反応速度（知識）の問題

気体どうしの反応では、ほかの条件を変えずに温度を上げると反応速度が大きくなる。温度を上げたときに起こる変化について述べた次の文のうち、正しいものを、次のア〜オからすべて選べ。

• ア　反応の活性化エネルギーが小さくなる。
• イ　活性化エネルギー以上の運動エネルギーをもつ分子の割合が大きくなる。
• ウ　分子の運動エネルギーの平均値は変わらず、エネルギー分布の形だけが変わる。
• エ　分子の熱運動が激しくなり、単位時間あたりの分子どうしの衝突回数が増える。
• オ　エネルギー分布の幅がせまくなり、ほとんどの分子が平均値に近いエネルギーをもつようになる。

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。

同じ質量の亜鉛を、同じ温度・同じ濃度・同じ体積の塩酸と反応させる。粒状の亜鉛のかわりに粉末状の亜鉛を用いると、水素が発生する反応の速さは（ a ）。
また、容積一定の容器内で水素とヨウ素の気体が反応しているとき、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ると、容器内の全圧は大きくなるが、水素とヨウ素の濃度は（ b ）。

気体 $\mathrm{A}$ と気体 $\mathrm{B}$ が反応して気体 $\mathrm{C}$ が生じる反応
$$2\mathrm{A}+\mathrm{B}⟶\mathrm{C}$$
の反応速度 $v$ は、速度定数 $k$ を用いて
$$v=k[\mathrm{A}][\mathrm{B}]$$
と表される。この反応についての記述として正しいものを、次のア〜オからすべて選べ。

• ア　一般に、速度式の濃度の指数は反応式の係数と等しくなるので、この反応でも $[\mathrm{A}]$ の指数は $\mathrm{A}$ の係数と等しい。
• イ　この反応は、全体として二次反応である。
• ウ　温度を一定に保ったまま $[\mathrm{A}]$ を 2 倍にすると、速度定数 $k$ も 2 倍になる。
• エ　速度定数 $k$ の値は、温度によって変化する。
• オ　温度を一定に保ったまま適切な触媒を加えると、反応の活性化エネルギーが小さくなり、速度定数 $k$ は大きくなる。

一定量の気体について、横軸に分子 1 個がもつ運動エネルギー、縦軸にそのエネルギーをもつ分子の数の割合をとったグラフ（エネルギー分布曲線）を考える。このグラフは山形の曲線になり、曲線と横軸で囲まれた部分の面積は、気体の分子全体を表す。

気体の物質量を変えずに温度を上げたとき、このエネルギー分布曲線と反応速度の変化について述べた記述として最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。ただし、反応の活性化エネルギーを $E_{\mathrm{a}}$ とする。

• ア　曲線の山の頂点は高エネルギー側へ移り、山の頂点の高さは高くなる。
• イ　曲線と横軸で囲まれた部分の面積が大きくなり、その分だけ反応する分子が増える。
• ウ　すべての分子が $E_{\mathrm{a}}$ 以上のエネルギーをもつようになり、どの衝突でも反応が起こる。
• エ　$E_{\mathrm{a}}$ 以上のエネルギーをもつ分子の割合が大きくなり、単位時間あたりに反応する分子の数が増える。
• オ　分子の運動エネルギーの平均値は変わらず、分布の広がり方だけが変わる。

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。