受験相談・学習相談
お問い合わせはこちら
～学力向上ラボ～
～学力向上ラボ～
化学反応の速さとその変化
時間
問題解説
岡山進学研究塾
岡山進学研究塾
岡山で理系に強い岡進研の
岡山で理系に強い岡進研の
反応速度とは
単位時間当たりの反応物の減少量、または生成物のモル濃度の増加量を指す。Δt秒間に濃度がΔc[mol/L]だけ変化するとき、反応速度vは
モル濃度
〈例〉
H2の減少速度
HIの増加速度
※I2の減少速度も求めることが可能。
反応速度は任意の時間における接線の傾きである。
反応物、生成物ともに接線は徐々に緩やかになり、やがて0になる。つまり、反応速度の大きさは徐々に小さくなり、やがて一定となる(平衡状態に至る)。
一般に、反応物は時間と共に濃度が減少するので速度はマイナス、逆に生成物は増加するため速度はプラスとなる。
※ 時間が(十分に)経過すると、反応速度は0となる(反応しなくなる)。
反応速度は活性化状態にある反応物の量(物質量と考えてもらって構いません)に
比例する値である。活性化状態であるためには活性化エネルギ－が必要となる。
〈補足〉活性化エネルギーを増加させる方法
･反応物の温度を上げる
･反応物の濃度を上げる
･適当な波長の光を照射する
などが挙げられる。尚、触媒は活性化エネルギーを小さくする。酵素も体内の反応物と安定な活性化状態を作り、反応を促進するためである(活性化エネルギーの小さい別の反応経路)。
【参考】反応速度を変化させる要因とその主な理由
反応速度と活性化エネルギーの関係
反応速度と活性化エネルギー
一般に化学反応はエネルギー状態の高い遷移状態を経て進行する。遷移状態になるのに要するエネルギーを活性化エネルギー(Ea)と呼び、反応ごとに異なる値をとる。
活性化エネルギー小→反応速度が大
活性化エネルギー大→反応速度が小
※可逆変化において、反応物の持つエネルギーが生成物のもつエネルギーよりも大きい場合、正反応(反応物→生成物)の方が起こりやすい(エネルギーの大きい状態→小さい状態の方が反応が起こりやすい)。
遷移状態
反応物
生成物
反応速度式
反応速度式
反応速度と反応物の濃度の関係を表す式
反応物AとBから生成物Cが生成される反応式。過不足なく反応したときのmol比がa：b：cとすると、
aA+bB→cC
このとき、
v=k[A]x[B]y (k：反応速度定数 ｘ+ｙ：反応の反応次数)
〈例〉2H2O2 → 2H2O+O2 v=k[H2O] (1次反応)
H2+I2 → 2HI v=k[H2][O2] (2次反応)
※反応次数
0次反応：反応速度が一定で反応が進行する場合
1次反応：反応速度が一つの反応物の濃度に比例する場合
2次反応：反応速度が二つの反応物の濃度に比例する場合
