発熱反応における正の触媒の働きを表す反応座標とポテンシャルエネルギーの関係として正しいのはどれか。
1つ選べ。
なお、触媒が存在する場合の反応経路は実線で、触媒が存在しない場合の反応経路は破線で表してある。
(縦軸:ポテンシャルエネルギー、横軸:反応座標のグラフが6つ。各グラフは反応物→(山型の活性化エネルギー障壁)→生成物の曲線を実線・破線で示す。詳細は図を参照。)
正答1
解説
正解は1。
触媒は反応物・生成物のエネルギー準位(熱力学量)を変化させず活性化エネルギーのみを低下させるため、実線(触媒あり)と破線(触媒なし)は反応物・生成物の高さが一致し、実線の山(遷移状態)だけが破線より低くなる必要がある。
発熱反応のため生成物は反応物よりエネルギーが低い。
この条件を満たすのはグラフ1のみで、2は吸熱反応、3・4は触媒の有無で生成物準位が異なり熱力学量が変化している、5は実線(触媒あり)の山が破線(触媒なし)より高く、触媒が活性化エネルギーを上げていることになる、6は発熱でなくかつ実線の山がより高い点でいずれも誤り。