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  "api_version": "v1",
  "publisher": {
    "name": "Manazoo",
    "url": "https://manazoo.com/"
  },
  "license": "All rights reserved（AI の参照・要約と出典リンクつきの引用は可。転載・再配布・販売は不可）",
  "terms_url": "https://manazoo.com/terms/",
  "disclaimer": "単元の並びは学習指導要領に沿って作り、年号や人物などの事実は公開データと照らし合わせています。誤りに気づいたら意見箱からお知らせください。確かめて直します。テストや受験の前には、教科書や先生の説明もあわせて確認してください。",
  "attribution": "事実データの一部は Wikidata（CC0）による。単元の構成は文部科学省「小学校学習指導要領」「中学校学習指導要領」「高等学校学習指導要領」（政府標準利用規約2.0）。",
  "kind": "quiz",
  "unit": {
    "slug": "reaction-rates",
    "title": "反応速度",
    "url": "https://manazoo.com/high/chemistry/reaction-rates/"
  },
  "canonical_url": "https://manazoo.com/high/chemistry/reaction-rates/quiz/",
  "questions": [
    {
      "id": "q-activation-energy-definition",
      "type": "choice",
      "prompt": "活性化エネルギーの説明として正しいものはどれか。",
      "choices": [
        "触媒の質量のこと",
        "反応物から生成物に至るまでに超えなければならないエネルギーの山の、反応物からの高さ",
        "反応物と生成物のエネルギーの差（反応熱）のこと",
        "反応速度式の次数のこと"
      ],
      "answer": 1,
      "accept": [],
      "explanation": "反応物と生成物の間にできるエネルギーの山の、反応物からの高さを活性化エネルギー（Ea）という。反応熱（反応前後のエネルギー差）とは別の量である。",
      "entities": [
        "activation-energy-and-transition-state"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-catalyst-does-not-appear-in-equation",
      "type": "choice",
      "prompt": "触媒が化学反応式の左右どちらにも書かれない理由として正しいものはどれか。",
      "choices": [
        "触媒は反応の前後で自分自身は変化しないため",
        "触媒は必ず水に溶けているため",
        "触媒は気体だから書く必要がないため",
        "触媒は質量がとても小さいため"
      ],
      "answer": 0,
      "accept": [],
      "explanation": "触媒は反応の前後で自分自身は変化せず、反応物でも生成物でもないため、化学反応式には書かない（式の上や下に添えて示すことがある）。",
      "entities": [
        "catalysts-and-their-uses"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-catalyst-effect-on-energy-diagram",
      "type": "choice",
      "prompt": "触媒を使ったときの反応のエネルギー図の変化として正しいものはどれか。",
      "choices": [
        "反応物と生成物のエネルギーの差（反応熱）が変わる",
        "生成物のエネルギーだけが下がる",
        "反応物のエネルギーだけが上がる",
        "活性化エネルギーの山が低くなるが、反応物と生成物のエネルギーの差は変わらない"
      ],
      "answer": 3,
      "accept": [],
      "explanation": "触媒は別の反応経路を提供して活性化エネルギーの山を低くするが、反応の始まりと終わりのエネルギーの差（反応熱）は変えない。",
      "entities": [
        "activation-energy-and-transition-state"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-catalyst-effect-on-reaction-heat",
      "type": "choice",
      "prompt": "触媒を使うと、反応熱（反応の前後のエネルギーの差）はどうなるか。",
      "choices": [
        "大きくなる",
        "小さくなる",
        "変わらない",
        "反応によって触媒があると0になる"
      ],
      "answer": 2,
      "accept": [],
      "explanation": "触媒は活性化エネルギーの山の高さだけを変え、反応物と生成物のエネルギーの差（反応熱）は変えない。",
      "entities": [
        "catalysts-and-their-uses"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-catalytic-converter-metals",
      "type": "choice",
      "prompt": "自動車の排ガス触媒（三元触媒）に主に使われる金属はどれか。",
      "choices": [
        "ナトリウムやカリウム",
        "白金やパラジウム",
        "銅や銀",
        "鉄やアルミニウム"
      ],
      "answer": 1,
      "accept": [],
      "explanation": "自動車の排ガス触媒には白金やパラジウムなどの金属が使われ、排気ガス中の有害な一酸化炭素・未燃焼の炭化水素（HC）・窒素酸化物を無害な物質に変える反応の活性化エネルギーを下げている。",
      "entities": [
        "catalysts-and-their-uses"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-collision-theory-definition",
      "type": "choice",
      "prompt": "衝突理論の考え方として正しいものはどれか。",
      "choices": [
        "反応が起こるには反応物の分子どうしの衝突が必要である",
        "反応は分子の衝突に関係なく起こる",
        "反応は温度が低いほど速く起こる",
        "衝突すれば必ず反応が起こる"
      ],
      "answer": 0,
      "accept": [],
      "explanation": "衝突理論では、反応物の分子どうしが衝突することが反応の前提になる。ただし衝突のうち、活性化エネルギー以上のエネルギーをもち適切な向きで起きたものだけが反応につながる。",
      "entities": [
        "factors-affecting-reaction-rate"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-concentration-effect-mechanism",
      "type": "choice",
      "prompt": "反応物の濃度を大きくすると反応速度が大きくなるのは、主に何が変化するためか。",
      "choices": [
        "分子の種類が変わるため",
        "分子1個あたりの活性化エネルギーが小さくなるため",
        "分子どうしの単位時間あたりの衝突回数が増えるため",
        "反応熱が大きくなるため"
      ],
      "answer": 2,
      "accept": [],
      "explanation": "濃度を大きくすると同じ体積の中の分子の数が増え、単位時間あたりの衝突回数が増える。衝突回数が増えれば反応につながる衝突も増え、反応速度が大きくなる。",
      "entities": [
        "factors-affecting-reaction-rate"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-h2o2-average-rate-0to2",
      "type": "input",
      "prompt": "過酸化水素の分解で、本文の表からt＝0minに[H₂O₂]＝1.00mol/L、t＝2minに[H₂O₂]＝0.70mol/Lだったことがわかる。この0〜2分の平均の反応速度は何mol/(L・min)か。",
      "choices": null,
      "answer": "0.15",
      "accept": [
        "0.15mol/(L・min)"
      ],
      "explanation": "v＝－(0.70－1.00)／(2－0)＝0.30／2＝0.15mol/(L・min)。",
      "entities": [
        "reaction-rate-expression"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-h2o2-average-rate-2to6",
      "type": "input",
      "prompt": "同じ実験で、本文の表からt＝2minに[H₂O₂]＝0.70mol/L、t＝6minに[H₂O₂]＝0.40mol/Lだったことがわかる。この2〜6分の平均の反応速度は何mol/(L・min)か。",
      "choices": null,
      "answer": "0.075",
      "accept": [
        "0.075mol/(L・min)"
      ],
      "explanation": "v＝－(0.40－0.70)／(6－2)＝0.30／4＝0.075mol/(L・min)。",
      "entities": [
        "reaction-rate-expression"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-h2o2-catalase-activation-energy-lowest",
      "type": "choice",
      "prompt": "過酸化水素の分解で、活性化エネルギーが最も低くなるのはどの場合か。",
      "choices": [
        "酵素カタラーゼを使う場合（約8kJ/mol）",
        "触媒を使わない場合（約75kJ/mol）",
        "白金やMnO₂を使う場合（約49kJ/mol）",
        "どの場合も活性化エネルギーは同じ"
      ],
      "answer": 0,
      "accept": [],
      "explanation": "過酸化水素の分解の活性化エネルギーは、触媒なしでは約75kJ/mol、白金やMnO₂では約49kJ/mol、酵素カタラーゼでは約8kJ/molまで下がる。酵素は少量でも非常に大きく活性化エネルギーを下げられる。",
      "entities": [
        "catalysts-and-their-uses"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-instantaneous-rate-as-tangent",
      "type": "choice",
      "prompt": "濃度-時間グラフで、ある1つの時刻での瞬間の反応速度に相当するのはどれか。",
      "choices": [
        "グラフ全体の平均の傾き",
        "その時刻でグラフに引いた接線の傾き",
        "その時刻と原点を結ぶ直線の傾き",
        "その時刻の濃度の値そのもの"
      ],
      "answer": 1,
      "accept": [],
      "explanation": "区間を区切って求めた平均の反応速度（弦の傾き）の区間をどんどん短くしていくと、ある1点での接線の傾きに近づく。これが瞬間の反応速度にあたる。",
      "entities": [
        "reaction-rate-expression"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-rate-at-given-concentration",
      "type": "input",
      "prompt": "反応速度式がv＝0.20[A]（kの単位は/s）のとき、[A]＝0.80mol/Lでの反応速度vは何mol/(L・s)か。",
      "choices": null,
      "answer": "0.16",
      "accept": [
        "0.16mol/(L・s)"
      ],
      "explanation": "v＝0.20×0.80＝0.16mol/(L・s)。",
      "entities": [
        "rate-law-and-rate-constant"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-rate-constant-from-data",
      "type": "input",
      "prompt": "同じ反応で、[A]₀＝0.30mol/Lのとき初期の反応速度v₀＝0.060mol/(L・s)だった。この反応がAについて1次（v＝k[A]）であるとき、速度定数kは何/sか。",
      "choices": null,
      "answer": "0.20",
      "accept": [
        "0.2/s",
        "0.20",
        "0.20/s"
      ],
      "explanation": "k＝v₀／[A]₀＝0.060／0.30＝0.20/s。",
      "entities": [
        "rate-law-and-rate-constant"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-rate-law-definition",
      "type": "choice",
      "prompt": "反応速度式v＝k[A]のkは何と呼ばれるか。",
      "choices": [
        "速度定数",
        "活性化エネルギー",
        "反応の次数",
        "平衡定数"
      ],
      "answer": 0,
      "accept": [],
      "explanation": "反応速度式の比例定数kを速度定数（反応速度定数）という。同じ反応・同じ温度・同じ触媒の条件では、濃度が変わっても一定の値になる。",
      "entities": [
        "rate-law-and-rate-constant"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-reaction-order-determined-by-experiment",
      "type": "choice",
      "prompt": "反応速度式の反応の次数は、何によって決まるか。",
      "choices": [
        "反応物の分子量で自動的に決まる",
        "濃度を変えて反応速度を測定する実験で確かめる",
        "化学反応式の係数を見ればわかる",
        "生成物の色で判断する"
      ],
      "answer": 1,
      "accept": [],
      "explanation": "反応式の係数は物質量の比を表すだけで、反応の経路（反応機構）を表していない。反応の次数は、濃度を変えて反応速度を測定する実験によって確かめる必要がある。",
      "entities": [
        "rate-law-and-rate-constant"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-reaction-rate-definition",
      "type": "choice",
      "prompt": "反応物Aの濃度[A]を使って反応速度vを表す式として正しいものはどれか。",
      "choices": [
        "v＝Δt／Δ[A]",
        "v＝[A]／Δt",
        "v＝－Δ[A]／Δt",
        "v＝Δ[A]／Δt"
      ],
      "answer": 2,
      "accept": [],
      "explanation": "反応物の濃度は反応が進むほど減っていくのでΔ[A]は負の値になる。速さvを正の値にするため、マイナスをつけてv＝－Δ[A]／Δtと定義する。",
      "entities": [
        "reaction-rate-expression"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-temperature-and-ea-fraction",
      "type": "choice",
      "prompt": "分子の運動エネルギーの分布において、温度を上げたときに起こる変化はどれか。",
      "choices": [
        "活性化エネルギーEa自体が小さくなる",
        "すべての分子が同じ運動エネルギーをもつようになる",
        "分子の運動エネルギーの分布に変化は起こらない",
        "活性化エネルギーEaより大きい運動エネルギーをもつ分子の割合が大きく増える"
      ],
      "answer": 3,
      "accept": [],
      "explanation": "温度を上げると分子の運動エネルギーの分布全体が高エネルギー側に広がり、活性化エネルギーEaより大きい運動エネルギーをもつ分子の割合（分布のEaより右側の面積）が大きく増える。",
      "entities": [
        "activation-energy-and-transition-state"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-temperature-effect-reason",
      "type": "choice",
      "prompt": "温度を上げると反応速度が大きく増える主な理由はどれか。",
      "choices": [
        "反応物の濃度が自動的に大きくなるため",
        "活性化エネルギーの値が0になるため",
        "活性化エネルギー以上の運動エネルギーをもつ分子の割合が大きく増えるため",
        "分子の数が増えるため"
      ],
      "answer": 2,
      "accept": [],
      "explanation": "温度を上げると分子の運動エネルギーの分布が高エネルギー側に広がり、活性化エネルギー以上のエネルギーをもつ分子の割合が大きく増える。これにより反応につながる衝突の割合が増え、反応速度が大きく増加する。",
      "entities": [
        "factors-affecting-reaction-rate"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-temperature-rate-rule-of-thumb",
      "type": "choice",
      "prompt": "多くの反応で、温度が10K（10℃）上がると反応速度はおよそ何倍になるとされるか。",
      "choices": [
        "2〜4倍程度",
        "0.5倍",
        "変化しない（1倍）",
        "1000倍以上"
      ],
      "answer": 0,
      "accept": [],
      "explanation": "経験的には、温度が10K上がるごとに反応速度がおよそ2〜4倍になる反応が多いことが知られている（反応によって実際の倍率は異なる）。",
      "entities": [
        "factors-affecting-reaction-rate"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    },
    {
      "id": "q-transition-state-definition",
      "type": "choice",
      "prompt": "遷移状態とはどのような状態か。",
      "choices": [
        "エネルギーの山の頂点にある、反応物でも生成物でもない最も不安定な状態",
        "反応が始まる前の反応物の状態",
        "反応が終わった後の安定な状態",
        "触媒だけが存在する状態"
      ],
      "answer": 0,
      "accept": [],
      "explanation": "遷移状態は、反応物の結合が切れかけ生成物の結合ができかけている、エネルギーの山の頂点にある極めて不安定な状態で、反応物でも生成物でもない。",
      "entities": [
        "activation-energy-and-transition-state"
      ],
      "verified": true,
      "placeholder": false
    }
  ]
}