化学
高校生
分母の10^3ってなんですか？問い3です！
322022 年度 化学
東京都立大理系前期
い。 計算過程も示しなさい。 ただし, 末端のアミノ基とカルボキシ基は無
視できるものとする。
3
次の文章を読んで,以下の問いに答えなさい。
海水は塩化ナトリウムを主成分とする水溶液であり, 凝固点降下によって0℃
では凝固しない。 このため, 海水中の水が凍った海氷 (図2)が観測される北極圏
における海洋表面付近の海水の温度は0℃よりも低いことが知られている
一般に,溶媒の凝固点と溶液の凝固点の差を At [K] とすると, 不揮発性の非
電解質の希薄溶液において, At は溶質の種類に関係なく溶液の質量モル濃度
[mol/kg] に比例し、その比例定数はモル凝固点降下と呼ばれる。また,溶質が
電解質の場合には,同じ濃度の非電解質水溶液よりもは大きくなる。
海水の性質を調べるため,塩化ナトリウム35gを1.0kgの純水に溶解し、海
水を模した塩化ナトリウム水溶液を調製した。 これを容器に入れて水溶液を冷却
し、3.7℃の温度で一定に保ったところ氷が析出し,その後,氷と水溶液が共
存する状態で変化が見られなくなった(状態1)。 ここに、純水をさらに0.50kg
加えて水溶液を冷却し、ふたたび -3.7℃の温度で一定に保ったところ氷の量
に変化が見られ,その後, 状態が変化しなくなった (状態2)。 状態2から水溶液
の温度をゆっくり上昇させてゆくと, ある温度において氷がすべて融解した(状
態3)。
ただし,塩化ナトリウムは水溶液中で完全に電離しているものとし、析出した
氷の中に塩化ナトリウムは含まれていないものとする。また,水の気化による水
溶液の濃度変化は無視できるものとする。 水のモル凝固点降下を1.85 K-kg/mol
塩化ナトリウムの式量は58.5 とする。
東京都立大-理系前期
2022年度 化学
氷(海水)
海水
図2
問1 下線部のようになる理由を30字以内で答えなさい。
海洋表面
問2 状態 1について, 塩化ナトリウム水溶液の質量モル濃度を有効数字2桁で
求めなさい。
3状態について,氷として存在している水の質量を有効数字2桁で求めな
さい。 計算過程も示しなさい。
問4 状態2について, 氷として存在している水の質量を有効数字2桁で求めな
中のDNAの
さい。
問5 状態3における水溶液の温度を有効数字2桁で求めなさい。
問6 北極圏において海氷が観測される海域の面積は年々減少傾向にあり, 20
年前と比較して平均で1~2割減少している。 一方で、現在でも海氷が観測
される海域において、海洋表面付近の海水の平均温度は20年前と比較して
どのようになっていると考えられるが、以下の(ア)~(ウ)のうち、正しいものを
1つ選び, 記号で答えなさい。 また、 その理由を60字以内で答えなさい。
ただし、海水は膨大な量が存在するため,その塩濃度は海氷の量や有無に関
わらず一定とみなすものとする。
ている
のように分子内で水素結合をする
素
0
結合はしにくく融点は低くなる。
~C-N
また,ポリアミド繊維におけるアミド結合は, 右図のよ
うに分子間で水素結合をするため強度が大きくなる。
H
1gmJON.8
00.2
[am]008.0-
H
00.81
3 解答
きくなるため。 ( 30字以内)
問1. 電離した全粒子の濃度が,非電解質の場合よ
問2.1.0mol/kg
8:8:1=0
問3. 求める質量を x[g] とすると
35
1.0×103
熱量 1.0=
X
58.5 1.0×103-x
x= 0.401×10°≒4.0×102〔g ...... (答)
∴x=
問4.9.0×102g
問 5. - 1.5℃
問 6. 記号: (ア)
理由: 海水の塩濃度と海洋表面付近の海水温に変化がなければ、海
少しないはずだが、実際には海氷は減少しているから。 (60字以内
<解説>
<電解質水溶液の質量モル濃度と凝固点, 海氷の減少と海水温変
問1.電解質水溶液では, 電離したイオンも含め水溶液中の全粒
凝固点降下や沸点上昇に関係する。
問2. 塩化ナトリウム水溶液の質量モル濃度をm [mol/kg] とする
粒子の質量モル濃度は?となるので
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