センター試験の問題と解答 ２０１４本試験 Ｈ＝１．０ Ｓ＝３２ Ｃ＝１２ Ｎ＝１４ Ｃｌ＝３５．５ Ｏ＝１６ Ｃｕ＝６４ Ｎｅ＝２０ Ｂａ＝１３７ 第１問．次の問い（問１～問６）に答えよ。 問１． 次のａ．ｂに当てはまるものを、それぞれの解答群の①～⑥のうちから一つずつ選べ。 ａ．１ｇに含まれる分子の数が最も多い物質 ［１］ ① 水 ② 窒素 ③ エタン ③ ネオン ⑤ 酸素 ⑥ 塩素 ｂ．放射性同位体１４Ｃ中の陽子の数と中性子の数の比（陽子の数：中性子の数） ［２］ ① １：１ ② ２：３ ③ ３：２ ④ ３：４ ⑤ ４：３ ⑥ ６：７ 問２． 次の周期表では、第２・第３周期の６種の元素を記号Ａ，Ｄ，Ｅ，Ｇ，Ｊ，Ｌで表してある。これらの 元素からなる物質の分子式または組成式として適当でないものを、下の①～⑥のうちから一つ選べ。 ［３］ 族 １ ２ ３～１２ １３ １４ １５ １６ １７ １８ 周期 ２ Ａ ３ Ｅ ① ＡＬ４ Ｇ ② Ｅ２Ｄ Ｄ Ｊ ③ ＥＬ２ Ｌ ④ ＧＤ ⑤ ＧＬ２ ⑥ Ｊ２Ｄ３ 問３． イオンに関連する記述として下線部に誤りを含むものを、次の①～⑤のうちから一つ選べ。［４］ ① イオンからなる物質の化学式は、組成式で表される。 ② イオン化エネルギーの小さい原子は、陽イオンになりやすい。 ③ イオン結晶である塩化ナトリウムは、固体状態で電気を通じやすい。 ④ イオン結晶では、陽イオンの正電荷と陰イオンの負電荷の総和がゼロになる。 ⑤ ０．１ｍｏｌ／Ｌの硫酸ナトリウム水溶液１Ｌには、０．３ｍｏｌのイオンが存在する。 問４． 質量パーセント濃度が３６．５％の塩酸５０ｇを純水で希釈して、希塩酸５００ｍＬをつくった。 この希塩酸のモル濃度は何ｍｏｌ／Ｌか。［５］ｍｏｌ／Ｌ ① ０．１０ ② ０．２７ ③ ０．５０ ④ １．０ ⑤ １．４ ⑥ ２．７ 問５． 水素とメタンの物質量の比が２：１の混合気体が標準状態で３．０Ｌある。これを完全燃焼させるには、 標準状態の空気は何Ｌ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、空気に含まれる酸素の体積の割合は２０％とする。 ［６］Ｌ ① ２．０ ② ３．０ ③ ４．０ ④ １２ ⑤ １５ ⑥ ２３ 問６． 身のまわりの事柄とそれに関連する化学用語の組み合わせとして適当でないものを、次の①～⑤のうち から一つ選べ。 ［７］ 身のまわりの事柄 化学用語 ① 澄んだだし汁を得るために、布巾やキッチンペーパーを通して、煮出した鰹節を取り除く。 ろ過 ② 茶葉を入れた急須に湯を注いで、お茶を入れる。 蒸留 ③ 車や暖房の燃料となるガソリンや灯油を、原油から得る。 分留 ④ 活性炭が入った浄水器で、水をきれいにする。 吸着 ⑤ アイスクリームをとかさないために用いたドライアイスが小さくなる。 昇華 第２問．次の問い（問１～問６）に答えよ。 問１．メタノール、炭素（黒鉛）および水素の燃焼熱をそれぞれＱ１［ｋＪ／ｍｏｌ］ ，Ｑ２［ｋＪ／ｍｏｌ］ およびＱ３［ｋＪ／ｍｏｌ］とする。このとき、メタノールの生成熱Ｑ［ｋＪ／ｍｏｌ］を求める式とし て最も適当なものを、次の①～⑥のうちから一つ選べ。 ［８］ ① Ｑ＝Ｑ１－Ｑ２－Ｑ３ ② Ｑ＝Ｑ１－２Ｑ２－Ｑ３ ③ Ｑ＝Ｑ１－Ｑ２－２Ｑ３ ④ Ｑ＝－Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３ ⑤ Ｑ＝－Ｑ１＋２Ｑ２＋Ｑ３ ⑥ Ｑ＝－Ｑ１＋Ｑ２＋２Ｑ３ 問２．エタンとプロパンの混合気体１ｍｏｌを完全に燃焼させたところ、２０００ｋＪの発熱があった。 この混合気体のエタンとプロパンの物質量の比（エタンの物質量：プロパンの物質量）として最も適当な ものを、次の①～⑤のうちから一つ選べ。ただし、エタンとプロパンの燃焼熱をそれぞれ １５６０［ｋＪ／ｍｏｌ］および２２２０［ｋＪ／ｍｏｌ］とする。 ［９］ ① １：３ ② １：２ ③ １：１ ④ ２：１ ⑤ ３：１ 問３．図１は、ある酸の０．１ｍｏｌ／Ｌ水溶液２０ｍＬを、ある塩基 の０．１ｍｏｌ／Ｌ水溶液で中和滴定したときの滴定曲線である。 下の問い（ａ，ｂ）に答えよ。 ａ．この酸と塩基の組み合わ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。 ［１０］ ① 酢酸と水酸化ナトリウム ② 酢酸とアンモニア水 ③ 塩酸と水酸化ナトリウム ④ 塩酸とアンモニア水 ｂ．指示薬を用いてこの滴定の中和点を決めたい。その指示薬に関する 記述として最も適当なものを次の①～④のうちから一つ選べ。［１１］ ① メチルオレンジを用いる。 ② フェノールフタレインを用いる。 ③ メチルオレンジとフェノールフタレインのどちらを用いても 決められる。 ④ メチルオレンジとフェノールフタレインのどちらを用いても決められない。 問４．次の化学反応式①～⑤のうち、下線で示した原子が還元されているものを一つ選べ。［１２］ ⑦ ＳｉＯ２ ＋ Ｎａ２ＣＯ３ → Ｎａ２ＳｉＯ３ ＋ ＣＯ２ ⑧ Ａｌ（ＯＨ）３ ＋ ＮａＯＨ → Ｎａ［Ａｌ（ＯＨ）４］ ⑨ ４ＨＮＯ３ → ４ＮＯ２ ＋ ２Ｈ２Ｏ ＋ Ｏ２ ⑩ Ｋ２Ｃｒ２Ｏ７ ＋ ２ＫＯＨ → ２Ｋ２ＣｒＯ４ ＋ Ｈ２Ｏ ⑪ ２ＫＩ ＋ Ｃｌ２ → Ｉ２ ＋ ２ＫＣｌ 問５．ある１種類の物質を溶かした水溶液を、白金電極を用いて電気分解した。電子が０．４ｍｏｌ流れた とき、両極で発生した気体の物質量の総和は０．３ｍｏｌであった。溶かした物質として適当なものを、 次の①～⑤のうちから二つ選べ。 ［１３］ ・［１４］ ① ＮａＯＨ ② ＡｇＮＯ３ ③ ＣｕＳＯ４ ④ Ｈ２ＳＯ４ ⑤ ＫＩ 問７． 図２に示すように、ダニエル電池を０．５０Ａで １９３秒放電させた。銅電極の質量変化に関する記述 として、最も適当なものを、下の①～⑥のうちから一つ 選べ。ただし、ファラデー定数は、 ９．６５×１０４Ｃ／ｍｏｌとする。 ① ０．０６４ｇ減少する。 ② ０．０３２ｇ減少する。 ③ ０．０１６ｇ減少する。 ④ ０．０１６ｇ増加する。 ⑤ ０．０３２ｇ増加する。 ⑥ ０．０６４ｇ増加する。 ２０１４本試験（解答とヒント） 第１問 問１．答 ［１］① ［２］④ ａ．①～⑥のモル質量は、 ① Ｈ２Ｏ（１８ｇ／ｍｏｌ） ② Ｎ２（２８ｇ／ｍｏｌ） ③ Ｃ２Ｈ６（３０ｇ／ｍｏｌ） ④ ⑤ Ｏ２（３２ｇ／ｍｏｌ） ⑥ Ｎｅ（２０ｇ／ｍｏｌ） 分子の数＝ Ｃｌ２（７１ｇ／ｍｏｌ） 質量 １ アボガドロ数＝ アボガドロ数 であるから、 モル質量 モル質量 モル質量の最も小さいＨ２Ｏの分子数が最も多い。 ｂ．陽子の数は６、中性子の数は、１４－６＝８なので、陽子の数：中性子の数＝３：４となる。 問２．答 ［３］③ ＡはＣ（炭素） 、ＤはＯ（酸素） 、ＥはＮａ（ナトリウム） 、ＧはＭｇ（マグネシウム）、 ＪはＡｌ（アルミニウム） 、ＬはＣｌ（塩素）である。 ① ＣＣｌ４ ② Ｎａ２Ｏ ④ ＭｇＯ ⑤ ＭｇＣｌ２ ⑥ Ａｌ２Ｏ３ となり、分子式、組成式と しても適当である。しかし、③はＮａＣｌ２となるので、組成式としては不適当である。 問３．答 ［４］③ ① 正しい。 （イオンからなる物質は、組成式で表す。 ） ② 正しい。 （イオン化エネルギーの小さい原子は、陽イオンになりやすい。 ） ③ 誤り。塩化ナトリウムは固体状態では電気を通さないが、融解したり、水溶液にすると電気を通す。 ④ 正しい。 （陽イオンの正電荷と陰イオンの負電荷の総和はゼロで電気的に中性である。） ⑤ 正しい。 （下の電離式より、１ｍｏｌの粒子が電離して３ｍｏｌの粒子になる。 ） Ｎａ２ＳＯ４ → ２Ｎａ＋ 問４．答 ＋ ＳＯ４２－ ［５］④ 物質量（モル） 溶液の体積（Ｌ） モル濃度＝ 物質量＝ 質量 50 0.365 ＝ モル質量 36.5 50 0.365 36.5 モル濃度＝ 1.0mol / L 0.5 問５．答 ［６］ ⑤ ２Ｈ２ ＋ Ｏ２ → ２Ｈ２Ｏ ２．０Ｌ １．０Ｌ ＣＨ４ ＋ ２Ｏ２ → ＣＯ２ ＋ ２Ｈ２Ｏ １．０Ｌ ２．０Ｌ 「Ｏ２は、３．０Ｌ必要なので、空気はその５倍の１５Ｌとなる。 」 問８． 答 ① ［７］ ② 適当。液体とそれに溶けない物質をろ紙などを用いて分離する操作をろ過という。 ② 不適当。この操作は蒸留ではなく抽出とよばれている。特定の物質を溶かす溶媒を用いて目的の物質を 分離する操作を抽出という。 ③ 適当。２種類以上の物質を含む液体を、沸点の違いを利用して蒸留で各成分に分離する方法を分留という。 ④ 適当。多孔質の活性炭は、特定の物質を吸着する能力があり、水の浄化などに用いられる。 ⑤ 適当。ドライアイスはＣＯ２の固体であり、固体から直接気体（昇華）になるとき、熱を奪うので、冷却材に 使われる。 第２問 問１．答 ［８］ ⑥ メタノールの燃焼熱を表す熱化学方程式 ＣＨ３ＯＨ（液）＋ 3 Ｏ２（気）＝ＣＯ２（気）＋２Ｈ２Ｏ（液）＋Ｑ１［ｋＪ］ ―――（ａ） 2 Ｃ（黒鉛）＋Ｏ２（気）＝ＣＯ２（気）＋Ｑ２［ｋＪ］ Ｈ２（気）＋ ―――（ｂ） 1 Ｏ２（気）＝Ｈ２Ｏ（液）＋Ｑ３［ｋＪ］ ―――（ｃ） 2 －（ａ）式＋（ｂ）式＋（ｃ）式×２より Ｃ（黒鉛）＋２Ｈ２（気）＋ 1 Ｏ２（気）＝ＣＨ３ＯＨ（液）＋Ｑ［ｋＪ］ 2 したがって、Ｑ＝－Ｑ１＋Ｑ２＋２Ｑ３ 問２．答 ［９］ ② 混合気体のエタンＣ２Ｈ６の物質量をｘｍｏｌ，プロパンＣ３Ｈ８の物質量をｙｍｏｌとすると、 混合気体の物質量が１ｍｏｌであるから、ｘ＋ｙ＝１ ―――（ａ） また、混合気体を完全燃焼させると、発熱量が２０００［ｋＪ］であったことから、 １５６０ｘ＋２２２０ｙ＝２０００ ―――（ｂ） 1 3 （ａ）式と（ｂ）式より、ｘ＝ mol 問３．答 ［１０］ ① ［１１］ ｙ＝ 2 mol 3 エタンの物質量：プロパンの物質量＝１：２となる。 ② ａ．１．①～④は、すべて１価の酸と１価の塩基の組み合わせである。中和反応が２０ｍＬで終了していること から、塩基も、０．１ｍｏｌ／Ｌ水溶液であることがわかる。 ２．最初のｐＨの値が約３であることから、酸は弱酸。 ３．中和点が塩基側にあるから、塩基は強塩基で酸は弱酸。 ｂ．中和点が塩基側にあることから、指示薬はフェノールフタレインが適当。メチルオレンジは酸性側に変色域 があるので、不適当である。 問４．答 ［１２］ ③ ① Ｓｉ ＋４→＋４ ②Ａｌ ＋３→＋３ ③Ｎ ＋５→＋４ ④Ｃｒ ＋６→＋６ ⑤Ｉ －１→０ ＊還元されているのは、酸化数が減少している③のＮ＊ 問５．答 ［１３］ ・ ［１４］ ①、④ ① ＮａＯＨ水溶液の電気分解（水の電気分解） 陽極：４ＯＨ－→２Ｈ２Ｏ＋Ｏ２＋４ｅ－ 陰極：２Ｈ２Ｏ＋２ｅ－→Ｈ２＋２ＯＨ－ ＊（陽極と陰極の反応式より）４ｍｏｌの電子が流れると、水素２ｍｏｌと酸素１ｍｏｌが発生する＊ ④ Ｈ２ＳＯ４水溶液の電気分解 陽極：２Ｈ２Ｏ→４Ｈ＋＋Ｏ２＋４ｅ－ 陰極：２Ｈ＋＋２ｅ－→Ｈ２ ＊（陽極と陰極の反応式より）４ｍｏｌの電子が流れると、水素２ｍｏｌと酸素１ｍｏｌが発生する＊ ＜参考＞ ② ＡｇＮＯ３水溶液の電気分解 陽極：２Ｈ２Ｏ→４Ｈ＋＋Ｏ２＋４ｅ－ 陰極：Ａｇ＋＋ｅ－→Ａｇ ＊４ｍｏｌの電子が流れると、酸素１ｍｏｌが発生する＊ ③ ＣｕＳＯ４水溶液の電気分解 陽極：２Ｈ２Ｏ→４Ｈ＋＋Ｏ２＋４ｅ－ 陰極：Ｃｕ２＋＋２ｅ－→Ｃｕ ＊４ｍｏｌの電子が流れると、酸素１ｍｏｌが発生する＊ ⑤ ＫＩ水溶液の電気分解 陽極：２Ｉ－→Ｉ２＋２ｅ－ 陰極：２Ｈ２Ｏ＋２ｅ－→Ｈ２＋２ＯＨ－ 問６．答 ［１５］ ⑤ １．１９３秒間に流れた電気量は、０．５０×１９３［Ｃ］ ２．０．５０×１９３［Ｃ］の電気量は、電子 0.50 193 1.0 10 3 mol 9.65 10 4 ３．ダニエル電池の銅（正極）での反応は、 Ｃｕ２＋ ＋ ２ｅ－ → Ｃｕ ４．析出する銅（Ｃｕ＝６４） モル質量＝６４ｇ／ｍｏｌ 64 1.0 10 3 1 0.0 3 g2 2 ０．０３２ｇ増加する。 の物質量になる。
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