では [ a ] にあたる。温度と圧力を一定に保ったまま、この反応に触媒を用いると、触媒を用いない場合に比べて、正反応の反応速度が大きくなるとともに、逆反応の反応速度は [ b ]。

次の文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、下のア〜エから 1 つ選べ。

いくつかの素反応が順に起こって進む反応を多段階反応という。多段階反応では、全体の反応速度は、いくつかの段階のうち（ a ）段階の速さでほぼ決まる。このように全体の反応速度を決める段階を（ b ）という。

次の文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、下のア〜エのうちから 1 つ選べ。

窒素と水素からアンモニアを合成する可逆反応
$${\mathrm{N}}_2+3{\mathrm{H}}_2\rightleftarrows 2\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3$$
を工業的に行うハーバー・ボッシュ法では、四酸化三鉄 $\mathrm{F}{\mathrm{e}}_3{\mathrm{O}}_4$ を主成分とする固体の触媒が用いられる。この触媒は気体の反応物とは異なる状態で存在し、その表面で反応が進む。このように、反応物と均一に混じり合わずにはたらく触媒を（　a　）という。

また、温度と圧力を一定に保って、この触媒を用いた場合と用いない場合を比べると、触媒を用いた場合のほうが平衡状態に達するまでの時間は短くなるが、平衡状態での $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3$ の物質量は（　b　）。

気体の可逆反応 ${\mathrm{H}}_2+{\mathrm{I}}_2\rightleftarrows 2\mathrm{HI}$ の正反応（右向きの反応）は発熱反応であり、正反応・逆反応とも 1 段階で進むものとする。この反応の活性化エネルギーと遷移状態（活性化状態）に関する記述として正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　遷移状態にある原子の集合体は、反応物と生成物の中間にあるエネルギーの低い安定な物質なので、反応の途中で取り出して保存することができる。
• イ　正反応の活性化エネルギーは、逆反応の活性化エネルギーより小さい。
• ウ　同じ温度で比べると、活性化エネルギーが大きい反応ほど反応速度は大きい。
• エ　触媒を加えると、正反応の活性化エネルギーと逆反応の活性化エネルギーの差が小さくなる。
• オ　温度を上げると遷移状態のエネルギーが低くなるので、正反応の活性化エネルギーが小さくなり、反応速度が大きくなる。

反応速度式と反応のしくみに関する記述として最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

• ア　反応速度式における各反応物の濃度の指数（反応次数）は、化学反応式の係数から必ず決まる。
• イ　いくつかの段階を経て進む反応全体の反応速度は、最も遅い段階の反応速度でほぼ決まる。
• ウ　温度が一定でも、反応物の濃度を大きくすると、反応速度定数の値は大きくなる。
• エ　反応速度定数の値は、反応の種類だけで決まり、温度を変えても変わらない。