☕26共通テスト【化学(追試験)】
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高校全学年
昨年、一昨年と例年難化していた化学だが、今回は追試の割には解きやすい感じ。しかし、本試験よりは難しい感じ。
見慣れない問題はなさそうであるが、引っかかりやすい計算や聞き方など、注意が必要な問題は多いと感じる。
ノートテキスト
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試験開始の指示があるまで、 この問題冊子の中を見てはいけません。 K 理科 「『物理基礎/化学基礎/ 生物基礎/地学基礎』] (各科目) 【 『物理』 『化 学』 『生物』 『地学』 点 注意事項 出題科目 ページ 『物理基礎/ 化学基礎/ 4~75 生物基礎/ 地学基礎』 (下記2参照) 『物 理』 76~97 1 出題科目, ページ及び選択方法は, 下表のとおりです。 選択 方 法 左の5科目のうちから, 登録した数の 科目を選択し, 解答しなさい。 登録科目 数は、受験票に記載されています。 『化 学』 98~127 『生 物』 128~157 『地 学』 158~193 なお, 2科目を受験する場合は,第1 解答科目, 第2解答科目のそれぞれの解 答時間 (各60分)で1科目ずつ解答しな さい。 2 『物理基礎/化学基礎/生物基礎/地学基礎』 の出題範囲, ページ及び解答方法 は、下表のとおりです。 出題範囲 ページ 解 答 方 法 「物理基礎」 4~19 「化学基礎」 20 ~ 37 「生物基礎」 38~53 「地学基礎」 54~75 解答時間 (60分)で左の4つの出題範囲の うちから2つを選択し, 解答しなさい。 出題 範囲の解答順及び解答時間の配分は自由で す。 3 解答用紙の記入・マークについて ① 解答用紙に, 正しく記入・マークされていない場合は、 採点できないことがあ ります。 特に, 解答用紙第1面の解答科目欄にマークされていない場合又は複数 の科目にマークされている場合は, 0点となることがあります。 ② 『物理基礎/化学基礎/生物基礎/地学基礎』 を選択し, 解答する場合は, 解答 用紙第1面の解答科目欄がマークされていても、解答用紙第2面の出題範囲欄に マークされていない場合又は一つの出題範囲欄で複数にマークされている場合 は、その出題範囲は0点となります。 注意事項は,問題冊子の裏表紙にも続きます。 問題冊子を裏返して必ず読みなさい。 <-1-> (2205-1)
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追試験 化 解答番号 ~ 32 必要があれば、原子量は次の値を使うこと。 学 H 1.0 He 4.0 C 12 0 16 Mg 24 CI 35.5 Ca 40 Zn 65 Ag 108 気体は, 実在気体とことわりがない限り, 理想気体とみなせるものとする。 第1問 次の問い (問1~5) に答えよ。 (配点 20) 共有結合の結晶をつくる物質として最も適当なものを、次の①~⑤のうちか ら一つ選べ。 1 ① 二酸化炭素 (ドライアイス) ② 二酸化ケイ素 ③ ナトリウム ④ 塩化ナトリウム ⑤ ナフタレン -98- (2205-98)
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化学 問2 塩化カルシウム水和物 CaCl22H2O (式量 147) 4.41gを水に溶かして 100Lとした水溶液がある。 この CaCl2 水溶液の浸透圧と等しい, グルコー ス C6H12O6 (分子量180) の水溶液100Lを調製したい。 何gのグルコースが必 要か。最も適当な数値を、次の①~⑥のうちから一つ選べ。 ただし, CaCl2 は 水溶液中で完全に電離しているものとする。 また, これらの水溶液の温度は等 しく, ファントホッフの法則が適用できるものとする。 2 g 4.08 5.40 ③ 7.15 ④ 12.2 ⑤ 16.2 (6 21.5 99- (2205-99)
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化学 問3 体積 V(L), 質量 W (g) の溶液がある。 この溶液のモル濃度がc (mol/L), 溶 質のモル質量が M (g/mol) であるとき,この溶液の質量パーセント濃度を表 す式として最も適当なものを,次の①~⑥のうちから一つ選べ。 3 % ① 100 McV McV 100 cV (3 W W WM CV (5 WM 100W McV W ⑥ McV -100- (2205-100)
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第1問(その1) をつくる 問共有結合結晶は、②SiO2 ← 26化学 (追試) 1 ①⑤は分子結晶、③は金属結晶、④はイオン結晶 CaCl22HzO (147) Glu(mol) 4.41g x ×3= 1477/201 180 T 49 3molより 24 ca cz » Ca2+ + 2eľ ☆ 問3 x=16.5g-⑤ 123 VILI, Wig), c/mol/2). M (1/1). %? CVmelx M cv mal x mg/md 溶液(=Wo c(mol),M(%/al)%? 2 = McV6 ←溶質(g) McVx M c V x 10 0 ::% = 溶質(g)×100 こ 溶液の W 3 ←①
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化学 問4 実在気体は, 厳密には理想気体の状態方程式に従わない。 実在気体の理想気 体からのずれは,式(1)に示すZの値を用いて考えることができる。 理想気体 であればZの値は常に1である。 z= PV nRT (1) ここで,P(Pa) は気体の圧力, V(L) は体積, n (mol) は物質量, T (K) は絶対 温度, R (Pa・L/(K・mol)) は気体定数である。 Tを500K で一定にして 水素 H2のPを変化させたときのZの値の変化を図1に示す。 実在気体であるH2 では,図に示した圧力範囲でPが増加するとZの値は1より大きくなる。こ の理由として最も適当なものを,後の①~④のうちから一つ選べ。 4 1.04 1.03 1.02 2 1.01 1.00 0.99 20 2 4 6 8 10 P(x 10°Pa) 図1 500K におけるH2のPとZの関係 -102- (2205-102)
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⑩ H2 分子どうしに分子間力がはたらくため ② H2 分子の熱運動が激しくなるため ③ H2 分子自身の体積を無視できないため ④ H2 が気体から液体に状態変化するため 化学 -103- (2205-103)
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化学 問5 大気圧、室温条件下で次の操作 Ⅰ~Ⅲによりトルエン (沸点111℃) のモル質 量を求めた。 この実験に関する後の問い(ab) に答えよ。 ふた 操作Ⅰ フラスコに, 小さな穴をあけたアルミニウム箔で蓋をし. みが入ったフラスコの質量を測定した(図2)。 空気の (a). 小さな穴 アルミニウム箔 フラスコ 空気 電子天びん 図 2 操作Ⅱ フラスコに液体のトルエンを適量入れ, 油浴に浸した。 油浴の温度を トルエンの沸点より高い温度に設定し, (b) トルエンをすべて蒸発させて, フラスコ内をトルエンの蒸気(以下「高温蒸気」)で満たした(図3)。 温度計 空気や余分な -蒸気が追い出 される 液体の トルエン ・油浴 トルエンの 高温蒸気で 満たされる 気体の トルエン ヒーター 加熱前 加熱後 図 3 操作Ⅲ このフラスコを油浴から取り出し室温まで冷却したところ, トルエン は凝縮しフラスコの底に溜まった。 (c)このときの全体の質量を計測し,空 気のみが入ったフラスコの質量で差し引いた値を高温蒸気の質量とした。 <-104- (2205-104)
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化学 a 下線部(a)について, フラスコ内部の体積が249mL, 空気が平均分子量 28.8 の混合気体とみなせるとき, フラスコ内の空気の質量は何gか。 最も 適当な数値を,次の①~④のうちから一つ選べ。 ただし, 大気圧は 1.0 × 105 Pa, 室温を27℃とし、 気体定数はR = 8.3 × 103 Pa・L/(K・mol) とする。 5 g ① 0.29 0.32 2.9 3.2 b 凝縮したトルエンの体積を無視でき, 高温蒸気の圧力は大気圧と等しく, 温度は油浴の温度と等しいとしてトルエンのモル質量を求めた。 得られたモ ル質量(g/mol) の値は, トルエンの分子量92より小さかった。 この原因を 考察した次の記述了,イの正誤の組合せとして最も適当なものを、後の①~ ④のうちから一つ選べ。 6 ア 下線部(b)について、 油浴に浸っていないフラスコ上部の温度がトルエン の沸点より低く, 質量が無視できない微量のトルエンが凝縮していたため イ 下線部(c)について,これは図4のように冷却したフラスコ内のトルエン の蒸発を無視することに対応するが, 実際には図5のように, 蒸発したト ルエンによりフラスコ内の空気の一部が排除されたため。 凝縮したトルエン 。 ° フラスコ内の空気 が排除される 。 。 。 トルエンが蒸発 図 4 図5 ① ア イ正 ③ ア誤 イ正 -105-> ア正 イ誤 ④ア誤 イ誤 (2205-105)
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* 第1問(その2) ★★ 現 1 問4 z= PV .. (1) T=500k(一泉) NRT H2(分子量) 水 Pが増えると実在気体はZ>1になっていく理由 P H2は分子間力が小さく、単位依頼当たりの分子数 のため分子自身の仕穫の影響が無視できないため ③ ← (35 4 ☆ a. PV. MARTENS L0X105x249 問5 デュマ法 RTに代入 1.0×1×249 0 w/R = WX8.3×10×300 TOOK 28.8 W=28.8×2449 28.8 = =0.288÷0.29g ←① 島 8.3×103x31 100 婚 6.(3)は関係なしなのでメ WRT M = PV より、 逃げる分のトルエンが凝縮していると Wが大きくなるためM792になる よってM<92にはならない。 (イ)はQ、トルエンが蒸発し、空気が排除されると 「物体の質量」-「排除空気(浮力)5が変わってしまう。結果 一(浮力が大きくなり、ゆが小さくなりMも小さくなってしまうから。 よってより①回 2
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化学 第2問 次の問い (問1~4) に答えよ。(配点 20) 問1 反応速度に関する記述として正しいものはどれか。 最も適当なものを, 次の ①~④のうちから一つ選べ。 7 ① 単位時間当たりに減少する反応物の濃度変化を反応速度という。 ②反応速度は,一般に温度が低いほど大きくなる。 ③反応速度は,反応物の濃度に必ず比例する。 触媒は反応の活性化エネルギーを大きくすることで反応速度を大きくす る。 問2 水のイオン積は高温であるほど大きくなり 45℃で 4.0×10 -14 (mol/L) 2 となる。この温度における純水のpHの値はいくらか。 最も適当な数値を,次 の①~⑤のうちから一つ選べ。 ただし, log 10 2 = 0.3 とする。 8 ① 6.4 ② 6.7 ③ 7.0 ④ 7.3 7.6 -106- (2205-106)
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化学 問31.0×10-mol/LのAgと1.0 × 10mol/LのPb2+が含まれる水溶液 1.0Lがある。 この水溶液に塩化ナトリウムNaClを少量ずつ加え続けると, まず塩化銀AgCI が沈殿し始め、 その後, 塩化鉛 (II) PbClzも沈殿し始める。 PbCl2 が沈殿し始めるときの水溶液中の [Ag+] はいくらか。 最も適当な数値 次の①~⑥のうちから一つ選べ。 ただし, AgCI と PbCl2の溶解度積はそれぞれ8.4×10-Ⅱ (mol/L)2, 1.6×10- (mol/L)とし, AgCl と PbCl2 が沈殿したとき, および NaCl が水 に溶解したときの水溶液の温度変化, 体積変化は無視できるものとする。 9 mol/L ① 4.2×10-11 ② 2.1 x 10-10 5.3 x 10-10 ④ 8.4 × 10-7 ⑤ 1.6 × 10-1 ⑥ 4.0 × 10 - -107-> (2205-107)
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第2問(その1)
反応速度
反応速度は
温度のみ関係)
問1 ①が〇②は高温ほど大きい⑦は濃度は無関係
よって①←回
④触媒は活性化を低下させる
12
Kw = 40×10-14
pH = ?
**
[H*] [OH] = 4.0x10th (move} {ale de zito [H+] = [04]
-14
.. [H+]² = 4.0 × 10 % work
より
[H+]=20×10-7 (mol/L)
②←
pH= n-logo2 =6.7 ←@<
問3A
8
4
(PBA) 1.0x 15" mol/L, PBB3) 1.0 x 10-" mol/
md/2
①先に
+ Nall 2" + Ay Cl↓
②
後で
12 pb C₂
2
同じmol
Kspace = 8.4 × 10" (m/k)". K spipho₁) = 116x105 (mok)"
Pble Pb²+ +2cix", 16x105 = [pb"][c]²
→
1
[c]² = 1.6 x 10-5 = 1.6x10+ = 0.16 :,[C]=0.4 md/2
t
1.0×104
Agle + Ag + + 4-5" 8.4×10"" = [Ag"][c]*
[Ag"] = 8.4 × 10-11 814 × 10-"
[A-]
0.41
= 2.1 × 10-10 mol/L F②
3
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化学 問4 水素 H2, 燃焼時に二酸化炭素 CO2 を排出しない, 単位質量当たりの発熱 量が大きい, 燃料電池の燃料として利用できるなど、環境負荷の少ない新しい エネルギー源として注目されている。 水素に関する次の問い (a~c) に答え よ。 ただし, エンタルピー変化 AHは問題文中に与えた値を使うこととし、温 度・圧力による変化は無視してよい。 a 工業的に広く用いられている水素製造法として, 式 (1) で示すようなメタン CH と高温の水蒸気 H2O をニッケル Ni などの触媒を用いて反応させる方法 がある。 Ni 触媒 CH (気) +2H2O (気) CO2(気) + 4H2(気) ▲H = 165kJ (1) この反応は,温度 700~850℃, 圧力2×106~3×10 Paの高温高圧条 件下で行われる。 式(1) の水素生成反応に関する記述として誤りを含むものはどれか。 最も適 当なものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 10 ①反応温度を750℃から800℃に上昇させると. 平衡は生成物側に移動 する。 ② 圧力を 2 × 106 Paから3 × 106 Pa に増加させると, 平衡は反応物側に 移動する。 ③ 触媒の量を増やしても、平衡は移動しない。 ④ 触媒は,反応エンタルピーを減少させる。 -108- (2205-108)
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③ 放出する熱量 (kJ/g) 化学 b 水素 H2, メタン CH4. プロパン C3Hg が完全燃焼するとき, それぞれの物 質1g当たりが放出する熱量 (kJ/g) を表すグラフとして正しいものはどれ か。最も適当なものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 ただし,水素, メ タン,プロパンの燃焼エンタルピーは, それぞれ- 286kJ/mol, - 890kJ/mol, 2200kJ/mol とする。 11 放出する熱量(kJ/g) 350 300 250 200 150 100 50 水素 メタン プロパン 80 60 40 64288842 160 140 120 100 20 水素 メタン プロパン T 放出する熱量 (kJ/g) 放出する熱量(kJ/g) 160 140 120 100 80 60 40 水素 メタン プロパン 2500 2000 1500 1000 500 0 水素 メタン プロパン -109- (2205-109)
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化学 C 水素を燃料とした燃料電池では, 電池全体で式(2)の化学反応が起きる。 H2(気) + 1/1202(気) H2O (液) AH=-286kJ (2) この化学反応で発生するエネルギー (反応エンタルピー AH) は, 電気エネル ギーと電池内の熱エネルギーに変換されるとする。 図1に示すように、 水素を燃料とした燃料電池をある時間動作させた結 果 100molの液体のH2O が生成した。 発生したエネルギーのうち, 16000kJが電気エネルギーとして取り出せた。 一方で, 電気エネルギーとし て取り出すことができなかった熱エネルギーをすべて使って, 22.0℃の水 道水を42.0℃に加熱した。 このとき, 42.0℃の温水 (水道水) は何kg 得ら れるか。 最も適当な数値を,後の①~④のうちから一つ選べ。 ただし, 水道 水の比熱は 4.2J/ (g・K) とする。 12 1kg 燃料電池 H2(気) O2(気) 式(2)の反応 16000kJの電気エネルギー 42℃の温水 H2O (液) 100mol 22℃の水道水 図1 熱エネルギーを利用して温水を得ることができる燃料電池の概念図 ① 71.4 ②② 150 190 ④ 340 -110- (2205-110)
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第2問 (その2) 反応物生成物 (左) Ni (右) 吸熱反応 14 CH4 (32) + 2/20 (59) = Count 4 H₂ a①→温度を上げると吸熱方向へ 気体の係数 なへ AH=16565-(1) ②+2=③右辺14=⑤より高圧で←反物側 ○触媒は平衡移動に無関係 ④×反応エンタルピーは、触媒では変わらない、 よって④← [10] 12 で考える b.燃焼エンタルピー 1g当たりM% 142 -286k5/mul, CHL - 890€/201 (3.18 - 2200 k5/201 (2) 15867 116) (44) H2(15):_X286=143, CH4(1g)=! =143, CH4 (19) = 1 x 89 2 <)ける(13)=x2200=50よって②が 442 ×890=55.625 777 ②か③ ③は "1 プロペトル 42℃ 温水=28600 - 16000 = 12600 kJ = Q. Q=mcTより (kJ) ★★ C 286KJ×100=28600kJ/100ml mol x(42-22)=m=150000g 12600 = mx 4.25/9. K) x (42-22) XIO KJ¬J Q m 〒 =150kg②4112 4
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化学 第3問 次の問い (問1~4)に答えよ。 (配点 20 ) 問1 水蒸気を含む気体の乾燥に関して, 気体と乾燥剤の組合せとして最も適当な ものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 13 気体 乾燥剤 ① アンモニア 濃硫酸 ② 酸素 塩化水素 塩化カルシウム 酸化カルシウム 二酸化炭素 ソーダ石灰 問214族元素に関する記述として誤りを含むものはどれか。 最も適当なもの 次の①~④のうちから一つ選べ。 14 ① 黒鉛 (グラファイト) は, 平面構造が積み重なった層状の構造をもつ。 ②多孔質表面積が大きい活性炭は, 脱臭剤などに用いられる。 スズ Sn は, 鉄の腐食を防ぐためのめっきに用いられる。 ④ 鉛 Pb は,希硫酸によく溶ける。 <-112-> (2205-112)
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化学 問3 亜鉛 Zn と銀Agの粉末のみからなる混合物Aがある。 Aに含まれる Zn と Agの物質量(mol) の比を求めるために,次の実験IIIを同じ温度,同じ圧 力で行った。 実験 Ⅰ 混合物 Aに希塩酸を加えると, 式 (1) に示す反応により Zn のみがすべ て溶けた。この反応で発生した水素 H2 の体積を測定した。 Zn + 2HCI ZnCl2 + H2 (1) 実験Ⅱ 実験Ⅰで反応せずに残った Agをろ過により取り出し、水洗いした後 に希硝酸を加えると, 式 (2) に示す反応により Agがすべて溶けた。 この反応 で発生した一酸化窒素 NOの体積を測定した。 3Ag + 4HNO3 3AgNO3 +2H2O + NO (2) これらの実験で発生したH2 とNOの体積は,それぞれ60mLと40mLで あった。 このとき, 混合物Aに含まれるZn Agの物質量の比(Zn Ag) と して最も適当なものを. 次の①~⑤のうちから一つ選べ。 15 ① 2:1 ② 3:2 1:1 ④ 2:3 ⑤ 1:2 -113- (2205-113)
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化学 問4 マグネシウムMg とチタン Tiに関する次の文章を読み, 後の問い (a~c) に答えよ。 2族に属するMg の単体は, (a). 海水や鉱物から得られる塩化マグネシウ (b). ムMgClz を溶融塩電解して製造される。 Mg の単体は,鉱物由来の塩化チ タン(IV) TiCl〟 からTiの単体を得るための還元剤として使用される。 a 下線部(a)について、 同族である Mg, カルシウム Ca, バリウム Ba およ びこれらの化合物に関する記述として正しいものはどれか。 最も適当なもの 次の①~⑤のうちから一つ選べ。 16 ①それぞれの単体で、 常温の大気中で酸化されるのはBa のみである。 ②それぞれの単体で, 常温の水と反応するのはMg のみである。 ③それぞれの水酸化物で、水に溶けにくいのは Ba (OH)2 のみである。 ④それぞれの硫酸塩で, 水によく溶けるのはMgSO4 のみである。 ⑤それぞれの炭酸塩で、水に溶けにくいのは CaCO3 のみである。 b 下線部(b)について、 実際には MgCl2とMgOの混合物が得られる。 そこ で、混合物中のMgO を高温で炭素 C と塩素 Cl2 とともに反応させること 式(3)のように MgCl2 に変換し、 高純度の MgCl2 を得ている。 2MgO + C + 2Cl2 2MgCl2 + CO2 (3) 質量パーセントでMgClz (式量 95) が 96.0%, MgO (式量40) が 4.0% か らなる混合物 1.0 × 103kg を. 式(3)によりすべてMgCl2 にするために必要 Cl2 の物質量は何molか。 最も適当な数値を,次の①~⑧のうちから一つ 選べ。 17 mol ① 1.0 × 103 ② 2.0 × 103 ③ 3.0 x 103 ④ 4.0 × 103 ⑤ 1.0 × 105 2.0x 105 ⑦ 3.0 x 105 4.0x 105 <<-114- (2205-114)
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第3問 (1) ①、③、④は中和してしまうのでダメ Pn 2 a 113 12 14 Pbは希硫酸とはPbsO4(白油)↓になる ←0°C. 1.013 hPa P3 ZnとAgの混合物④同温、同圧で実験 考える - (1) Zx +2HCl → ZnCz+Hz ↑ 3Ag+4HNO3 →3AgND3+2H2O+No y 60mL (2) 40mL 41452 Z n = 60 Mol 27.4×103 Ag=3×40mol 2214x102 41637 要 3×40 .: Zn : Ag :Zn: = P74 MgとTiの問題 a④MgSD4は水に溶けやすい 15 2:41=1:2~⑤ b. ②MsO+C+2c2Mgcz+COz~(3) 116 54.0% M90=1.0×10 (kg) kyx = 40kg Mgo:Clz=11より 40×103円 40g/mol =1.0x10mol - ① ←7 5 ST
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化学 C 下線部(C)について MgClz を溶融塩電解すると, 式 (4) と(5)のように Cl2 と Mg の単体が得られる。 陽極 2 CI--> Clz + 2e- 陰極 Mg2+ + 2e- →Mg (4) (5) 酸化チタン(IV) TiO2 をCと式(4)で得た Cl2 とともに高温で反応させる と, 式(6)で示すように塩化チタン(IV) TiCl〟 と CO2 が得られる。 TiO2 + C + 2Clz TiCl + CO2 (6) 次に, 上記のMg と TiCl』 を用いて高温で反応させると, 式(7) で示すよう に Ti の単体が得られる。 同時に生成する MgCl2 は Mg と Cl2の生産に再利 用される。 TiCl + 2Mg Ti + 2MgClz (7) 式(4)~(7) の反応により質量 W (g) のTiの単体を生産するのに必要な電気 量(C) を表す式として最も適当なものを,次の①~ ⑨ のうちから一つ選べ。 ただし, ファラデー定数はF(C/mol), Ti のモル質量はM(g/mol) とす る。 18 IC 2 MF 4 MF 8 MF ① W W W 2 M 4M 8 M WF WF WF 2 WF 4WF 8 WF ⑧ M M M <<-115-> (2205-115)
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第3問(その2) A C. Moch 2u- →α₂ +2е © Mg 2+ + 2e' → Mg - (4) (5) Ti Oz + C + 2 Cl₂ TiO2+ → TiCl4 + CO₂ (b) - TiCl4 +2 Mg → Ti + 2 Mg Cl₂ — (7) Uz M (4)×2 40 ← (5)x2 2662+75 2M5²+ +4 2mg → ] + 2ll2 + 2Mg → 2 mg Cz Tilmolに40流れる 4x W : X = F M mol (c) x = 4x WF (⑧ 18 5 6 選択肢にWFがあると迷うが 4M 無いので引っかからないか。
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化学 第4問 次の問い (問1~4) に答えよ。(配点 20 ) 問1 アルケンに関する次の問い (ab) に答えよ。 a エチレン(エテン)とプロピレン(プロペン) の一方のみに当てはまる記述は どれか。 最も適当なものを、次の①~⑤のうちから一つ選べ。 19 ① 常温常圧で気体である。 ② 分子に含まれるすべての炭素原子間の結合は, 自由に回転できる。 ③ 立体異性体は存在しない。 ④ 臭素が付加して得られる化合物は、 不斉炭素原子をもつ。 ⑤ 過マンガン酸カリウム KMnO 水溶液の赤紫色を消失させる。 b 次の化合物ア~オのうち, プロピレンへの付加反応で得られる化合物はど れか。すべてを正しく選択しているものとして最も適当なものを,後の①~ ⑩のうちから一つ選べ。 20 ア CH3-CH2-CH3 H CH3-C-CH3 イ fCH2CH2-CHefn オ OH CH-CH-CH3 ウ CICH2-CHCI-CH2CI ① アイ ②アウ (3 アエ ④ アオ 6 イエ ⑦イオ (8 ウ、 エ 9 ウ オ <-116- ⑤ イ. ウ I. * (2205-116)
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問2 次に示すプロカインは, 歯科医療に用いられる局所麻酔薬である。 化学 O CH3+CH2. N-CH2+CH2+O. -NH2 CH3+CH2 プロカイン プロカインは複数の官能基をもち, 破線枠の部分により特有な性質を示す。 プロカインに関する記述として誤りを含むものはどれか。 最も適当なものを. 次の①~④のうちから一つ選べ。 21 ① 弱塩基性を示す。 ② 水酸化ナトリウムNaOH水溶液を加え加熱すると, 加水分解される。 ③ 酸性条件下で亜硝酸ナトリウム NaNO2 水溶液と反応させた後, ナトリウ ムフェノキシドを加えると, 赤 橙色に呈色する。 ④スズSnの存在下, 濃塩酸を加えて加熱すると, NH2 基がNO2 基に変 換される。 <-117-> (2205-117)
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化学 問3 芳香族化合物に関する次の問い (ab) に答えよ。 a 記述ア~ウのうち、キシレン CH10. クレゾール CHO, ジクロロベンゼ ンC6H&Cl2 にそれぞれ当てはまるものはどれか。 すべてを正しく選択してい るものとして最も適当なものを,後の①~⑦のうちから一つずつ選べ。 ただ し 同じものを繰り返し選んでもよい。 キシレン 22 クレゾール 23 ジクロロベンゼン 24 ② ア オルト, メタ, パラの3種類の異性体以外に. ベンゼン環をもつ異性体 が存在する。 イバラ異性体は昇華性があり衣類の防虫剤として利用されている。 ウ 水酸化ナトリウム水溶液と中和して塩をつくる。 ① ②イ ③ ウ ④ アイ ⑤ アウ 9 イ, ウ ア イ ウ <<-118-> (2205-118)
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第4問(その1) アルケン Da (=C. ① x ② × ③ × 質問の意味を ccccの一言のみ○は?理解する C-C ⑤ X よって④ ←19 C - C Br Ay I ar Br b. C=C-Cへの付加 付加 反応 Q+H2 イメ ウメチュー部分もある ** 1 X 30+: 172 ll + C=C-C ブロカインの問題 ↑ H HO CH3-CH-CH3 GM よって、アオガの 4520 C 0 . N. 10-1 NH₂ < 3級フミン エステ アニリン ケ Não- ①-NH2より ④×一から― NAだから - - 一般のカラーNGZにからかい (Snで還元) m a 900 問芳香族化合物 ANNON よって×は④←21 CH3 CH3 3. イ. ウ 12 CHS ' ☑CH₂UH × Q 123 RI ↓ × 22 [24] ① ⑤ アのみ アウ イのみ ② 0.mpありまでは全てあるが….. パラジクロロベンゼン 防 知識 ← NaOHと反応は酸性のみ 選択肢を選ぶとき注意 7
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化学 b オルト, メタ, パラの3種類の異性体に関する記述として正しいものはど れか。 最も適当なものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 25 キシレンの3種類の異性体は,いずれも同じ沸点, 融点を示す。 キシレンの3種類の異性体を酸化して得られるジカルボン酸は, 加熱す るといずれも分子内で脱水が起こり, 酸無水物を生じる。 ③クレゾールの3種類の異性体には、 無水酢酸と反応して酢酸エステルを 与えないものがある。 ④ クレゾールの3種類の異性体の水溶液に塩化鉄(Ⅲ) 水溶液を加えると, いずれも呈色する。 -119- (2205-119)
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化学 問4 アデノシン一リン酸(AMP) は, 核酸塩基の一つであるアデニンと、五つの 炭素原子からなる糖であるリボースと、 リン酸が1分子ずつ結合し、次の記述 ⅠⅡに当てはまる構造をもつ化合物である。 I アデニンの五員環(Nを含む五角形部分) のN-H部分と, リボースのヘミ アセタール構造のOH 部分との間で脱水縮合した構造をもつ。 II リボースのCH2OH 部分とリン酸のOH 部分との間で脱水縮合した 構造をもつ。 NH2 HO-CH2 OH 0. N OH H H HO-P-OH OH OH アデニン リボース リン酸 AMP の構造式として最も適当なものを,次の①~④のうちから一つ選べ。 26 -120- (2205120)
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③ © NH2 N OH O-P-OH CO H H HC-CH OH OH OH HO-P-O-CH2 ° NH 0. C H H H các H OH OH N NH2 N. N OH HO-P-O-CH2 O HH HC-CH OH OH NH2 N N HO-CH2 N N ° H H HỌ H C-CH HO-P ○ OH <-121- (2205-121) 化学
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PA3 第4問 (その2) 0m、P- について b. ① x ②x 0- m- . P- U-mat Ex -25-48 13 mp 144139 138 ③×クレゾールOHは全て無水酢酸と反応する bp ④0 OH どれもFeClsで量色する。よって〇は④←25 ☆☆ ◎4 AMPの構造(リン酸+リボース+ヤデニンをどう結合するか) IよりO-CH 420 OH H HO-P-OH il H OH 4 H H HO-P-o-Ch K 4 NA OH H mo Iry Ⅰ.1の AMP ので楽 よって③26 UHY OH 糖とリン酸と塩基が結合したヌクレオチドを理解している なら迷わないPO2-PO3P03- 9H HO-P. HO-CHz リン酸エステルは カルボン酸と ・ATP - ←ADP アルコールのエステルと同じと考える アデニン mator ヌクレオチド >> → KAMP 8
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化学 第5問 私たちが普段利用している物質には,他の物質では代替できないものがあ る。 限りある化学物質を工夫して生産 利用する取り組みに関する次の問い (問1~4) に答えよ。 (配点 20) 問1 金は希少で高価な金属である。 金は電気伝導性に優れ、 腐食されにくいた め、電子回路などに利用されている。 金に関する記述として下線部に誤りを含 むものはどれか。 最も適当なものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 27 ① 単体の金属の中で, 金は展性と延性が最も大きい。 ②金が金属光沢を示すのは, 自由電子の作用による。 ③金は熱濃硫酸に溶けない。 ④金を含む粗銅と, 純銅を電極にして硫酸銅(II) CuSO 水溶液中で電気分 解するとき, 粗銅を陰極に用いることで,金を分離することができる。 問2 廃棄された工業製品から金属を回収することは重要である。 その方法の一つ として,酸を用いて製品中に含まれる金属を溶解した後, その金属イオンに適 切な処理をして金属を取り出す方法がある。 4種類の金属イオン Al3+, Cu2+, Pb2+, Zn²+ を含む水溶液がある。 これ らの金属イオンのうち1種類のみを分離するため, 過剰の水酸化ナトリウム NaOH水溶液を加えて沈殿を生じさせた。 このとき, 沈殿を生じた金属イオ ンとして最も適当なものを、次の①~④のうちから一つ選べ。 28 ①A13+ ② Cu2+ Pb2+ ④ Zn²+ -122- (2205-122)
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化学 問3 医療用 分析用の超伝導磁石を使用するためには, 液体のヘリウム He (原 子量 4.0, 沸点 269℃) を冷却剤として用いる必要がある。 一方, He は埋 蔵量が限られた希少な物質であり, 大気中に放出されると回収が難しくなるた め, さまざまな取り組みが行われている。 密度が1.20×102g/Lである液体の He 0.100Lが, 気体に変化した。 この 気体を, 容積が10.0Lの耐圧容器に0℃で回収するとき, 容器内の圧力は何 Paになるか。 最も適当な数値を、次の①~⑥のうちから一つ選べ。 ただし, 回収前の耐圧容器には気体が入っていないものとする。 また, 0℃ 100 × 10 Pa における1molの気体のHe の体積は22.7L とする。 29 Pa ① 2.72 × 105 ② 3.41 × 105 ③ 6.81 x 105 ④ 1.36 × 106 ⑤ 2.72 × 106 ⑥ 3.41 × 106 -123- (2205-123)
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第5問 Auの話 例①○金は展性・延性MAX ②○光沢は自由電子による ③。 Ex (HNO 3 : HCl = にろ)にしか溶けない ④×陽極泥になるので、粗銅は陰極ではない よって④ ← 27 ☆ 問 AD3+. Al3+, Cu^2+, pb2+,Z 2+ SIBSA NaOHar 沈殿はCu24 3) 428 陽極 他は「ARCOH)4],[Ppcon)4] [zncort] . で溶ける (PMT) 1.20×10² %/2x0.1L = He 12g 12g 4%013mol 100×10×22.7と mul当たり mol PX10X//mul P=22.7×3×104=68.1×105-681×10 Pa ③ ← 29 9
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化学 問4 ゴムに関する次の文章を読み、 後の問い (a~c) に答えよ。 ゴムノキから得られる天然ゴム (生ゴム) は, (a) 化学的な処理をした後, 輪 ゴムや医療用手袋などに使われる。 天然ゴムの主成分はポリイソプレンであり、 図1に示すイソプレン (2-メ (b). チル-1,3-ブタジエン)の1番目と4番目の炭素原子が付加重合により連結した 分子構造をもつ。 CH3 CH2=C-CH=CH2 1 2 3 4 図 1 イソプレンの分子構造 一方、 自動車用のタイヤに多く用いられる合成ゴムは石油等からつくら れた単量体をもとに製造される。 しかし, 高い耐久性が求められる航空機用の タイヤには天然ゴムが使われており. 天然ゴムはいまだに欠かすことのできな い材料である。天然ゴムを安定的に得るため、 ゴムノキの計画栽培が重要な課 題となっている。 a ア . 下線部(a)について、 次の文章中の空欄 イ に当てはまる用 語の組合せとして最も適当なものを、後の①~④のうちから一つ選べ。 30 天然ゴムに ア を数%程度添加して加熱することで、分子鎖どうしが 架橋され, 強度や弾性の優れたゴムがつくられている。 また, 天然ゴムに ア を30~40% 添加し加熱すると, 黒色の硬い物質である イ が 得られ, 電気絶縁材料などに用いられている。 -124- (2205-124)
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①②③④ ア イ 硫黄 硫黄 エボナイト ノボラック 酢酸 エボナイト 酢酸 ノボラック 化学 b 下線部(b)について ゴムノキから得られる天然ゴム中のポリイソプレンの C=C結合の部分はすべてシス形である。 天然ゴムのポリイソプレンの分子 構造として最も適当なものを、次の①~⑤のうちから一つ選べ。 31 H3C C=C H --CH2 CH2-CH2 CH2-- ② H CH3 H CH3 C=C C=C H H H H (3) CH3 H H H H CH3 H H3C C=C CH2-CH2 CH3 CH2 H H C=C CH2- C=C H3C H H3C CH2-CH2 H C=C C=C -CH2 HH3C CH2- -125- (2205-125)
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化学 C 下線部(C)について, 合成ゴムの一種であるスチレンブタジエンゴム (SBR) は, スチレン (分子量 104) と1,3-ブタジエン (分子量 54) を付加重合 して得られる。 図2に示す SBRに対し, ブタジエン由来の二重結合にのみ 水素を付加した。 このとき, 0℃, 1.013 × 105 Pa のもとで 67.2Lの水素が 消費され, ブタジエン由来の二重結合のすべてに水素が付加した220gの合 成高分子が得られた。このSBRのとの比要として最も適当なもの を後の①~⑥のうちから一つ選べ。 m = 32 n •CH2-CH- CH2-CH=CH-CH21 m 図2 スチレンブタジエンゴム(SBR) の構造 08 ② 6 ③ 4 ④ -126- (2205-126)
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第5問 (Sで架橋、黒く硬い) 梅田の硫黄エボナイト a ア硫黄エボナイトよって①←30 ab、すべてシスを選ぶと ② 431 ①③はどちらでもない④⑤はトランス Hzはブタジエンのみカ c67.2 22,4 =3mol 反応したHz (mol)より Hz 3 mol x 29/mol 〃 6gハ加よって、 ←元のSBR(g) 元のSBR()=220-6=214(g) 104m+54n=214 nころを代入すると、104m+162=214 104m=52 m im=0.5 02/5=1-5 n = 0.5 = f - ( 32 10
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32322233 334 33 4 4 4 1 5 24 34 23 1 K 化 学 (100点満点) 問題 問題 番号 設問解答番号 正解配点番号 設問 解答番号 正解配点 (配点) (配点) 1 1 3 25 第1問 234 234 (20) 5 56 第2問 (20) 123 7 4 11 8 9 10 1 12 第3問 123 13 14 15 16 (20) 4 17 18 3334433433 34 251313122422 245418 3 4 19 1 20 2 21 第4問 22 (20) 23 3 24 25 第5問 4-123 26 27 28 29 4 30 (20) 3 4 31 3 32 4
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フルクトースはケトースであるが、フェーリングと混合加熱するとすぐに 反応して褐色沈殿を生じる。 また、以下の実験結果1.2が知られている。 実験結果 フルクトースがフェーリング液と反応して赤褐色沈殿を生じる速さ では、アルドースであるグルコースとほぼ変わらない。 化合物 2 以下の化合物C, D. Eそれぞれをフェーリング液と反応させる とんど生じない。 と、 C. Dからは赤褐色沈殿が生じるが、Eからは赤褐色沈殿はほ CH₂ 素原子数の 基が結合した分子 グルコースなどの 同じCHO の分子式 ノシトールは、シクロヘキサ が付いた分子であり、単ではな ケトン構造(カル もつアルドースと、 れいずれも塩基性水溶液中で加熱すると を に不安定で酸化されや スが生成する thank you for visiting! H- YUOH CHIOH に関して。 の中で像の 7. 「性体の総数を数え また、一 では区別しないもの。 -33- ケ 中間体 A. Bは化学的に不安定で酸化されやすいという事実及び実験 1と2から フェーリングと反応して赤褐色沈殿を生じるために重要 と考えられる単糖の化学構部分構造のみでよい)を記せ。また実験結果 2で化合物CDからは赤色沈殿が生じるが、 化合物Eからは赤色 沈殿がほとんど生じない理由を50字程度で説明せよ。 なお、C.H120分 の 分子式で表される単は、水溶液中で分子と分子の平衡合物 として存在していることが知られているが、 本間ではどの車も直訳分 子として存在する比率は同じであるとする。 HO マンノース(アルドー 加熱による別の単糖の生成 すると、上記の中間体Aを 不安定で酸化されやすいが などが徐々に生成する コ下線部に関して、プシコースの構造式を、 以下の1-5に示した 影にならって記せ。ただし、プシコースのカルボニル基の炭素原子の位 番号はフルクトースと同じである。 グルコース 体A] マンノー 体B] H プシュー 他の 条件下での加熱による (6) H uco H HC-OH H- -OH @c_CHIOH HOC-H HO--- -H H OH H HO OH H OH 図中①~⑥は、グルコース中の素原子の位置番号を表している。 (i) 3次元構造が認識できるように、手前にある結合を太線で表した構造式 手前側に向かう結合をで表した構造式 H-C-OH H-OH H-C-OH HI-OH SCHz OH HH OH 32- 直鎖状分子として、 (8)の構造式に した図投影図 1-5 グルコースの構造を表す方法 またね〜
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