多段階反応と律速段階

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。

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。

五酸化二窒素の分解反応
$$2{\mathrm{N}}_2{\mathrm{O}}_5⟶4\mathrm{N}{\mathrm{O}}_2+{\mathrm{O}}_2$$
の反応速度 $v$ は、実験から、速度定数 $k$ を用いて $v=k[{\mathrm{N}}_2{\mathrm{O}}_5]$ と表されることがわかっている。この反応と反応速度式に関する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。

• ア　化学反応式で ${\mathrm{N}}_2{\mathrm{O}}_5$ の係数が 2 なので、この反応は ${\mathrm{N}}_2{\mathrm{O}}_5$ について二次反応である。
• イ　温度を一定に保ったまま ${\mathrm{N}}_2{\mathrm{O}}_5$ の濃度を 2 倍にすると、速度定数 $k$ も 2 倍になる。
• ウ　温度を一定に保てば、反応が進んで ${\mathrm{N}}_2{\mathrm{O}}_5$ の濃度が小さくなっても、速度定数 $k$ の値は変わらない。
• エ　触媒を加えて反応速度が大きくなっても、同じ温度であれば速度定数 $k$ の値は変わらない。
• オ　この反応がいくつかの段階を経て進むとすると、反応全体の速さは、それらの段階のうち最も速い段階の速さで決まる。

ある気体の反応は、1 段階で進むのではなく、次の 2 つの段階 $(1)$, $(2)$ を順に経て進むことが実験からわかっている。
$$(1)2\mathrm{N}{\mathrm{O}}_2⟶\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3+\mathrm{NO}(\text{遅い})$$
$$(2)\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3+\mathrm{CO}⟶\mathrm{N}{\mathrm{O}}_2+\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2(\text{速い})$$
段階 $(1)$ は段階 $(2)$ に比べてきわめて遅いため、全体の反応 $\mathrm{N}{\mathrm{O}}_2+\mathrm{CO}⟶\mathrm{NO}+\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$ の反応速度は、ほぼ段階 $(1)$ の反応速度で決まる。

このように、いくつかの段階を経て進む反応において、最も遅く、全体の反応速度を決めている段階を何というか。漢字で答えよ。

気体 $\mathrm{A}$ と気体 $\mathrm{B}$ から気体 $\mathrm{C}$ が生じる反応 $2\mathrm{A}+\mathrm{B}⟶2\mathrm{C}$ は、1 段階で進むのではなく、中間体 $\mathrm{X}$ を経由する次の 2 つの段階 $(1)$, $(2)$ からなることがわかっている。
$$(1)\mathrm{A}+\mathrm{B}⟶\mathrm{X}+\mathrm{C}(\text{遅い})$$
$$(2)\mathrm{X}+\mathrm{A}⟶\mathrm{C}(\text{速い})$$
一定温度で実験を行うと、この反応全体の反応速度 $v$ は、速度定数を $k$ として $v=k[\mathrm{A}][\mathrm{B}]$ と表された。これは、段階 $(2)$ がいくら速く進んでも、生じる $\mathrm{X}$ の量は段階 $(1)$ の進み方で限られるため、反応全体の速さが段階 $(1)$ の速さでほぼ決まってしまうからである。

このように、いくつかの段階を経て進む反応において、最も遅く、反応全体の反応速度を決めている段階を何というか。漢字で答えよ。

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。

一定温度で、気体 $\mathrm{X}$ と気体 $\mathrm{Y}$ から気体 $\mathrm{Z}$ が生じる反応 $\mathrm{X}+2\mathrm{Y}⟶\mathrm{Z}$ の反応速度 $v$ を調べたところ、速度定数を $k$ として $v=k[\mathrm{X}][\mathrm{Y}]$ と表されることがわかった。この反応の反応次数（全体の次数）は（ a ）である。また、反応速度式の濃度の指数が化学反応式の係数と一致しないことから、この反応はいくつかの素反応からなる多段階反応であり、全体の反応速度は、それらの素反応のうち反応速度が最も（ b ）段階で決まると考えられる。