1. ∼ 5.の各聞に答えなさい。 −必要に応じて，以下の値を使って計算しなさい。原子量： H=l , Li=7, C=12, N=l4, 0=16, Na=23, Mgニ 2 4 , Al=2 7 , Cl=3 5 . 5 , K=3 9 , Ca=4 0 , Zn=6 5 , Ag=1 0 8 , I=1 2 7 , Ba=1 3 7 気体定数： R =8 . 3 1×1 0 3Pa・ L/(mol・K) 7 3K 0℃＝ 2 l o g 1 02=0 . 3 0 ,l o g 1 03=0 . 4 8 ,l o g 1 05=0 . 7 0 −計算結果は，四捨五入して指定された桁まで求めなさい 0 ．気体は全て理想気体とする。 −構造式は下記の例にならって記入しなさい。 c : /COOCH3 H 一，，今 I H2C Jγ γ j i J HciCOOC、−−−.. ℃H ｜｜ , , C CH 0 、「／℃ ＼＼戸r T H COOH -3- ~ u 1. 次の文章を読み，聞に答えなさい。 4種の化合物 A ∼ Dがある。これらは全て白色固体であり，以下の化合物のいずれかである。＜化合物群＞ 1 塩化カルシウム 0 2 酸化亜鉛 0 3 酸化マグネシウム 0 4 硝酸カリウム 0 5 水酸化ナトリウム 0 6 水酸化バリウム 0 7 水酸化リチウム 0 8 炭酸カルシウム 0 9 炭酸水素ナトリウム 0 0 炭酸リチウム 1 1 ヨウイヒカリウム 1 2 ヨウ化銀 1 3 硫酸アルミニウム 1 4 硫酸ナトリウム 1 5 硫酸バリウム 1 A∼ Dを判別するために次の実験を行った。 A と Bはいずれも水に極めて溶けやすく， A には潮解性があった。A の水溶液に 20%炭酸 1mol/Lの硝 . アンモニウム水溶液を加えたとき，白色沈殿 Eが生じた。一方， A の水溶液に 0 %アンモニア水を過剰に加える 0 酸銀水溶液を加えると白色沈殿 Fが生じ， ① Fの一部をとり 1 1mol/Lの硝酸銀水溶液を加えたところ，黄色沈殿 G . と，沈殿は全て溶けた。Bの水溶液に 0 が生じた。Bの水溶液に浸した白金線を高温の炎で加熱したところ，赤紫色を示した。また， ② Bの硫酸酸性水溶液に過酸化水素水を加えると，褐色の溶液になった。これらの結果より，卜G はであるととがわかった。このとき， Eは IC5)C6） A は Ic1)C2）卜Bは IC3)C4)I である。 )I s C ) 1 c I Cは水にやや溶けにくかった。 Cの水溶液を 2本の試験管に入れ，一方の試験管にフェノールフタレイン溶液を加えたところ，濃いピンク色を示した。もう一方の試験管に希塩酸を加えると ③室些が発生した。Cの水溶液に浸した白金線を高温の炎で加熱したところ，濃赤色を示した。， Dは水にほとんど溶けず，塩酸や水酸化ナトリウム水溶液にも溶けなかった。Dに含まれ一方 IDは Icu)02)I . ) 0 1 )( る元素の炎色反応の色は黄緑色だった。これらの結果より， Cは I(9 であることがわかった。にあてはまる化合物老上記の化合物群から選び，番号を 2桁で 2)I ∼ IOD0 問 l IC1)C2)I マークしなさい。問 2 下線部①の現象を表す反応式を，解答用紙に書きなさい。 -4- 問 3 下線部②の反応では過酸化水素は I T i l l J剤として作用しており， 1 . 0molの化合物 B に対 i lmolの過酸化水素が反応する。巨司， l l i i l lにあてはまる語または数字を下記から選び，それぞれ該当する番号をマーして巨クしなさい。 1 還元 2 酸化 3 中和 6 1 . 0 7 1 . 5 8 2 . 0 4 0 . 1 5 0. 5 間 4 下線部③の気体は次のうちどれか。該当する番号を巨司にマークしなさい。 1 C02 2 H2 3 Nz 4 N02 5 02 6 S02 問 5 化合物 A に含まれる陽イオンの電子配置を下記から選び，該当する番号を E司にマークしなさい。 2 ⑥ ※この図では，電子殻を同心円で示しである ⑥ 4 3 ．原子核・電子 5 問 6 化合物 Bと同族の金属元素を含むものを下記から選び，該当する番号を Eヨにマークしなさい。 1 化合物 A 2 化合物 C 3 化合物 D 4 沈殿 E 5 沈殿 F 問7 3 . 0 0gの A を水 1 0 0gに溶かしたとき， 1 . 0 1×1 0 5Paにおける水溶液の凝固点〔℃〕を求めなさい。計算結果は，小数点以下 2桁として解答用紙に書きなさい。ただし，水のモル凝固点降下は 1 . 8 5K • kg/mol, A は水溶液中で完全に電離しているものとする。 - 5- 2. 次の文章を読み，聞に答えなさい。尿素 NH2CONH2は，工業的に高温，高圧でアンモニアと｜ア｜を反応させて得られる。 , 2では，尿素の燃焼熱と溶解に伴う温度の変化を測定するために，図の熱量計を使って実験 1 実験した。ここで，実験で発生した熱は水温の上昇だけに使われ，水の蒸発，溶液のかく祥およびそれらに伴う熱の変化は無視できるものとする。また，水および尿素水溶液の比熱はいずれも 4 . 2J/(g・K），尿素（固体）の溶解熱は 1 5 . 4kJ/molとする。酸素導入管かきまぜ棒温度計薬品投入口点火器保温容器A 水燃焼皿＜実験 1 > 外部との熱の出入りがない保温容器 A を 2 5 . 0℃の水 1 . 0kgで満たし，反応容器 Bの中の燃焼皿に尿素 3 . 0gを入れた。酸素導入管から酸素を入れて容器を密封してから，尿素を完全燃焼さ 2 . 5 ° Cになった。この結果より尿素（固体）の燃焼熱を求めたところ，次せたとき，水の温度は 3 の熱化学方程式が得られた。気）ニ C02( 気） +2H20（液） +N2頃）＋｜似1 9）側 NH2CONH2（固） + fod l k J ＜実験 2> 実験 lで、使った保温容器 Aに新たに 2 5 . 0℃の水 1 . 0kgを満たし，薬品投入口より 2 5 . 0。 Cの尿素4 0 . 0gを加えてかきまぜ棒でかく持した。尿素が全て溶解して均一な溶液になったとき，溶液の温度は Ic21)c22).c2s) I ℃であった。 -6- G にhw民／、右図に示した断面積一定の U字管の中央を水のみが透過す棟一帥＜実験 3 > 。塩化ナトリウム水溶液る半透膜で仕切り，左側の管に 1 5 . 0gの尿素を溶解した水溶液 2 5 0mL，右側の管に I c 2 4 ) .c 2 5 )I gの塩化ナトリウムを溶解 5 0mLを入れた。 2 7. 0 ℃でしばらく放置すると，した水溶液 7 最終的に U 字管の両側の液面が同じ高さになった。このときの浸透圧は Ic26).c21)c2s) I ×1 o @ i l lPaと求められる。半透膜問l ｜問2 ア｜に入る化合物の化学式を解答用紙に書きなさい。 E司 ∼ l l i i l l~こ入る適切な数値をマ←クしなさい。問 3 実験 lで得られた尿素（固体）の燃焼熱を用いて尿素（固体）の生成熱〔k J/mol〕を求め，尿素（固体）が生成する反応の熱化学方程式を解答用紙に書きなさい。ただし，炭素（黒鉛）と水素（気体）の燃焼熱を，それぞれ 3 9 4k J / m o l ,2 8 6kJ/molとする。問4 ~～巨到に入る適切な数値をマークしなさい。ただし， E司に入る数値は O ではない。また，尿素は非電解質であり，塩化ナトリウムは完全に電離する。溶液と水の混合による体積，温度の変化はないものとする。 7 3. 次の文章を読み，聞に答えなさい。気体 Aについて，次のような 2段階の反応がある。 l分子の気体 Aから 2分子の気体 Bが生成する段階を反応（ 1) '1分子の気体 Bから l分子の気体 Cが生成する段階を反応（ 2）とし， 1 ,k zとする。また，反応は体積一定の容器内で行い，反応 (1), (2）の速度定数をそれぞれ k 圧力変化による反応速度への影響はないものとする。 k 1 A 一ーテ 2B • • • k z B 一--0-- c ・・・ (1) 〔2〕気体 A ,B , Cのモル濃度をそれぞれ［ A ] ,[ B J , [CJで表す。反応 (1）の反応速度は［ A] に比例し，反応（ 2）の反応速度は［ B Jに比例する。このとき反応 (1）における［ A］の減 I I I I C 3 4 )C 3 5）卜［ CJの増加速度は I C 3 6 )C 3 7 )I と表される。 3 o )C 3 1）卜［ BJの増加速度は C 3 2 )C 3 3 ) ，反応（ 2 ）における［ B Jの減少速度は少速度は C ①温度一定の条件で［ A］を1 . 0 0mol/Lとして反応を開始したところ，［ A］は時間とともに下 0分において［山［国 mol/Lであり，容器内の圧力は表のように変化した。反応開始後 6 i l l倍であった。また， 60分における［ A］と， 3 0分から 1 0 0分の［ A］の減少反応開始時の @ 速度の平均値から k 1を求めると，巨司× 1 0 2Im加になった。 [A］と時間との関係。時間（min) [A] ( m o l ! L ) 3 0 1 0 0 1 . 0 0 0 . 5 0 0 0 . 1 0 0 上記の 2段階反応について，触媒を用いてねをんより十分に大きくすると，［ CJの増加速度は反応 (1）における［ B Jの増加速度とほぼ等しくなる。このとき，反応 (1）を律速段階と呼び， [ CJの増加速度は巨司と近似できる。 -8- I C 3 o )C3DI ∼I C 3 6 )C 3 7 )I に入る適切な式を下記から選び，番号を 2桁でマークしなさ問l い。ただし，同じ式を複数回使用できるものとする。 1[ A] 0 1 k 0 2 2 k 1[ A] 0 3 k 1[ A] 2 0 4 k 1[ B] 0 5 2 k 1[ B] 0 6 k 1[ BJ 2 0 7 k 2[ B] 0 8 2 k 2[ B] 0 9 k 2[ B] 2 1 0 k2 [ cJ 1 1 2 k 2[ cJ 1 2 k 2[ cJ 2 問 2 巴司∼巨到に入る適切な数値を下記から選び，番号をマークしなさい。問3 0 . 13 2 0 . 2 5 3 0 . 3 3 4 1 . 1 4 6 2 . 2 8 7 4 . 5 6 8 5 . 7 1 9 8 . 0 0 5 1 . 7 5 l l i i l l~こ入る適切な式を下記から選び，番号をマークしなさい。 k1[A] k 1[A] 2 2 3 k1[A]2 1[ B] 4 k k 1[ B] 5 2 1[ B]2 6 k 問 4 下線部①の反応附いて，［ B］と時間との関係は [ i l l 2 ] ,[ cJと時間との関係は巨司である。 m i l l，巨卦こ入る適切な図を l∼ 6から選び，番号をマークしなさい。 2 2 . 0 3 2 . 0 2 . 0 1 . 0 1 . 0 . . . : i 、、 0 e f 出 1 . 0 製 0 3 0 6 0 9 0 1 2 0 1 5 0 時間（ m in) 0 3 0 6 0 9 0 1 2 0 1 5 0 時間（ m in) 0 3 0 6 0 9 0 1 2 0 1 5 0 時間（m in) 5 4 6 2 . 0 e 、 . . o . 、 : i 並紫区1 . 0l ／ ] / I 。 2 0 1 5 0 3 0 6 0 9 0 1 時間（ m in) l 1 . 0- 1 . 0 t i 。 ’ 2 0 1 5 0 3 0 6 0 9 0 1 時間（ m in) -9- 。 0 9 2 0 1 5 0 3 0 6 0 1 時間（ m in) 4. 次の文章を読み，聞に答えなさい。構造式は 3ページの例にならって書き，解答は全て解答用紙に書きなさい。化合物 A ∼ Gは全てジカルボン酸であり，構成元素は H ,C , 0のみである。各化合物の分子量を右の表に示す。 Aは合成高分子の原料である。 A と｜合重合することにより，合成高分子｜アイ｜の混合物を加熱して縮｜が得られる。化合物分子量 A 1 4 6 B 1 6 6 c 1 1 6 D 1 3 4 Bは芳香族化合物であり，加熱すると分子内で脱水して酸無水物が生成 E 1 1 8 する。この酸無水物にフェノールを加えると，化合物 Xが得られる。こ F 1 4 2 の反応のしくみは，無水酢酸とフェノールから酢酸フェニルが生成する G 9 0 反応と同じである。また Bをメタノールに溶かし少量の濃硫酸を加えて熱すると，可塑剤として知られる分子量 1 9 4の化合物 Yが得られる。 Cを加熱すると分子内で脱水して酸無水物 Zが生成する。Cに水を付加すると Dが生成する。一方，① Cに白金を触媒として十分な量の水素を反応させると Eが生成する。 Fは 1 ,3ーブタジエンの両端の炭素に結合している水素がカルボキシ基に置き換わった化合物であり，②立体異性体が存在する。③ Fに白金を触媒として十分な量の水素を反応させると化合物｜ウ｜が生成する。 Gは還元性老示し，④過マンガン酸カリウムとの間で酸化還元反応が起きる。間l ｜問2 ア｜および｜イ l に入る適切な名称を書きなさい。 x .yおよび Zの構造式を書きなさい。問 3 Dの構造式を書きなさい。不斉炭素原子がある場合は，その原子を全て Oで囲みなさい。問 4 下線部②について，全ての立体異性体の構造式を書きなさい。問5 ｜ウ｜は A∼ Gのいずれかである。解答欄に A∼ Gの記号を書きなさい。 - 1 0- 0gのFを全て｜ . 間 6 下線部③で 1 ウ 0g . ｜にするのに必要な水素の物質量は，下線部①で 1 の Cを全て Eにするのに必要な水素の何倍か。有効数字 2桁で求めなさい。問 7 下線部④を確認するために以下の実験を行った。 0mLの水に溶かした。そのうち 0 gとり， 1 4 . 6）を 1 2 化合物 Gの二水和物（式量 1 0mLをとり，少量の希硫酸を加えて酸性にした。そこに過マンガン酸カリウム . 5 5mLを加えたところで過マンガン酸カリウム水溶液の水溶液を滴下したところ， 1 赤紫色が消えなくなった。〕を有効数字 2桁で求めなさい。過マンガン酸カリウム水溶液のモル濃度〔mol/L 1- 1 、llJ 〆 ll l ι π、 YEEA rl −−、、llJ 5.次のの文章を読み，聞に答えなさい。 YEEA 、llJ r 、 s 4 8 化合物 Aは，グリセリン l分子に不飽和脂肪酸 2分子がエステル結合し，グリセリンの残りのヒドロキシ基に l分子の H ガラクトースがグリコシド結合した構造をもっ。Aのグリセリンに由来する部分には不斉炭素があり，一般式では i l l i l lと表すことができる。9.6gのAを加水分解するために必要な 1 . 0mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液は 2 4 . 8mLであり，加水分解反応の終了後には 1種類の不飽和脂肪酸が得られた。一方， 9 . 6gの Aの炭素一炭素二重結合全てにヨウ素を付加させたところ， 1 9 . 0gのヨウ素を必要とした。このことから， Aの分子量は I C 4 5 )C 4 6 )C 4 7 )I である。また， Aの 1分子中には巴司個の炭素一炭素二重結合が含まれ，構成する脂肪酸は C~H~COOH である。問 l Aを表す一般式を l∼ 6から選び，番号を i l l i l lr e :マークしなさい。 (R＝炭化水素基） − 一印 20H RR OO OHCOHC ｜】？ THーO-C-R −− ρv パI H −− H O‘ H U 寸O O 日円一回一 CLnHOMTH 卜O Hlv H 1 0 , oーとH2 HO l/H ¥ I I ¥ .OH H/I H lj....____JH 、 H OH 3 RR OHCOHC 00 −ヲ“ HフH H elle c − 今，＆今ノ﹄ RR OHCOMe oo HHH CIlle c −− ρvAIH − lo H O‘ HJ o− − 同一回一 CLAHouTH レA1O Ha H 問2 2 CH 勺ー O-C-R 2 4 HHH 2 CIlle c RR OHCOHe − − 00 − 一 2 HHH 2 ellCIte 0 5 l l i i l lm i l lに入る適切な数値をマークしなさい。 ∼ 1 2 0 IH2-C-O-R -CH - I ' I T CH2-C-O-R 6 〔 H〕アミノ酸は， lつの分子中にアミノ基とカルボキシ基を持つ化合物である。水溶液中では 2）で表すように pHに応じてアミノ酸の電離平衡が成り立ち，中性アミノ酸では式 (1), ( A ,B , Cの濃度が変化する。 Bは｜｜｜イオンであり，塩酸を加えると H＋を受け取ってア｜イオン（ A）の状態になる。一方，水酸化ナトリウム水溶液を加えると， Bは H＋をイ放出して｜ウ｜イオン（ C）の状態になる。 I I A I B I K, 一一一一0 > 唾一一一一一 K2 一一一一一争唖一一一一一ー I I +H+ ・・・式 (1) Ic I +H+ ・・・式（ 2) B A ,B , Cの電荷の総和が Oになる pHを等電点とよび，アミノ酸の種類によって異なる。，とき，このアミノ酸の等電点は I C 5 3 ) .C 5 4 )I である。 . 0×1 0-2mol/L, K2を 5 . 0×1 0 9mol/Lとするある中性アミノ酸水溶液の電離平衡定数 K を 2 エタンパク質は多数のアミノ酸が｜｜結合で連なった高分子化合物であり，卵白や血清に多く含まれる単純タンパク質の一つに｜｜オ｜などのタンパク質が｜カオ｜がある。卵を 6 0℃以上に加熱すると｜し，卵白は凝固する。また，卵白を純水に混ぜると，タンパク質は水分子によって水和されて均一に分散し，｜キ｜として存在する。この水溶液に塩化ナトリウムのような電解質を多量に加えると沈殿が生じる。この現象を｜ク｜という。問3 ｜ア｜ ∼｜ク｜に入る最も適切な語を，解答用紙に書きなさい。間 4 αーアミノ酸の電離平衡において， Aに相当する構造式を， R 右の解答例にならって解答用紙に書きなさい。ただし，側鎖は Rとして表記しなさい。一 ∞σ 町 − 1-!:._CH2 CH3 解答例，問 5 式 (1), (2）の各成分のモル濃度を［ A], [BJ, [CJ, [H＋］とするとき， K とK2を [ A] ,[ B] ,[ C] , [Hつを用いて表し，解答用紙に書きなさい。問6 E司， m mに入る適切な数値をマークしなさい。 - 1 3-