必要があれば、次の数値を使いなさい。 C = 12 H = 1 . 0 O = 16 Na = 23 S = 32 Cl = 35 . 5 Ba = 137 2 水のイオン積 K w = 1 . 0 × 10 - 14( mol/L ) log 10 2 . 0 = 0 . 30 log 10 3 . 0 = 0 . 48 [問題1] 次の問1~7の空欄に入る適切な語句、化合物名、元素名または数値を解答欄に記入しなさい。 問1 海水は ① ① であり、 乾固させると塩化ナトリウムを主成分(約 90 %)とする固体の ② となる。この固体からさらに純粋な塩化ナトリウムを得るには、 ③ による精製法が 適している。 問2 フッ化水素 HF は、他のハロゲン化水素に比べ、分子量はもっとも小さいが沸点はもっとも高い。 これは、フッ素原子の ① が大きいために分子間での ② が他のハロゲン化水素に比べ異 常に強く働いているためである。 問3 二酸化炭素 CO 2 分子内には、全部で い電子は ② 個である。また、 ① ③ 個の電子があり、そのうち共有結合に関与していな 対の非共有電子対がある。 問4 濃度未知の酢酸水溶液 20mL を中和するのに 0.08mol/L 水酸化ナトリウム水溶液 10mL を要した。 酢酸水溶液の水素イオン濃度[ H +]は mol/L であり、pH は ① ② である。ただし、酢 酸の電離定数 K a = 2 . 5 × 10 - 5 mol/L とする。 問5 結合する 4 個の原子や原子団がすべて異なる炭素原子を 臭素 Br 2 を付加反応させると 問6 室温で固体の油脂を 価の値は ③ ① ② 個の ① 、液体の油脂を ① という。2 - ブテン C 4 H 8 に が分子内にできる。 ② という。一般に、 ② のほうがヨウ素 。 問7 タンパク質の二次構造のうち、1 本のポリペプチド鎖の分子内で、ペプチド結合同士が することにより安定に保たれているらせん構造を ② という。 ① [問題2] 次の文章を読んで、以下の問に答えなさい。 一定の圧力のもとで固体を加熱していくと、ある温度で融けて液体になる。このような現象を といい、これが起こる温度を なければならない熱量のことを ② と呼ぶ。また、 ③ ② で、固体が完全に という。純物質では、 ① ① ① するまでに加え が始まってから固体が完全に液体 になるまでの間は、温度が一定に保たれる。 これとは逆に、液体を冷却していくと、ある温度で固体になる。この現象を凝固といい、これが起こる 温度を凝固点と呼ぶ。純物質の凝固点は ② と等しく、液体が凝固するときには、 ③ と等しい 量の熱が放出される。 一般に、 私たちの周囲で起こっている化学反応では正反応と逆反応が同時に起きている。これを ④ 反応と呼ぶが、 ④ 反応においては、一定の条件下で反応が進むと、系内の各物質が一定の 割合で混合しているa平衡状態に達する。物質が気体から液体に、液体から固体に変化するときにも下記 (1)式のように平衡状態が存在する。 純物質(固体) + ③ 純物質(液体)………( 1 ) 食塩水を冷却していくと、水だけが凍り始め、残っている液体部分の食塩濃度が増加していく。すなわ ち、溶液を冷やしていくと、まず溶媒だけが凝固し始める。この溶媒だけが凝固し始める温度を溶液の凝 固点という。 一般に、溶液の凝固点は純粋な溶媒の凝固点より低い温度になる。このことを凝固点降下という。 問1 上記文中の空欄 ① ~ ④ に当てはまる適切な語句を漢字で答えなさい。 問2 下線部aの反応が平衡状態にあるというのは、どのような状態のことなのか、50 字以内で説明し なさい。 問3 200 g の水に塩化バリウム 0 . 01 mol を溶かした溶液と、200 g の水に硫酸ナトリウム 0 . 01 mol を溶 かした溶液を混合した。このときに起こる反応の化学反応式を書きなさい。 問4 反応に使用した、塩化バリウム溶液の凝固点と、問 3 で得られた反応溶液の凝固点をそれぞれ求 めなさい。ただし、水の凝固点は 0 ℃、モル凝固点降下( K・kg/mol) は 1 . 86 で、電解質は完全に 電離するものとする。 問5 (1) 問 3 の塩化バリウムと硫酸ナトリウムの反応溶液を冷却したところ、問 4 で求めた凝固点 以下の温度になっても氷が生成してこなかった。このように凝固点以下の温度になっても固 体が析出しない現象を何と呼ぶか、解答欄に漢字で答えなさい。 (2) 溶液をさらに冷却していくと、氷が生成してきた。氷が生成すると、溶媒である水の量が 減少するので、溶液部分の濃度が上昇し、凝固点がさらに降下することになる。- 0 . 46 ℃ま で冷却したときに生成した氷の量を x グラムとして方程式を作り、氷の量を求めなさい。 答は整数で示しなさい。 [問題3] 次の文章を読んで、以下の問に答えなさい。 水素、炭素、酸素よりなる化合物 A の構造を決定するために、以下の実験を行った。 実験1. 化合物 A をエタノールに溶かし、臭素水を加えたところ臭素水の赤褐色が消失した。また、 0 . 224 g の化合物 A をエタノールに溶かし、白金触媒存在下、水素と反応させたところ、反応 (1) の完結に標準状態( 0 ℃、1 . 013 × 105 Pa )で 71 . 68 mL の水素が必要であった。化合物 A のエー テル溶液にごく少量の金属ナトリウムを加えてみたが、変化は起きなかった。 実験2. A をリン酸触媒の存在下で水と反応させたところ、いずれも 1 価アルコールの B および C が 生成した。元素分析をしたところ、 (2)B および C ともに炭素が 54 . 5 %、水素が 9 . 1 %含まれるこ とがわかった。また、B、C の(3)各々のエーテル溶液に金属ナトリウムを加えたところ、両者と も気体が発生した。さらに、B、C それぞれにヨウ素と水酸化ナトリウム溶液を加えて温めたとこ ろ、両者とも黄色の沈殿を生成した。 実験3. B および C を適当な酸化剤で酸化したところ、B は X に、C は Y に変化した。X と Y をそれぞ れ(4)アンモニア性硝酸銀溶液で処理したところ、X について銀が析出したが、Y について変化は なかった。また、C には光学異性体が存在するが、酸化物の Y には光学異性体は存在しないこと がわかった。 問1 下線部(1)の反応の名称を書きなさい。 問2 下線部(2)について、B および C の組成式を書きなさい。 問3 下線部(3)の金属ナトリウムの添加で発生する気体名を分子式で答えなさい。また、確認でき る官能基を答えなさい。 問4 下線部(4)の反応の名称と確認できる官能基を答えなさい。 問5 化合物 B、化合物 Y の分子式を答えなさい。 問6 化合物 A、C、X の構造式を解答欄の例にならって書きなさい。
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