反応速度論

科目基礎情報

学校 鈴鹿工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 反応速度論
科目番号 0119 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 材料工学科 対象学年 5
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 P. Atkins, J. PauLa 著 アトキンス物理化学(東京化学同人)
担当教員 小俣 香織

到達目標

講義および演習を通して反応速度論の概要を理解し,種々の化学反応の解析ができる.

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安標準的な到達レベルの目安未到達レベルの目安
評価項目1基本的な反応の反応次数,速度式に加え速度定数を求めることができる.反応速度の定義を理解し,基本的な反応の反応次数や速度式を求めることができる.反応速度の定義を理解し,基本的な反応の反応次数や速度式を求めることができない.
評価項目2反応速度の温度依存性から求めたアレニウスパラメーターから反応を解釈できる.反応速度の温度依存性からアレニウスパラメーターを求めることができる.反応速度の温度依存性からアレニウスパラメーターを求めることができない.
評価項目3定常状態近似を用いて,4ステップ以上からなる逐次反応の速度式を導くことができる.定常状態近似を用いて,単純な逐次反応の速度式を導くことができる.定常状態近似を用いて,単純な逐次反応の速度式を導くことができない.
評価項目4衝突理論に基づいた速度定数の3つの因子の式を導出できる.衝突理論に基づいた速度定数の3つの因子を挙げられる.衝突理論に基づいた速度定数の3つの因子を挙げられない.
評価項目5遷移状態理論に基づいて導出した速度定数の因子を衝突理論と照らし合わせて解釈できる.遷移状態理論に基づいて速度定数の導出ができる.遷移状態理論に基づいて速度定数の導出ができない.
評価項目6吸着速度論に基づいてLangmuir吸着式を導出できる.Langmuir吸着式から単分子層吸着量を求めることができる.Langmuir吸着式から単分子層吸着量を求めることができない.

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
化学反応は石油化学,医薬品など様々な物質を製造する工業プロセスで必須である.本科目では,反応速度論について学ぶことで,種々の化学反応の解析の手法を身につけることを目的とする.
授業の進め方と授業内容・方法:
・全ての内容は,学習・教育目標(B)〈専門〉およびJABEE基準1.1の(d)(2)a)に対応する.
・「授業計画」における各週の「到達目標」はこの授業で習得する「知識・能力」に相当するものとする.
注意点:
<到達目標の評価方法と基準>この授業で習得する「知識・能力」]1~10の習得の度合いを中間試験および期末試験により評価する.各項目の重みは概ね均等とする.
<学業成績の評価方法および評価基準> 中間試験・期末試験の2回の試験(100点満点)の平均点を最終評価点とする.ただし,中間試験が60点に達していない者(無断欠席者は除く)には1回の再試験を課し,再試験の成績が中間試験の成績を上回った場合には,60点を上限として中間試験の成績を再試験の成績で置き換えるものとする.期末試験については再試験を行わない.
<単位修得要件>学業成績で60 点以上を取得すること.
<あらかじめ要求される基礎知識の範囲>基礎的な物理・化学の概念を理解していること.
<レポートなど>授業で保証する学習時間と,予習・復習に必要な標準的な学習時間の総計が,45 時間に相当する学習内容である.
<備考>計算演習を行うので電卓を持参すること.

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
後期
1週 授業の概要説明および平衡 1. 反応速度の定義を理解し,反応次数や速度式を求めることができる.
2週 反応速度の定義と反応次数 上記1
3週 積分系速度式と1次・2次反応の解析 2. 積分系速度式から反応次数を決定し速度定数を求めることができる.
4週 半減期と時定数 上記2
5週 平衡に近い反応の速度 3. 正反応および逆反応の速度定数と平衡定数の関係が理解できる.
6週 反応速度の温度依存性とアレニウスパラメーター 4. 反応速度の温度依存性からアレニウスパラメーターを求めることができる.
7週 逐次反応 5. 定常状態近似を用いて逐次反応の解析ができる.
8週 中間試験 これまでに学習した内容を説明し,諸量を求めることができる.
9週 中間試験答案確認と解答解説 上記1~5
10週 1分子反応 6. リンデマン-ヒンシェルウッド機構により1分子反応の速度を説明できる.
11週 連鎖反応,爆発 7. 連鎖反応の速度式の導出ができる.
12週 衝突理論 8. 衝突理論および遷移状態理論の概要が理解できる.
13週 遷移状態理論 上記8
14週 吸着と表面反応(1) 9. Langmuir吸着式と吸着速度論を理解できる.
15週 吸着と表面反応(2) 10. L-H機構とE-R機構を区別できる.
16週

評価割合

試験課題相互評価態度発表その他合計
総合評価割合10000000100
配点10000000100