4章【演習問題解答】

４章【演習問題解答】
1
温度一定条件下、A→B への反応で、Ａの分解速度がＡの濃度に依存しないことがある。このよ
うな反応を 0 次反応と呼ぶ。
→○：
2
＝（一定）
0 次反応；分解速度は濃度に依存しない
薬物濃度（C）が C＝C0－kt に従い減少する場合、このような反応を 1 次反応という。
→×：0 次反応
3
薬物濃度（C）が C＝C0e－kt に従い減少する場合、このような反応を 2 次反応という。
→×：1 次反応
4
物質Ｘが物質Ｙへと変化する反応が 1 次反応速度式に従うとすると反応速度はＸの濃度とＹの濃
度の積に比例する。
→×：
5
＝
分解速度は X の濃度に比例
物質Ｘが物質Ｙへと変化する反応が２次反応速度式に従うとすると反応速度はＸの濃度とＹの
濃度の積に比例する。
→×：
6
＝
分解速度は X の濃度の 2 乗に比例
0 次反応で分解する薬物の分解速度は変化しない。
→○
7
1 次反応で分解する薬物の分解速度は、時間と共に低下する。
→○
8
医薬品の分解反応の半減期は、反応次数にかかわらず反応物質の反応速度定数に反比例する。
→○
9
0 次反応
＝
1 次反応
＝
2 次反応
＝
0 次反応の半減期は初濃度に無関係であるが、1 次反応の半減期は初濃度に比例する。
→×
0 次反応の半減期は初濃度に比例、1 次反応の半減期は初濃度に無関係
10 医薬品の分解反応の半減期は、反応次数にかかわらず反応物質の初濃度の影響を受けない。
→×
半減期が初濃度の影響を受けないのは１次反応（問９参照）
11 医薬品の分解反応の速度定数は、反応次数にかかわらず反応物質の初濃度の影響を受けない。
→○
12 0 次反応、１次反応、2 次反応の反応速度定数ｋの次元はそれぞれ、
［時間･濃度－１］、
［時間－１］、
［濃度－１･時間－１］となる。
→×
0 次反応の反応速度定数の次元は［濃度･時間－1］
61
13 次の文章の
に入る数値の正しい組合せはどれか。
化合物 A の 200℃での分解反応の半減期は初濃度が 1mol/L の時は 30 分、2 mol/L の時は 15 分
であった。この分解反応は 0 次、1 次、2 次反応のうち
a
3mol/L の場合、化合物 A が 90％分解するのに要する時間は
次反応に従って分解し、初濃度が
b
分である。
解答：３
→初濃度と半減期の関係が反比例：2 次反応
初濃度が 3 mol/L の場合、半減期が 10 分となる。２次反応の場合、
半減期×９回目で残存濃度が初濃度の 1/10（90％分解する）
C0＝1 mol/L
C0＝2 mol/L
×3
C0＝3 mol/L
＝
分
＝
分
＝
分
１
２
３
４
５
６
ａ
0
1
2
0
1
2
ｂ
162
100
90
324
200
180
×
14 3 種類の薬物（A、B、C：初濃度はいずれも同じ）の分解速度が、みかけ上 0 次（A）、1 次（B）、
2 次（C）反応に従い、しかも、いずれの半減期も 2 時間であるとき、次の記述に正誤について
答えよ。
1
反応開始 1 時間後の分解率の大小の順は A＜B＜C である。→○
2
反応開始 3 時間後の残存率の大小の順は A＜B＜C である。→○
3
4 時間後には A の残存量はゼロとなる。→○
4
8 時間後には B の残存量は最初の 1/16 となる。→○
5
6 時間後には C の残存量は最初の 1/16 となる。→×：
C
半減期より前（１時間後）
分解率：A＜B＜C
残存率：A＞B＞C
半減期より後（３時間後）
0
2
4
2 次（C）
分解率：A＞B＞C
1 次（B）
残存率：A＜B＜C
8
t
6
0 次（A）
62
15 反応速度式に関する記述のうち、正しいのはどれか。2 つ選べ。
物質 X が物質 Y へと変化する反応が 1 次反応速度式に従うとすると X の半減期は X の初濃
1
度に無関係である。
2
医薬品の分解反応の半減期は反応次数にかかわらず、反応物質の初濃度の影響を受けない。
3
反応速度定数は反応次数にかかわらず、初濃度に無関係に薬物の反応に特有の値である。
4
0 次反応、1 次反応、2 次反応の反応速度定数 k の次元はそれぞれ、
［濃度－１･時間－１］
、
［時間－１］、
［濃度･時間－１］となる。
2：1 次反応の半減期は初濃度に無関係だが、0 次反応の半減期は初濃度に比例、
2 次反応の半減期は初濃度に反比例である
４：0 次反応［濃度･時間－１］、1 次反応［時間－１］
、2 次反応［濃度－１･時間－１］
16 薬物 A の水溶液中（初濃度 40mg/mL）での分解過程について、時間（hr）に対して濃度 C（mg/mL）
の常用対数値をプロットしたところ、下のグラフのようになった。次の記述のうち、正しいのは
どれか。2 つ選べ。
logC
1.6
1.2
傾き：
0.8
k＝0.2303
＝－
０４
0.4
0
8
4
12
時間（hr）
1
分解は 0 次反応速度式に従っている。→１次反応
2
反応の半減期は約 3 時間である。
＝
＝
反応速度定数は、0.1hr
4
反応開始から 20 時間後には、薬物 A の約 99％が分解することが予測される。
４：
である。→k＝0.2303hr
＝
－1
3
－1
１
t＝20（hr）
2
0
63
17 Arrhenius 式における分解反応速度定数 k と絶対温度 T の関係は、
＝
で表される（A：定数、Ea：活性化エネルギー、R：気体定数）
。これに関する記述のうち、正し
いのはどれか。２つ選べ。
1
k は温度の上昇とともに指数関数的に減少する。→増加
2
アレニウスプロット（縦軸に lnk、横軸に 1/T をプロット）をすると右下がりの直線となり、
その傾きが Ea の値である。
3
定数 A はアレニウスプロットの y 切片より求めることができ、k と同じ単位をもつ。
4
一般に Ea の値が大きいと分解速度は小さい。
lnk
傾き＝
1/T
18 図は可逆反応のポテンシャルエネルギー曲面である。ただし、Ea 及び Eb は活性化エネルギーである。
次の記述のうち正しいのはどれか。１つ選べ。
1
正反応の速度定数 k と絶対温度 T の関係は、
＝
で表される。ここで
は頻度因子、は気体定数である。
2
Eb は、正反応の活性化エネルギーである。
3
正反応は、吸熱反応である。
4
正反応の速度定数は、逆反応の速度定数より大きい。
１：＝
ポテンシャルエネルギー
２：正反応の活性化エネルギーEa
逆反応の活性化エネルギーEb
４：Ea 大→k 小
Eb 小→k 大
Eb
Ea
生成物
ΔH＞０吸熱反応
反応物
反応座標
64

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