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Read the passage and answer the questions that follow. (1). „Why do batteries matter? Look at all your electronic devices: from laptops to smartphones to Kindles or iPads, even your watch. Those electronics are getting more energy-efficient and require less energy than they used to. But as they do, people get greedy and want their capabilities to increase. The battery, or how much energy you can 05 store in a given volume and weight, is the defining factor in this whole field. Then there are electric cars. If we can make batteries with double the "energy TR2Z density of today's and drive the price below $200 per "kilowatt-hour (versus $300 to $800 today, depending on type and weight), we could have a car with a 300-mile range, even with the air conditioner or heater turned up, that would sell for $25,000 to $30,000. The 10 Department of Energy's goal is to get batteries to $150 per kilowatt-hour by the year 2020. 01 Finally, there are the "utility-scale batteries, which are very important for renewable TR28 energy. Wind and solar power are going to become more common. Wind is already the second-cheapest form of new energy, after shale gas, and it will become the cheapest 15 15 within a decade. Right now "utility companies get about 4 percent of their power from renewable sources other than "hydro- and that 4 percent is roughly all from wind. We may see a day when renewables make up 50, 60, 70 percent of the total supply of energy. Utility companies will need batteries to stabilize the flow of renewable energy into the *grid, and also require a better electrical control system to (3)do the switching. People 20 may have these batteries at their homes instead of generators. All of this would create a huge market. But the effects would be more profound. T There are mountainous places even in the U.S., like western Alaska, that will never be connected to the electric grid. There aren't enough people, and the distances are too great. There are many parts of South Asia like this, too. But they will have solar and 25 wind power - which, in 10 or 15 years, are going to be as cheap as any other form of energy, or cheaper. Once you have "storage systems, you can put a little "solar installation on your roof or "a plot of land, and then you will have your electric supply! It will be like cellphones' "leapfrogging the "land-line era. It will transform the prosperity of the world. 【Notes】 energy density エネルギー密度 (ここでは電池の容量を意味する) kilowatt-hour キロワット時 (1キロワットの機器を1時間使ったときの消費電力量) utility-scale 電力供給に使う規模の hydro utility company t storage 貯蔵 (ここでは電気を蓄えておくことを意味する) grid solar installation a plot of land 一画の土地 land-line 地上 (の電話) 線 by a factor of two (増減の幅が)2倍で (50pts.) leapfrog 〜を一足跳びにする

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化学 高校生

黄色のところの4×2の4はA〜Dの4種類で2がⅰ・ⅱとⅲ・ⅳの2種類ってことですか?

F 419 粘性のあるコロイド溶液となる。 このような 現象をデンプンの糊化といい、このようなデン プンをαデンプンという。 H 4 C aデンプンでは、水と熱のはたらきによって アミロペクチンの枝部分が広がり、βデンプン に存在していた結晶部分が消失しているため、 柔らかくて消化にも良い。HCHOOPY 一方, aデンプンを放置しておくと、内部 の水分子が抜けていくことによってもと 結晶部分が復活し、βデンプンに戻っていく。 この現象をデンプンの老化という。 βデンプン は硬くて消化にも良くない。 アミロペクチン、 結晶部分 アミロース (i) 6 CH₂OH (5) Man ANNEM βデンプン [解答」 12500 2 23 3 25 4 100 419 解説 グルコースの環状構造には, 1位 (図 の①)のC原子に対して, -OH-O- が結合した 構造 (ヘミアセタール構造) を含むので、水溶液中では, この部分で開環して, アルデヒド基(ホルミル基)をも つ鎖状構造に変化し、還元性を示す。 H OH HO C ③3③ -O H i CO H C② OH 糊化 ヘミアセタール 構造 OH α O α アミロース = 6 CH₂OH 1⑥⑤ .COH H 4°C αデンプン H OH HI OH ℃ 1.3 H α-グルコース 鎖状構造 ← 開環 すなわち, グルコースの1位のOHが還元性に関 与していると考えてよい。 還 R 性 アルデヒド基 ( ホルミル基) H C② OH ア:グルコースの還元性を示す1位のOHどうしで 縮合してできた二糖分子は、水溶液中で開環できな いので,還元性を示さない。 ただし,各グルコース にはα型,β型の立体異性体があるので,その組合 せは次の4種類が考えられる。 α ·O· B Ⓡ_0_0 1.1 - グリコシド 結合を示す。 (iii) B α (iv) B O B このうち, (i)と()は裏返すと重なるので同一物で ある。したがって,グルコース2分子からなる非還 元性の二糖分子 A の異性体は3種類である(このう ち, (i) が天然に存在するトレハロースである)。 イ:グルコースの還元性を示す1位のOHが別の グルコースの2位 (②), 3位 (③) 4位 (③). 6位 (⑥) OH と縮合してできた二糖分子は、水溶液中 その一方の環だけが開環できて、還元性を示す。 グリコシド結合の仕方には、次の4種類が考えられる。 0000000 420 00²-²00 D ただし,各グルコースにはα型,β型があるので, A, B,C,Dについて,上記の(i),(i)(i)(iv)のそれ ぞれ4通りの組合せがある。したがって,グルコー ス2分子からなる還元性の二糖分子Aの異性体は, 全部で4×4=16種類ある。 ウ非還元性の二糖の水溶液では、左側のグルコース も右側のグルコースもどちらも開環しない。したが 量って, その水溶液の種類は,アと同じ3種類である。 還元性の二糖の水溶液では、 左側のグルコースは 開環しないので, α型, β型の立体構造は変化しな い。一方, 右側のグルコースにはヘミアセタール構 造が存在し, 開環するので,平衡状態になると, α 型とβ型の混合物となる (右側のグルコースの立体 構造は次第に変化し,やがて同じ平衡混合物となっ てしまう)。したがって, (i) と (Ⅱ), () と (iv)は平衡状 態においては区別できないので、還元性の二糖分子 Aの水溶液の種類は4×2=8種類となる。 以上 ○より, 二糖分子Aの水溶液の種類は、全部で 3 + 8 = 11種類である。 解答 ア : 3: 16 ウ: 11 7-36 ア 36 アミノ酸 420 解説 同 シ基が結合した化 ミノ酸は, R-C R-の部分をアミ は、この側鎖の 水分解で得られる であるグリシンを つので、鏡像異 参考 アミノ 鏡像異 天然のα- はすべて 知られて (a). H₂N C D-7 アミノ酸に -COOH OF 晶中では,一 性イオンとし がら、イオン いが,有機 ノ酸は水 化し、中性 ある。 酸性 R-CH ( アミノ け取って 放出して 各アミ 内で正, そのアミ はほと, てもア ミノ酸 分子中 性アミ

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