反応速度

25分 Part 2 / Ch4 / Lesson 1

前提レッスン: 1-2-3

到達目標

反応速度 = 単位時間あたりの濃度変化

$v = -\frac{\Delta[\text{反応物}]}{\Delta t} = \frac{\Delta[\text{生成物}]}{\Delta t}$

単位: $\mathrm{mol/(L \cdot s)}$

因子	効果	理由
濃度を上げる	速度 ↑	衝突回数が増える
温度を上げる	速度 ↑	分子の運動エネルギーが増え、活性化エネルギーを超える分子の割合が増える
触媒を加える	速度 ↑	活性化エネルギーを下げる
固体を細かくする	速度 ↑	表面積が増える

活性化エネルギーと触媒の効果

活性化エネルギー ( $E_a$ ): 反応が起こるために必要な最小エネルギー。

触媒: $E_a$ を下げて反応速度を大きくする物質。反応前後で自身は変化しない。

Q1 温度を上げると反応速度が大きくなる主な理由は?

Q2 触媒は何を変化させる?

Q3 反応速度の単位として正しいのは?

問1. 過酸化水素 $\mathrm{H_2O_2}$ の分解反応において、 $\mathrm{MnO_2}$ を加えると反応が速くなる理由を説明せよ。また、 $\mathrm{MnO_2}$ は反応後どうなるか述べよ。

解答・解説

$\mathrm{MnO_2}$ は触媒としてはたらき、反応の活性化エネルギーを下げることで反応速度を大きくします。

$\mathrm{MnO_2}$ は触媒なので、反応の前後で量も性質も変化しません（自身は消費されない）。

$2\mathrm{H_2O_2} \xrightarrow{\mathrm{MnO_2}} 2\mathrm{H_2O} + \mathrm{O_2}$