해설 보기
정답봉우리 B(활성화 에너지의 정점)가 낮아진다.
핵심 개념
촉매와 활성화 에너지 (에너지 도표 해석)
촉매는 반응의 활성화 에너지를 낮추어 반응 속도를 빠르게 하는 물질입니다. 에너지 도표에서 A는 반응물의 에너지 준위, B는 반응이 넘어야 하는 봉우리(전이 상태, 활성화 에너지의 정점), C는 생성물과 반응물의 에너지 차(반응 엔탈피 ΔH), D는 생성물의 에너지 준위를 나타냅니다. 핵심은 촉매가 반응 전후의 에너지 상태(반응물·생성물의 준위나 ΔH)는 전혀 바꾸지 못하고 오직 활성화 에너지 장벽만 낮춘다는 점입니다. 따라서 촉매를 넣었을 때 가장 큰 영향을 받는 부분은 봉우리 B입니다.
선지별 해설
①A는 반응물의 에너지 준위로, 촉매를 가해도 반응물 자체의 에너지는 변하지 않으므로 영향을 받지 않습니다.
②B는 전이 상태에 해당하는 봉우리로 활성화 에너지의 높이를 결정합니다. 촉매는 이 장벽을 낮춰 속도를 높이므로 가장 큰 영향을 받는 부분입니다.
③C는 반응 엔탈피(ΔH)에 해당하는 부분으로, 촉매는 반응의 열역학적 값을 바꾸지 못하므로 변하지 않습니다.
④D는 생성물의 에너지 준위로, 촉매 유무와 무관하게 일정하므로 영향을 받지 않습니다.
해설 보기
정답Arrhenius 식 (k = A·exp(−Ea/RT))
핵심 개념
속도 상수와 온도의 관계 (Arrhenius 식)
반응 속도 상수(k)가 온도(T)에 어떻게 의존하는지를 나타내는 식이 Arrhenius 식입니다. k = A·exp(−Ea/RT) 형태로, 여기서 A는 빈도 인자, Ea는 활성화 에너지, R은 기체 상수입니다. 온도가 올라가면 지수항이 커져 속도 상수가 급격히 증가합니다. 효소 반응도 화학 반응 속도론을 따르므로 속도 상수와 온도의 관계는 Arrhenius 식으로 기술됩니다. 나머지 보기는 각각 기체의 상태, 빛의 흡광도, 실제 기체의 거동을 다루는 식으로 온도-속도 상수 관계와는 무관합니다.