109Q009｜第109回 薬剤師国家試験 過去問

正答

3

この問題のポイント

多段階反応の活性化エネルギーは、反応全体の始点ではなく、その段階の直前にある中間体のエネルギーから次の遷移状態までの差です。

解説

エチレンへの塩化水素付加は、まず二重結合がプロトン化されてカルボカチオン中間体を生じ、次に塩化物イオンがその中間体へ求核攻撃してクロロエタンを与えます。画像では最初の山の後の谷が中間体で、その谷から二つ目の山頂までの縦の差がE3です。したがって、塩化物イオンが攻撃する第2段階の活性化エネルギーはE3になります。基準となるエネルギー準位を取り違えないことが重要です。

選択肢の確認

1．E1：反応物から第1遷移状態までの差で、プロトン化段階の活性化エネルギーです。
2．E1 - E2：第1遷移状態から中間体側へ戻る差に相当し、第2段階の障壁ではありません。
3．E3：正答。カルボカチオン中間体から第2遷移状態までのエネルギー差です。
4．E2 + E3：反応物の準位から第2遷移状態までの高さであり、第2段階だけの活性化エネルギーではありません。
5．E4：反応物と生成物のエネルギー差で、反応全体の反応熱に対応します。

覚えるポイント

段階ごとの活性化エネルギーは「その段階の出発物質または中間体から、直後の山頂まで」を読み取ります。