反応速度（知識）の問題
反応速度とその変化に関する記述として誤っているものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。
- ア 過酸化水素の分解反応 において、ある時間での の減少速度（単位はいずれも ）は、 の生成速度の 2 倍である。
- イ 同じ質量の亜鉛を同じ濃度・同じ体積の塩酸に加えると、塊状の亜鉛より粉末状の亜鉛のほうが速く反応する。これは、固体の表面積が大きくなり、単位時間あたりに亜鉛と水素イオンが衝突する回数が増えるためである。
- ウ 気体どうしの反応で、温度を一定に保ったまま容器の体積を小さくして圧力を大きくすると、反応物の濃度が大きくなるので、反応速度は大きくなる。
- エ 体積一定の容器内で進む気体どうしの反応に、温度を一定に保ったまま反応に関係しないアルゴンを加えて全圧を大きくすると、反応物の濃度が大きくなり、反応速度は大きくなる。
- オ 臭化銀に光を当てると銀が析出するように、光のエネルギーを吸収することによって進む反応がある。
この問題で使うもの
- 反応速度の表し方（説明と入口の問題）
- 反応速度を変える条件（濃度・圧力・表面積・光）（説明と入口の問題）
- 光を吸収して起こる反応（光合成・光化学反応・光触媒）（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（23 技能）
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
反応速度の表し方（係数との関係）と、反応速度を大きくする条件（濃度・表面積・光など）を、衝突の回数という考え方で整理しよう。
ヒント 2
気体の反応では、圧力そのものではなく、反応物の濃度（単位体積あたりの分子の数）が変わるかどうかで反応速度が決まる。
ヒント 3
ア・イ・オは教科書どおりの事実である。ウとエのうち、反応物の物質量と容器の体積がそれぞれどうなるかを比べてみよう。
答えと解説
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エ
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解説を読む
反応速度は、単位時間あたりの反応物の濃度の減少量、または生成物の濃度の増加量で表す。反応速度は、反応物の濃度・温度・固体の表面積・触媒・光などの条件で変わる。気体の反応では、圧力の変化が反応速度に影響するのは、それによって反応物の濃度（単位体積あたりの分子の数）が変わる場合である。
- ア 正しい。化学反応式の係数の比は、変化する物質量の比を表す。 が 減るとき は 生じるので、同じ溶液中では の減少速度は の生成速度の 2 倍になる。
- イ 正しい。固体が関わる反応は固体の表面で起こる。粉末にすると表面積が大きくなり、反応できる粒子どうしの衝突回数が増えるので、反応速度が大きくなる。
- ウ 正しい。温度一定で体積を小さくすると、各気体の分圧が大きくなり、濃度（単位体積あたりの分子数）も大きくなる。衝突回数が増えるので反応速度は大きくなる。
- エ 誤り。体積一定の容器にアルゴンを加えると全圧は大きくなるが、反応物の物質量も容器の体積も変わらないので、反応物の濃度（分圧）は変わらない。したがって、反応速度は（ほぼ）変わらない。「反応物の濃度が大きくなり」が誤りである。
- オ 正しい。臭化銀は光によって のように分解し、銀が析出する（写真のフィルムに利用された）。このように光のエネルギーを吸収して進む反応を光化学反応という。
よって、誤っているものはエである。
別解
ア: 係数比より H2O2 の減少速度は O2 の生成速度の 2 倍。正しい。
イ: 粉末状は表面積が大きく、衝突回数が増えて速く反応する。正しい。
ウ: 温度一定で体積を小さくすると、単位体積あたりの分子数（濃度）が大きくなり、反応速度は大きくなる。正しい。
エ: 体積一定・温度一定で反応に関係しないアルゴンを加えても、反応物の物質量と体積は変わらないので反応物の濃度は変わらず、反応速度も変わらない。「濃度が大きくなる」は誤り。
オ: 臭化銀の光分解は光化学反応の例で、正しい。
よって誤っているものはエ。