ページ3:

問1.
次の文章を読み, 以下の設問 (1)~(4)に答えよ。
反応が進行
(う)
ケクレは1865年に (1) ベンゼンの結合様式を提唱した。 ベンゼンは3つのC=C
結合を用いる構造式で表記されるが,一般的な鎖式不飽和炭化水素とは異なる反応
性を示す。例えば,エチレンに対して塩素を作用させると (あ)
するが, ベンゼンに対しては (い) 反応が鉄粉の存在下で進行し
を与える。 水酸化ナトリウム水溶液中で (う) を高温・高圧で反応させた
後,酸で処理することでフェノールが生成する。 この反応はかつて工業的に利用さ
れていたが、現在は (え) 法が利用されている。 (え) 法では,まず
ベンゼンとプロペンの反応により (え) を合成する。これを酸素によって酸
化し,硫酸で分解することで, 工業的に極めて重要な化学物質であるフェノールと
(お) が得られる。
フェノールは, ベンゼンより (い) 反応を受けやすく、 さまざまな化合物
の合成に用いられている。 フェノールを水酸化ナトリウムで処理し,高温・高圧下
で二酸化炭素と反応させ,反応後に酸処理することで (1) 多置換芳香族化合物である
サリチル酸が得られる。 (番) サリチル酸に対して,濃硫酸存在下でメタノールを反応
させることで消炎鎮痛剤として用いられるサリチル酸メチルを、無水酢酸を反応さ
せることで解熱鎮痛剤として用いられるアセチルサリチル酸を,それぞれ合成でき
る。
(!!!)
- 9
1
◇M5 (538-31)

ページ4:

(1)空欄 (あ)
(お)
から1つ選び, 記号で答えよ。
にあてはまる最も適切な語句を,以下の語群
語群:
(a)置換
(b)中和
(c) 付加
(d) アセトン
(e)酢酸
(f) ニトロベンゼン
(g) アニリン
(h) クロロベンゼン
(i) 安息香酸
(j) シクロヘキサン
(k) クメン
(1) ピクリン酸
(2) 下線部(i)に関連して, ベンゼンの特徴として適切であるものを (a)~(e)より全
選び, 記号で答えよ。
(a) ベンゼンは,炭素原子間の結合距離がすべて等しい。
(b) ベンゼンは、独特の芳香を有し, 水に溶けやすい物質であるため,化粧品
などに用いられる。
(c)ベンゼンは,その構造に含まれる6個の炭素原子が同一平面上になく、特
にいす形の立体構造をとるときに最も安定である。
(d) ベンゼンは、 沸点が低く、原油の分留において石油ガス (沸点 30 ℃ 以
下)の主成分として得られる。
(e) ベンゼンは, 空気中ですすを出して燃焼しやすい。
-10-
◇M5 (538-32)

ページ5:

(3) 下線部 (i) に関連して, 分子式 C19H20O4 で示される多置換芳香族化合物 A を
考える。この化合物を完全に加水分解したところ, 1 分子の化合物 A に対して
2 分子の水が反応し,化合物 B,C,D が得られた。 化合物 B を水酸化ナトリ
ウムで中和すると, 1 分子の化合物 B に対して2分子の水酸化ナトリウムが
反応し中和点に達した。 化合物 B を加熱すると, 1 分子の化合物 B から1分
子の水がとれて, 分子式 C8H4O3 で示される化合物 E が得られた。 化合物 E
は,分子式 C10H8 で示される化合物 F を酸化バナジウム (V) 存在下で酸素と反
応させることによっても合成可能である。 化合物 C,D はいずれも,金属ナト
リウムとの反応により気体を発生した。 化合物 C は分子式 C7HBO で示され,
ベンゼン環に1個の置換基を有している。 化合物 D を塩基性水溶液中でヨウ
素と反応させるとヨードホルムの黄色沈殿が生じた。 化合物 A~Fの構造式
を示せ。
-11-
◇M5 (538-33)

ページ6:

(4) 下線部(道) に関連して, 13.8g のサリチル酸 (分子量 138 ) を原料とし、こ
れを2つに分けて, 片方を用いてアセチルサリチル酸 (分子量 180 ) を,も
う片方を用いてサリチル酸メチル (分子量 152) をそれぞれ合成することを考
える。2つに分けた片方のサリチル酸を十分な量の無水酢酸と反応させると,ア
セチルサリチル酸が 4.50g 得られた。 残ったもう片方のサリチル酸を原料とし
て十分な量のメタノールと反応させた場合,サリチル酸メチルは何g 合成でき
るか。 有効数字 2 桁で答えよ。 なお, すべての反応は完全に進行し,生成物は
全て回収できたものとする。
-12-
◇M5 (538-34)

ページ7:

問2. 次の文章を読み, 以下の設問 (1) ~ (5) に答えよ。
シュタウディンガーは1920年に高分子説を提唱し, その後およそ 100 年をかけ
て高分子化学は飛躍的に発展した。 人為的につくられる高分子は合成高分子と呼ば
れ,衣類から電子機器,航空材料に至るまで, (i) 現代社会のあらゆる場面で利用さ
れている。単量体(モノマー)と呼ばれる低分子量の有機化合物を重合させること
で高分子化合物を合成でき, (日) これまでにさまざまな重合手法が開発されてきた。
一方で,高分子化合物に対してさらなる化学反応を行うことで、物性の向上や機能
の付与が可能となることも多い。 例えば, (ii) ビニロンは 1939年に桜田一郎によっ
て発明された日本初の合成繊維であるが,これは単量体を重合した後, 2段階の高
分子の反応を経て合成される。また, (iv) ゴムの合成においては,高分子と硫黄との
反応によって弾性や耐熱性を付与する。
高分子の化学反応は,持続可能社会の実現という観点からも重要である。これま
で高分子化合物は化石資源に由来する単量体を用いて合成されており,これらを使
用後に焼却することは,大気中の二酸化炭素濃度上昇の一因となる。 また, 資源枯
渇や環境汚染の懸念もあり, 持続可能な社会の実現に向けた高分子化合物のケミカ
ルリサイクルが注目されている。 (v) 高分子化合物のケミカルリサイクルでは,高分
子鎖中の化学結合を切断し,低分子量化することで、新たに別の高分子材料などの
原料として再利用する。
以上のように、高分子化学においては重合反応のみならず, 高分子を出発原料と
して別の高分子を合成する反応や, 低分子へと分解する反応など、多彩な反応が開
発されてきた。次なる 100 年の人類社会を支える高分子化学を生み出すべく,さら
なる技術開発が進められている。
- 13 -
◇M5 (538-35)

ページ8:

(1) 下線部(i)に関連して, フッ素樹脂は高い耐薬品性や耐熱性を有し,様々な装
置の構成部品として欠かすことができない。 図 ① にはフッ素を含む合成高分
子の一例として, ポリテトラフルオロエチレン (PTFE)の構造を示した。
PTFE の平均分子量が 5.00 × 10 である場合,高分子鎖 1分子中には,何
個のフッ素原子が含まれるか, 有効数字 2 桁で答えよ。 このとき, 高分子鎖
の末端の構造は無視できるものとする。
n
図 ①
(2) 下線部(i)に関連して, 次に示す (イ)~ (ハ)の単量体と高分子化合物の組み合
わせでは,高分子化合物の合成にそれぞれ異なる重合手法が用いられている。
それぞれどの重合手法が用いられているか, 選択肢 (a)~(d)から1つ選び,
記号で答えよ。
単量体
高分子化合物
(イ)
カプロラクタム
ナイロン6
(口)
スチレン
(ハ)
アジピン酸
ポリスチレン
ナイロン66
ヘキサメチレンジアミン
選択肢:
(a)縮合重合 (b)開環重合 (c) 付加重合 (d)付加縮合
- 14 -
◇M5 (538-36)

ページ9:

(3)下線部() に関連して, ビニロンの合成においては,まず酢酸ビニルの重合
によってポリ酢酸ビニルを得たのち, 水酸化ナトリウム水溶液中で加水分解す
ることでポリビニルアルコール (PVA) を得る。 PVA をさらに反応させるこ
とで,ビニロンが得られる。 反応式 ① に,酢酸ビニルの重合とポリ酢酸ビニ
ルの加水分解による PVA の合成を示す。 これをふまえて,次の問い (イ),
(口) に答えよ。
重合
n_CH2=CH
OCOCH3
forg
-CH
OCOCH3
n
酢酸ビニル
ポリ酢酸ビニル
反応式 ①
加水分解
・CH 2 CH-
OH
ポリビニルアルコール
(PVA)
(イ) PVA は, ビニルアルコールの重合による合成が困難である。 これはビニル
アルコールが不安定であり,化合物 A へと直ちに変化することが理由で
ある。 化合物 A の構造式を示せ。
(口)
PVA に対して,化合物 B を反応させアセタール化することで, ビニロン
が合成される。 化合物 B の名称を答えよ。 また, PVA のヒドロキシ基の
うち 40% をアセタール化したビニロンを合成する場合を考える。 1320g
のPVA を反応させた場合, 得られるビニロンの質量を有効数字2桁で答
えよ。このとき, 高分子鎖の末端の構造は無視できるものとする。
CH2.
_CH2. _CH2.
`CH
CH
CH
化合物 B
CH2、
CH2
CH2.
CH
`CH
`CH
アセタール化
OH
OH
OH
OH
`CH2
PVA
ビニロン
- 15 -
QM5(538–37)

ページ10:

(4) 下線部(iv)に関連して, 生ゴムに対して硫黄を反応させ高分子鎖を架橋するこ
とで、ゴムの弾性が向上する。 この操作を何と呼ぶか答えよ。
(5) 下線部(v)に関連して, ペットボトルのケミカルリサイクルは,持続可能社会
の実現に向けた重要な技術として研究されている。 ペットボトルを構成するポ
リエチレンテレフタラート (PET)は,繰り返し構造にエステル結合を有す
る。エステル結合を含む化合物は,アルコール存在下で反応式② に示す反応
が進行するため,これを利用することで PET の分解が可能である。PET に対
して過剰量のエチレングリコールを反応させ, 完全に分解した際に主に得られ
る芳香族化合物の構造式を示せ。このとき,高分子鎖の末端の構造は無視でき
るものとする。
R2 + R3-OH
R1
B1-981-0-A³
R3
+
R2-OH
反応式②
fom-OM-08-08-0
CH2-C
HH
HO-C-C-OH
I
H H
n
ポリエチレンテレフタラート
エチレングリコール
(PET)
-16-
◇M5 (538-38)

ページ11:

Ⅰ.そのい
PAD
(25 横国大 理工)
★(1)
☆
あ
C
い a 5 h
(2) (a)(e)
hiknd
(b)オレにとけやすいx
(C) ベンゼンはいず形にならない
(d)ベンゼン680cは低くない
石中で分留する。石油ガスメ
AA A
④
(3) C19H2004
+2120 took 5/
B
(⑬+
○+
③+2NaOH→中知より
ジャルダン
加さ
m
E
VIVE C8H403
1206
⑦CNHS
0
い
称
C
01753
ジカルエン⑨NA Naでよか
North Hot
③Ⓑ/rd HOOC-1111-0004
Vo-12 Lahters
©はCoH80 ありより
CHUM 1思換は
1置換体
①D) 18 19 - 18+1) = 4 x4 C4
④はジカルボン酸のジェステル CHIxできるからc-crococ
⑤はフタル酸はベンジルアルコール・
CM
⑥はレープタノールは無水フタル酸はナフタレンともまる

ページ12:

o=d
I.
(その2)
(3)" @
C-O-CH2-
Ç -0- C-CH2-CH3
0
CH2-OH
CH3
B
℗ CH₂ CH Cit₂ <H3
OH
E
ニ
C-OH
Ho-d
"
0
0
13.8gのサリチル酸から、アセチルサリチル酸と
(SA)(138) (ASA) (180)
(4)
い
ag
(SA
ys.入れたとする
A
ASA9.5g SMOD2
4.5
180
10.35
✗
(
サリチル酸メチル
(SM) (152)
sti
SAASA それぞれに反
SM
SM@g
x=3.45g
13.8-3.45=
①=114g=1lg
よってSM作成のSAは、
10.35g
138
=
138
152
2

ページ13:

☆(その3)
(1)
F Fun
Goo) cncé chez
1分子に下原子4個ある
M=5,00×105
重合度の=5,00×10
100
=5.00x103 TR
Fは4つあるから5,00×10×4
*
1874
給食会
(2) (1) b (b) C. (1) a
J
=2.0×104個
'
とカプロラクタム
at thσubb
(3)希
(1)
fhC=CH (不安定) → CHSEN
ハ
U
アセトアルデEM
OH
(O) ホルムアルデヒド
'chh₂-c4
OH
-
40%アヤカール60%rPVAのまる
-
アカタールイ
CH₂- CH
Ecm-c
1 ふえる
-
-
100h
40%反応) 質量増加分=1320gyxa4
fen
88m
12n
12
=
0179
88n
88
=72g
よってできたビニロン=1320+72=1392g=1
1.392 × 10 3 2
=1.4×103g
M

ページ14:

(その4)
al all
#
(5) HO-CH2-CH2- -
U=D
OCH CHLON
4