ミニテスト

「反応速度・化学平衡」ミニテスト10問 — 苦手克服トレーニング

甲種物化で差がつく「反応速度」と「化学平衡」。触媒・活性化エネルギー・ルシャトリエの原理を10問でマスター!

ミニテスト 10問

問1

化学反応の速度を大きくする方法として、誤っているものはどれですか。

(1)温度を上げる
(2)触媒を加える
(3)反応物の濃度を高くする
(4)活性化エネルギーを大きくする

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正解:(4)

活性化エネルギーが大きいほど反応は起こりにくく、速度は遅くなります。温度上昇、触媒の使用、濃度の増加はいずれも反応速度を大きくします。触媒は活性化エネルギーを下げることで反応速度を上げます。

問2

一般に温度が10℃上昇すると、反応速度は約何倍になるとされていますか。

(1)約1.5倍
(2)約2〜3倍
(3)約5倍
(4)約10倍

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正解:(2)

一般に温度が10℃上昇すると反応速度は約2〜3倍になります。これはアレニウスの式から導かれる経験則で、危険物の貯蔵温度管理の根拠にもなっています。

問3

触媒の性質として、正しいものはどれですか。

(1)反応の前後で触媒自身が消費される
(2)反応の活性化エネルギーを小さくする
(3)反応熱(ΔH)を変化させる
(4)化学平衡の位置を移動させる

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正解:(2)

触媒は活性化エネルギーを小さくすることで反応速度を上げます。触媒自身は反応の前後で変化しません。また、触媒は正反応・逆反応の両方の速度を等しく上げるため、平衡の位置は変わりません。反応熱も変化しません。

問4

可逆反応 A + B ⇌ C + D が平衡状態にあるとき、正しい記述はどれですか。

(1)正反応と逆反応が完全に停止している
(2)正反応の速度と逆反応の速度が等しい
(3)反応物がすべて生成物に変換されている
(4)生成物の濃度が反応物の濃度より必ず大きい

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正解:(2)

化学平衡とは、正反応の速度と逆反応の速度が等しくなった状態です。反応が停止しているわけではなく、見かけ上変化がないだけです(動的平衡)。濃度の大小関係は平衡定数によります。

問5

ルシャトリエの原理の説明として、正しいものはどれですか。

(1)平衡状態に外部から変化を加えると、その変化を打ち消す方向に平衡が移動する
(2)触媒を加えると平衡が生成物側に移動する
(3)温度を上げると必ず吸熱方向に平衡が移動する
(4)(1)と(3)の両方

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正解:(4)

ルシャトリエの原理は「平衡状態に外部から変化を加えると、その変化を打ち消す方向に平衡が移動する」です。温度を上げると吸熱方向(熱を吸収して温度上昇を和らげる方向)に移動するので、(1)と(3)はどちらも正しいです。ただし触媒は平衡を移動させません。

問6

次の平衡反応で、圧力を大きくすると平衡はどちらに移動しますか。
N₂(気) + 3H₂(気) ⇌ 2NH₃(気)

(1)右(NH₃が増える方向)
(2)左(N₂とH₂が増える方向)
(3)変化しない
(4)圧力では平衡は移動しない

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正解:(1)

左辺は1+3=4mol、右辺は2molの気体分子があります。圧力を上げるとルシャトリエの原理により、気体分子数が減少する方向(右方向)に平衡が移動します。逆に圧力を下げると左に移動します。

問7

発熱反応 A ⇌ B + 熱 の平衡状態で、温度を上げると平衡はどちらに移動しますか。

(1)右(生成物側)
(2)左(反応物側)
(3)変化しない
(4)温度によって異なる

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正解:(2)

温度を上げると、ルシャトリエの原理により吸熱方向(温度上昇を打ち消す方向)に平衡が移動します。この反応は右向きが発熱なので、左向き(吸熱方向)に移動し、Bが減少してAが増加します。

問8

活性化エネルギーの説明として、正しいものはどれですか。

(1)反応物がもつ運動エネルギーの平均値
(2)反応が起こるために反応物が超えなければならないエネルギーの壁
(3)生成物が安定するために放出するエネルギー
(4)反応熱と同じ値

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正解:(2)

活性化エネルギーとは、反応物が活性化状態(遷移状態)に達するために必要な最小限のエネルギーです。この「エネルギーの壁」を超えられる分子だけが反応を起こします。触媒はこの壁を低くする働きをします。

問9

平衡定数Kの説明として、正しいものはどれですか。

(1)温度が変わってもKは一定
(2)Kが大きいほど反応物が多い
(3)Kが大きいほど生成物が多い(正反応が進みやすい)
(4)触媒を加えるとKは大きくなる

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正解:(3)

平衡定数Kは温度のみに依存し、K = [生成物]の濃度積 / [反応物]の濃度積 で表されます。Kが大きいほど生成物側に平衡が偏っています。触媒を加えても平衡定数は変化しません。

問10

反応速度と濃度の関係として、正しいものはどれですか。

(1)反応速度は反応物の濃度に無関係
(2)反応速度は一般に反応物の濃度が高いほど大きくなる
(3)反応速度は生成物の濃度に比例する
(4)反応速度は温度のみで決まり、濃度には依存しない

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正解:(2)

反応速度は一般に反応物の濃度が高いほど大きくなります。濃度が高いと分子どうしの衝突頻度が増え、反応が起こりやすくなるためです。これを質量作用の法則といいます。

まとめ — 反応速度・化学平衡で押さえるべき5つのポイント

  • 反応速度を上げる3つ — 温度↑・濃度↑・触媒(活性化Eaを下げる)
  • 触媒は平衡を動かさない — 正反応・逆反応を等しく加速するだけ
  • ルシャトリエの原理 — 変化を「打ち消す」方向に平衡が移動する
  • 温度↑ → 吸熱方向に移動(発熱反応なら逆反応側へ)
  • 圧力↑ → 気体mol数が少ない方向(N₂+3H₂⇌2NH₃なら右へ)

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