危険物乙4の反応の速さ・触媒・化学平衡｜触媒は山を低くするだけ

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重要度：△ 出題は少なめで、余力がある人向けの論点です（市販問題集の頻出印はなく、公式公開問題でも見当たりません。当サイトの判断）

最終確認：2026年9月24日

ガソリンの蒸気は、火花ひとつで一瞬のうちに燃え広がります。同じように酸素と結びつく反応でも、鉄のさびは何か月もかけてゆっくり進みます。この反応の速さと触媒（しょくばい）、化学平衡（かがくへいこう）は、危険物乙4では出題が少なく、余力がある人向けの論点です。

この記事でわかること

反応を速くする4つの条件（濃さ・圧力・温度・粒の細かさ）と、その理由
触媒は反応の「山」を低くするだけで、反応熱は変えないこと
化学平衡が、条件の変化を打ち消す向きに移ること

触媒は反応を始めるのに越える山を低くして反応を速めますが、出発点と終点の高さは変えないので、反応熱は変わりません。

化学平衡は、濃度・圧力・温度を変えると、その変化を打ち消す向きに移ります。触媒を加えても移りません。

まず場面で：ガソリンは一瞬で燃え、鉄はゆっくりさびる
触媒は山を低くするだけで、反応熱は変わらない
覚える言葉はこれだけ：化学平衡は変化を打ち消す向きに移る
試験ではこう聞かれる：「触媒で反応熱が変わる」は誤り
工場・現場ではこうなる：反応器に詰めた触媒を取り替える
確認問題
まとめ
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参考文献

まず場面で：ガソリンは一瞬で燃え、鉄はゆっくりさびる

ガソリンの蒸気と空気が混ざったところに火花が飛ぶと、炎は一気に広がります。一方、雨ざらしの鉄の柵は、何か月もかけて少しずつ赤くさびていきます。どちらも、物が酸素と結びつく酸化（さんか）の反応です。

反応速度（はんのうそくど）とは、化学反応が進む速さのことです。反応が起きるには、反応する物の粒どうしがぶつかる必要があります。粒のぶつかる回数が多いほど、反応は速く進みます。

そのため、次のような条件で反応は速くなります。

反応する物の濃度（のうど）が高い：粒が多く、ぶつかる回数が増える
気体どうしなら、圧力が高い：同じ体積の中の粒の数が増える
温度が高い：粒の動きが活発になる
固体なら、細かい粉にする：相手とふれ合う面積が広くなる

粉や霧にした物が燃えやすいのも、空気とふれ合う面積が広くなるからです。燃えやすさの条件は、燃えやすさの条件で整理しています。

触媒は山を低くするだけで、反応熱は変わらない

燃える物と酸素を混ぜただけでは、ふつうは燃え始めません。火種を近づけるなど、反応を始めるきっかけのエネルギーが要ります。この、反応を始めるために越えなければならないエネルギーの山を、活性化エネルギー（かっせいかエネルギー）といいます。

活性化エネルギーが大きい反応ほど、越える山が高いので、反応はゆっくりになります。触媒とは、反応の前後でそれ自身は変わらずに、反応の速さを変える物のことです。触媒を使うと、活性化エネルギーの小さい別の道すじで反応が進むので、反応が速くなります。

図の中で、反応の前の物の高さと、反応のあとの物の高さの差が反応熱（はんのうねつ）です。触媒を使っても変わるのは山の高さだけで、出発点と終点の高さは同じです。そのため、触媒を使っても反応熱は変わりません。

触媒は、峠道の下にトンネルを掘るようなものです。越える高さは低くなりますが、出発する町と着く町の高さは変わりません。正確には、触媒は活性化エネルギーの小さい別の反応の道すじをつくるもので、反応の前と後の物のエネルギーは変えません。

反応熱は、熱化学方程式の読み方で扱った、式の右側に書く＋○kJのことです。触媒は、反応の式の中には書き込みません。

単に触媒というときは、反応を速める正触媒（せいしょくばい）を指します。反対に、反応をおそくする物を負触媒（ふしょくばい）といいます。ハロゲン化物消火剤（ハロゲンかぶつしょうかざい）が燃える反応をおさえるのは、この負触媒の働きです。

この消し方は、消火（しょうか）の4つの方法の抑制消火（よくせいしょうか）にあたります。

覚える言葉はこれだけ：化学平衡は変化を打ち消す向きに移る

反応の中には、右向きと左向きの両方に進むものがあります。式の左側から右側へ進む反応を正反応（せいはんのう）、右側から左側へ進む反応を逆反応（ぎゃくはんのう）といいます。両方の向きに進む反応を、可逆反応（かぎゃくはんのう）といいます。

化学平衡とは、可逆反応で正反応と逆反応の速さが等しくなり、見かけの上で変化が止まった状態のことです。止まって見えても、中では両方の反応が同じ速さで進んでいます。

平衡の状態で濃度・圧力・温度を変えると、その変化を打ち消す向きに平衡が移ります。これをルシャトリエの法則（ルシャトリエのほうそく）といい、平衡移動の法則とも呼びます。

たとえば温度を上げると、熱を吸う吸熱反応（きゅうねつはんのう）の向きに平衡が移り、上がった温度を下げようとします。反対に温度を下げると、熱を出す発熱反応（はつねつはんのう）の向きに移ります。

変えた条件	平衡が移る向き
ある物の濃度を上げる	その物が減る向き
ある物の濃度を下げる	その物が増える向き
圧力を上げる（気体）	分子の数が減る向き
圧力を下げる（気体）	分子の数が増える向き
温度を上げる	吸熱反応の向き
温度を下げる	発熱反応の向き
触媒を加える	移らない

圧力の行は、気体の分子の数で考えます。気体のAと気体のBから気体のCが1つできる可逆反応なら、左側は分子が2つ、右側は1つです。圧力を上げると、分子の数が減る右向き（Cができる向き）に移ります。

触媒を加えても平衡は移らず、平衡の状態に着くまでの時間が短くなるだけです。

ここは覚えなくていい

触媒の種類の名前（均一系触媒・不均一系触媒）や、酵素がどちらに入るかは、覚えなくてかまいません。平衡の計算や、反応の速さを式で表す方法も、この記事では扱いません。

試験ではこう聞かれる：「触媒で反応熱が変わる」は誤り

1つめは、触媒の働きのすり替えです。「触媒を使うと反応熱が大きくなる」「触媒を加えると平衡が右へ移る」は、どちらも誤りです。触媒が変えるのは反応の速さだけで、反応熱と平衡は変えません。

2つめは、温度と反応の速さです。「吸熱反応では、温度を上げると反応が遅くなる」は誤りです。吸熱反応でも、温度を上げれば反応は速くなります。

温度で平衡が移る向きの話と、混ぜないようにします。

3つめは、平衡が移る向きです。「温度を上げると、発熱反応の向きに平衡が移る」は誤りで、吸熱反応の向きに移ります。上の表の「打ち消す向き」を、1つずつ当てはめれば答えが出ます。

4つめは、温度が上がるごとに反応が何倍も速くなる計算です。問題文の条件どおりに、上がった回数だけ掛け算します。次の数は、例として自作した条件です。

条件：温度が10℃上がるごとに、反応の速さが2倍になる
温度が30℃上がると、10℃ずつ3回上がったことになる
2倍×2倍×2倍で、反応の速さは8倍になる

工場・現場ではこうなる：反応器に詰めた触媒を取り替える

化学プラントでは、固体の触媒を反応器に詰め、低い温度でも反応が十分な速さで進むようにした装置が多くあります。触媒そのものは反応で使い減りしませんが、不純物が付くなどして働きが少しずつ落ちるので、運転を止めたときに詰め替えます。触媒があっても反応熱は変わらないので、反応器を冷やす設備は反応熱をもとに設計します。