大学入学共通テスト(理科) 過去問
令和4年度(2022年度)追・再試験
問99 (化学(第2問) 問1)

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問題

大学入学共通テスト(理科)試験 令和4年度(2022年度)追・再試験 問99(化学(第2問) 問1) (訂正依頼・報告はこちら)

次の問いに答えよ。

反応速度に関する記述として下線部に誤りを含むものはどれか。次の選択肢のうちから一つ選べ。
  • 亜鉛が希塩酸に溶けて水素を発生する反応では、希塩酸の濃度が高い方が、反応速度が大きくなる。
  • 水素とヨウ素からヨウ化水素が生成する反応では、温度が高い方が、反応速度が大きくなる。
  • 石灰石に希塩酸を加えて二酸化炭素を発生させる反応では、石灰石の粒を砕いて小さくし、表面積を大きくすると反応速度が大きくなる。
  • 過酸化水素の分解反応では、過酸化水素水に触媒として酸化マンガン(Ⅳ)を少量加えると、活性化エネルギーが大きくなるので反応速度が大きくなる。

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この過去問の解説 (3件)

01

反応速度を大きくするには、

濃度を大きくする、温度を高くする、触媒を使用する

が主に上げられます。

選択肢1. 亜鉛が希塩酸に溶けて水素を発生する反応では、希塩酸の濃度が高い方が、反応速度が大きくなる。

正しい

濃度が高いということは、希塩酸中の塩酸の量が多いということです。

そうすると、亜鉛と塩酸の衝突回数が増え、

反応速度が大きくなります。

選択肢2. 水素とヨウ素からヨウ化水素が生成する反応では、温度が高い方が、反応速度が大きくなる。

正しい

温度が高くなると分子の運動が活発になり、

衝突回数が増えて反応速度が大きくなります。

加えて、原子の組み換えが起こりうるエネルギーの高い状態(遷移状態)に

なる原子の割合が増加するためです。

選択肢3. 石灰石に希塩酸を加えて二酸化炭素を発生させる反応では、石灰石の粒を砕いて小さくし、表面積を大きくすると反応速度が大きくなる。

正しい

表面積が増えると固体表面にある粒子の数が増え、

液体中の粒子と衝突しやすくなり、

反応速度が大きくなります。

選択肢4. 過酸化水素の分解反応では、過酸化水素水に触媒として酸化マンガン(Ⅳ)を少量加えると、活性化エネルギーが大きくなるので反応速度が大きくなる。

誤り

活性化エネルギーとは、遷移状態になるために必要な

最小のエネルギーのことです。

触媒があると活性化エネルギーが小さい別の経路を

通って反応が進みます。

そうすると、遷移状態になる粒子の割合が多くなり、

反応速度が大きくなります。

(※活性化エネルギーの大きさはよく山の高さに例えられます。

活性化エネルギーの山を越えると化学反応をしたことを意味します。

触媒を加えると低い山を通れるようになり、

山越えをしやすくなります。

これは化学反応がしやすくなったことを意味します。

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02

この問題は触媒の役割について正しく理解しているかどうかがポイントになります。

選択肢1. 亜鉛が希塩酸に溶けて水素を発生する反応では、希塩酸の濃度が高い方が、反応速度が大きくなる。

正しい

 

化学反応の速度は反応物の濃度に比例します。

選択肢2. 水素とヨウ素からヨウ化水素が生成する反応では、温度が高い方が、反応速度が大きくなる。

正しい

 

化学反応の速度は基本的に温度が上昇すると速くなります。

選択肢3. 石灰石に希塩酸を加えて二酸化炭素を発生させる反応では、石灰石の粒を砕いて小さくし、表面積を大きくすると反応速度が大きくなる。

正しい

 

化学反応の速度は表面積を大きくすると、それに伴って大きくなります。

選択肢4. 過酸化水素の分解反応では、過酸化水素水に触媒として酸化マンガン(Ⅳ)を少量加えると、活性化エネルギーが大きくなるので反応速度が大きくなる。

誤り

 

触媒を加えると活性化エネルギーは小さくなります。

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03

活性化エネルギーとは「化学反応が起こるために反応物が必要とする最低限のエネルギー量」のことなので

活性化エネルギーが大きくなるほど反応は進行しにくくなります。

触媒は活性化エネルギーを小さくすることによって、反応の速度を上げる働きをします。

 

よって、

活性化エネルギーが大きくなるので反応速度が大きくなる。

が誤りです。

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