問題PDF版

問題訂正〔理科（物理，化学）〕
問題冊子について次のとおり訂正があります。
(
1
）理科（物理）
問題冊子 2ページ問題 I 問 5 1行目
（
誤
）
「物体 Bと物体 Cが一体」
（
正
）
「物体 Bと物体 Cが速度 UB
Cでー
(
2）理科（化学）
問題冊子 11ページ問題 E 問 3 4∼ 5行目
（
誤
）
「Bの分子量を有効数字立桁で求めよ。」
（
正
）
「Bの分子量を有効数字 2桁で求めよ。」
化
品以．
千
問題 I∼ Eについて解答せよ。字数を指定している設問の解答では，数字，アル
ファベット，句読点，括弧，記号も，すべて 1字として記入せよ。なお，計算に必要
ならば，次の数値を用いよ。
.0
0
, C=1
2
.0
, N =1
4.
0
, 0 =1
6
.0
, S=3
2.0
, Cl=3
5.5
,
原子量： H =1
9
.0
, V =5
1
.0
, I=1
2
7
K =3
気体定数：R= 8
.3× 1
03
・
L Pa/(K・
m
o
l
)
ファラデ一定数：F= 9
.6
5× 1
04C/mol
0℃ ＝ 273K
有機化合物の構造式は次の記入例にならって示せ。
H
~
0
｜｜｜
/
c.....ノC
CH2
( Iヤ，
，
.
，"
c内刈同 Cl
、／
.
l
.
ー
ノに~
C
l
.
.
.
.
-
~
H
-8-
0M4(139-38)
I
次の文章を読み，問 l∼問 7に答えよ。
共有結合している原子間で，原子が結合に関わる電子を引き寄せる度合いを表し
たものを，電気陰性度という。アメリカのマリケンは，電気陰性度を以下の式で定
義した。
電気陰性度＝
仁己＋仁己
2
仁己は，原子から電子 l個を取り去って，
1価の陽イオンにするために必
要一同一である。一方，仁己は，原子山の電子を受けナ取つて，
l価の陰イオン l
こ
族の元素の仁己が最も大きい。また，仁己が小さな原子ほど仁己
になりやすく，仁己が大きな原子ほ
ε仁己になりやすい。さらに，
仁己族の元素を除くと，一般に電気陰性度は周期表の仁己にある元
素ほど大きい。
2原子問の共有結合において，電子が偏って存在することを結合の極性という。
N2やしは，結合に極性がない無極性分子である。このような無極性分子にも，弱
い分子問力が働色分子結晶を形成する。この弱い分子間力を仁己という。
また，電気陰性度は，分子の酸性度や，物質の酸化還元反応にも大きな影響を与
える。酸化還元反応を利用したものの 1つに，電気分解がある。
問 1 仁己∼仁己にあてはまる適切な語句を記せ。
問 2 亡三コにあてはまる適切な数字を記せ。
問 3 仁己 ∼ 仁己に前はまる適切な語句似の ① ∼ ⑩i
J
>G 1つ選
び，番号で答えよ。
①左上
②左下
③中央
④右上
⑥気体
⑦液体
⑧国体
⑨陽イオン⑩陰イオン
9-
⑤右下
＞
くM4(139 3
9
)
問 4 下線部（
a
）
に関して，同じ 3原子分子でも， C02は無極性分子であり， H20
は極性分子である。その理由を 7
0字以内で述べよ。
問 5 下線部（
b）
に関して，次のオキソ酸を酸性が強い順に並べよ。
H3PQ4
H2
S04
HCJ04
問 6 下線部（
C）
に関して，以下の（
i
）
∼(
i
v
）
の操作を行ったときに起こる酸化還元反応
を化学反応式で表せ。また，各反応における酸化剤を，例にならって反応式中
に下線を引いて示せ。
例
2Al+Fe2
03一
一
一
−
− Alz03+ 2Fe
(
i
) 次亜塩素酸ナトリウム水溶液と塩酸を混合した。
(
i
i
) 氷水に水素化ナトリウムを加えた。
(
i
i
i
) 1mol/L硫酸にシュウ酸と過酸化水素水を加えた
O
(
i
v
) 銅に希硝酸を加えた。
d）
に関して，ヨウ化カリウム水溶液に 2本の白金電極を入れて， 1
2
間 7 下線部（
分5
2秒間， 1
.0
0A の電流を電極聞に流して電気分解を行ったところ，陰極か
ら気体が発生した。この実験に関して，次の間に答えよ。
(
i
) 陰極，陽極で起こっている反応を，それぞれ電子（e
←）を含むイオン反応
式で表せ。
(
i) 陰極から発生した気体の標準状態（ 0°
C,1
.
0
1× 1
05P
a）における体積は
何 Lか，有効数字 2桁で求めよ。ただし，発生した気体は水に溶けないも
のとする。
- 1
0-
<)M4(139 4
0
)
I
l
次の文章を読み，問 l∼問 6に答えよ。
アルカンは，一般式 C
,
,
H2
,
,
+
2の分子式で表される飽和炭化水素である。炭素原
子の数 nが 4以上のアルカンには構造異性体が存在する。例えば，ブタンには 2
(
a)
種類の構造異性体が存在する。飽和炭化水素には，シクロヘキサンのように環状構
(
b)
造を含む化合物もある。アルカンや，不飽和炭化水素のアルケン，アルキンは，燃
ー
(
CJ
焼すると多量の熱を発生する。
一番小さいアルカンであるメタンは，室温，常圧では気体であり，水への溶解度
(
d)
出止と。メタン分子は，
子が位置し，
仁己構造をしており，
仁己の中心に炭素原
仁己の各頂点に水素原子が位置する立体構造をとる。
アルカン分子から水素 l原子がとれた形の基をアルキル基という。アルキル基は
水和川王特徴を持つ。こ似うな水和しにくい原子団を一般に仁己基と
いう。仁己基比，油1
旨をけんイ七してできるセツケ
之も含まれ
る。
)
(
e)
問 l 仁己，亡己にあてはまる適切な語句を記せ。
剖に関して，ブタンの異性体の構造を，沸点が高い順に構造式で示
問 2 下線部（
せ
。
問 3 下線部（
b）
のシクロヘキサンの凝固点は 6
.
5
0℃である。シクロヘキサン 2
0
0g
に分子量が 1
2
8の不揮発性非電解質 A を 2
.
5
6g溶かした溶液の凝固点は，
4
.
5
0℃であった。一方， 4.
0
0gの不揮発性非電解質 Bをシクロヘキサン 5
0
0g
に溶かした溶液の凝固点は， 5
.
6
0℃となった。 Bの分子量を有効数字 3桁で
求めよ。ただし，溶液はすべて希薄溶液とみなせるものとする。
問 4 下線部（
C）
に関して，次の間に答えよ。ただし，生成熱，燃焼熱はすべて
2
5°
C
,1
.0× 1
05P
aにおける値とする。また，水が生じる場合，生じた水は
すべて液体とする。計算には表 lの値を用いよ。
(
i
) アセチレンの生成熱を表す熱化学方程式を記せ。ただし，式中の熱量は，
有効数字 3桁で記せ。
-11-
0M4(139
-41
)
(
i
i
) 2
5°
C
,1
.0× 1
0
5P
aで，アセチレン 2
.4Lと酸素 8
.
0Lを混合し，完全燃
焼させた。燃焼後の気体の 2
5°
C
,1
.0× 1
0
5P
aにおける総体積を，有効数
字 2桁で求めよ。ただし，生じた水の体積および蒸気圧は無視できるものと
する。また，すべての気体は理想気体としてふるまい，水に溶けないものと
して計算せよ。
表l
水（液体）の生成熱
2
8
6kJ/mol
炭素（黒鉛）の燃焼熱
3
9
4kJ/mol
アセチレン（気体）の燃焼熱
1
3
0
1kJ/mol
）に関して，メタンおよび、酸素の水への溶解がへンリーの法則に従う
問 5 下線部（d
として，次の問に答えよ。ただし， 2
7℃ で 1
.0
0× 1
0
5P
aの酸素は，水 1
.0L
に1
.2× 1
03mol溶ける。また，すべての気体は理想気体としてふるまい，
水の蒸気圧は無視で、きるものとして計算せよ。
(
i
) メタンと酸素，および水を注射器に封入し， 2
7°
C
,1
.0
0× 1
0
5P
aで静置
.0Lあたり酸素が 3
.
2× 1
0 2g溶けていた。このと
したところ，この水 1
き，この水に接したメタンと酸素の混合気体を C とする。混合気体 C 中の
酸素の分圧を有効数字 2桁で求めよ。
(
i
i
) 2
7°
C, 1
.0
0× 1
0
5P
aで，（ i
）の混合気体 C を 0
.
5
0L取り出し，別の密閉
容器に封じた。その密閉容器内でメタンを完全燃焼させた。このとき生じた
水の質量を有効数字 2桁で求めよ。
(
i
i
）水に対する気体の溶解度は，高温ほど小さくなる。その理由を 4
5字以内
で述べよ。
）
に関して，セッケンは，硬水中で泡立ちが悪くなり，洗浄力が低下
問 6 下線部（e
する。その理由を 4
0字以内で述べよ。
- 1
2-
＞
くM4(139 42)
問題差し替え〔理科（化学〉〕
I
I
I
次の文章を読み，問 I
∼問 7に答えよ。
フェノールは，ベンゼン環にヒドロキシ基が直接結合した化合物である。フェノ
ールを工業的に合成する方法の 1つにクメン法がある。この方法では，ベンゼンをプ
ロペンに付加して得られたクメンを，酸化，分解することで，フェノールが化合物
Aとともに得られる。
フェノールをナトリウムと反応させると，化合物 Bが生じる。化合物Bに高温高圧
のもとで二酸化炭素を反応させたのち，希硫酸を作用させると，化合物 Cが得られ
る。また，フェノールのヒドロキシ基の仁己位の水素原子をメチル基に置き換
えた化合物Dを，過マンガン酸カリウムで酸化することでも化合物Cが得られる。
フエノールは，ベンゼン環の亡己位と仁己位で置換反応が起こりやす
フェノールに濃硝酸と濃硫酸の混合物を加えて加熱すると，分子量229の化
い。（a）
合物Eが得られる。
フェノールはアルコールと共通した性質を示す。フェノールを無水酢酸と反応さ
せると，化合物Fが生じる。また，（b）フェノールは酸としての性質も示す。一方で，
化合物Dの構造異性体である芳香族化合物Gは，ナトリウムと反応して水素を発生す
るが，酸としての性質は示さない。
i
ι
ιはタンパク質を構成するアミノ酸の 1つであり，フェノールの
）三
(
c
仁己位の水素原子が置換された構造をもっ。ゅベンゼン環を含むタンパク質は，
キサントプロテイン反応により呈色する。
酸性条件では，フェノールはホルムアルデヒドと反応して，フェノール樹脂の原
料であるノポラックを与える。フェノール樹脂のほかにも，ベンゼン環をもっ合成
高分子として，テレフタル酸とエチレングリコールから得られる化合物Hなどがあ
る
。
問 l 仁己，
仁 ζ ］にあてはまる最も適切なものを，それぞれ次の①∼③から
1
つ選び，番号で答えよ。
①オルト（
o
）
・
②
③パラ (
p
)
メタ（
m
)
問 2 化合物Aの検出方法として最も適切なものを，次の①∼⑤から 1
つ選び，番号
で答えよ。
①
ヨードホルム反応
②
④
テルミット反応
⑤ ニンヒドリン反応
③ 銀鏡反応
ビウレット反応
寸
寸li
n
−−
illt
n
u
バ
↑
﹁
構造式は，以下の例にならって示せ。
l
c
,F
, G, Hの化合物名および構造式をそれぞれ記せ。高分子の
問 3 化合物 C, D
問 4 下線部（a）の反応に関して，以下の問に答えよ。
(
i
) 化学反応式で表せ。ただし有機化合物は構造式で示せ。
(
i
i
) Eの化合物名を記せ。
l
闘に並べ，番号で答えよ。
問 5 下線部（b）に関して，以下の4つの酸を酸性が強いl
①
フェノール
②
ベンゼンスルホン酸
③ 炭酸
④ 酢殴
問 6 下線部（c）に関して，チロシンの構造式を示せ。ただし，チロシンの分子量は
1
8
1である。また，立体異性体は区別しないものとする。
問 7 下線部（d）に関して，キサントプロテイン反応の実験操作と，呈色する原因を
それぞれ簡潔に述べよ。

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