薬剤師国家試験問題集 反応速度論

96回薬剤師国家試験　問23
表は反応　H₂ + Br₂ → 2HBr において、
反応物の濃度（C_H2、C_Br2）を変えて反応の初期速度νを測定した結果である。
この反応の反応次数はH₂に関して［ a ］、Br₂に関して［ b ］である。
［　］に入れるべき数値として正しいものの組合せはどれか。

 

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96回薬剤師国家試験　問23　解答解説

 

正解は3である。
この反応の反応次数は、
H₂に関して［a：１］、
Br₂に関して［b：1/2］である。

 

本問は、
H₂ + Br₂ → 2HBr
の反応について、
下記で表される反応速度式
ν = k［H₂］ⁿ［Br₂］^m
の各反応物の反応次数(n，m)を調べる問題である。

 

 

◆　H₂の反応次数
H₂の反応次数を知るには、
C_Br2が同じ条件でのC_H2の変化に対する反応速度νの変化を見る。

 

 

C_Br2＝1.6×10⁻²mol･L⁻¹の場合、
C_H2が1.4×10⁻²mol･L⁻¹から5.6×10⁻²mol･L⁻¹へと4倍に変化したのに対して、
反応速度νは1.1×10⁻⁶mol⁻¹･s⁻¹から4.4×10⁻⁶mol⁻¹･s⁻¹へと4倍に変化している。

 

また、C_Br2＝3.2×10⁻²mol･L⁻¹の場合、
C_H2が1.4×10⁻²mol･L⁻¹から2.8×10⁻²mol･L⁻¹へと2倍に変化したのに対して、
反応速度νは1.6×10⁻⁶mol⁻¹･s⁻¹から3.2×10⁻⁶mol⁻¹･s⁻¹へと2倍に変化している。

 

よって、H₂に関して反応次数は1である。

 

 

◆　Br₂の反応次数
Br₂の反応次数を知るには、
C_H2が同じ条件でのC_Br2の変化に対する反応速度νの変化を見る。

 

 

C_H2＝1.4×10⁻²mol･L⁻¹の場合、
C_Br2が1.6×10⁻²mol･L⁻¹から6.4×10⁻²mol･L⁻¹へと4倍に変化したのに対して、
反応速度νは1.1×10⁻⁶mol⁻¹･s⁻¹から2.2×10⁻⁶mol⁻¹･s⁻¹へと2倍に変化している。

 

よって、Br₂に関して反応次数は1/2である。

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