解答例・ 出題意図

平成３１年度一般入試 化学（前期）

出題意図と解答例

I

無機化合物の銅の性質及び反応に関する知識を問う問題である。銅の結晶格子に含まれる密度や充填率の関

係についての計算能力の理解度も問うている。また硫酸銅溶液の溶解度に関する数値計算について、実験操作

を複合させて知識を問い、固体の溶解度についての理解度も問うている。

II

塩化ナトリウムを題材とし、イオン結晶の特徴、ヘスの法則、および浸透圧ついての理解度を問う内容であり、

具体的な数値計算により大きな桁や有効数字の取り扱いの能力も問うている。

III

有機合成反応と高分子合成反応の理解度を見る。

問１ ベンゼンのニトロ化に関する理解度を見る。

問２ クメン法と生成したフェノールの臭素化についての理解度を見る。

問３ フェノールとナトリウムの反応における化学量論の理解度を見る。

問４ 硫酸、安息香酸、フェノールの酸性度の理解度を見る。

問５ ヨードホルム反応の理解度を見る。

問６ ベンゼンの還元反応ならびに、アルケンの酸化反応と生成したカルボン酸のエステル化反応の理解度を見

る。

問 7 ナイロン 66 についての理解度を見る。

受 験 番 号

小計

化 学 解 答 用 紙

平成 31 年度前 期 日 程

受 験 番 号 採 点 欄 問 1 （ア）

遷移

（イ）

小さ

（A）

Cu

2

O

（B）

Cu(OH)

2 （C）

[Cu(NH

3

)

4

]

2+

問 2 （a） 〔計算過程〕

密度 = 4 x

64 𝑁𝐴

x

1 𝑎3

=

256 𝑎3_𝑁 𝐴

256 𝑎3_𝑁 𝐴

〔g/cm

3

_〕

（b） 〔計算過程〕〕

√2 𝑎 = 4𝑟 より ∴𝑟＝

√2 ４

𝑎

充填率＝

原子４個分の体積 単位格子の体積

＝

4𝜋𝑟3 3 ×4 𝑎3

=

4𝜋 3×( √2 ４𝑎) 3_×4 𝑎3

=

√2 6

𝜋 = 0.7379

73.8〔％〕

問 3 化 学 反 応式

Cu

+ 2H

2

SO

4

→ CuSO

4

+ SO

2

+ 2H

2

O

気体の 捕 集方法

_下方置換

問 ４ （ウ）

2.5 g

（エ）

メスフラスコ

問 5 （a） 〔計算過程〕

CuSO

4

・5H

2

O 100 g の内訳は CuSO

4

：100x

160 250

= 64 g, H

2

O: 100-64 = 36 g。グラ

フより硫酸銅は、60 ℃で水 100 g に対して 40 g 溶けるので 加えた水を

x g とすると

CuSO4（g） 飽和CuSO4𝑎𝑞(g)

=

40 100+40

＝

64 100 + 𝑥

∴

x＝124 g となる。

124 g

（b） 〔計算過程〕

60 ℃の飽和 CuSO

4

水溶液 280 g 中の CuSO

4

の質量は 280x

40 140

=80 g 。20 ℃まで

の冷却によって析出する CuSO

4

・5H

2

O を

y〔g〕とすると、その結晶中に含まれる CuSO

4

の質量

は

160 250

𝑦〔g〕となる。

CuSO

4

・5H

2

O の析出量は、硫酸銅の 20 ℃における溶解度より

CuSO4〔g〕 20℃飽和CuSO4𝑎𝑞〔g〕

=

20 100+20

=

80−16₂₅𝑦 280−𝑦

∴

y＝70.4 g となる。

70 g

1

I

受 験 番 号

小計

化 学 解 答 用 紙

平 成 31 年 度前 期 日 程

受 験 番 号 採 点 欄 問 1 (ア)

配位

(イ)

6

問 2 (a)

ヘスの法則（総熱量保存の法則）

(b) 〔計算過程〕 溶液の質量= (100 + 2.0)g、溶液の比熱= 4.2 J/(g·K) で温度変化が 5.0 K であるから 発生した熱量 ＝ (100+2.0) g×4.2 J/(g·K) ×5.0 K = 2142 J = 2.14 kJ NaOH 1mol あたりに換算すると、 2.14×40 2.0＝42.8≒43 kJ/mol

43

〔kJ/mol〕 (c)

中和熱

(d) 〔計算過程〕 操作1～3 に関係する物質の物質量は、いずれも 0.050 mol で等しい。したがって、操作３における発熱量 qは、操作１と２の発熱量の和になる（ヘスの法則）。 𝑞 = 2.14 + 2.8 = 4.94 kJ

操作3 でおこる変化の熱化学方程式， NaOH（固）＋ HClaq = NaClaq ＋ H2O（液）＋Q kJ

に対応する反応熱Qは 𝑄 =_0.0504.94 = 98.8 ≓ 99 kJ/mol

99

〔kJ/mol〕

(e) 〔操作1 の熱化学方程式〕

NaOH（固）＋ aq = NaOHaq ＋ 43 kJ

(f) 〔操作2 の熱化学方程式〕

NaOHaq ＋ HClaq = NaClaq ＋ H2O（液）＋ 56 kJ

問 3 (a) 〔計算過程〕 塩化ナトリウム水溶液の密度= 1.0 g/cm3_{である。その液柱 20 cm が示す圧力は、水銀柱} で _13.620 cmHgに対応する。これは、_13.6×7620 × 1.01 × 105 _{= 1.95 × 10}3 _{≑ 2.0 × 10}3 _Pa 2.0×10３ _〔Pa〕 (b) 〔計算過程〕 NaCl のモル濃度をC [mol/L]とする。Na+_とCl－_{に完全に電離しているので、ファントホッフの式には濃} 度2Cを適用する。 1.95 × 103_{= 2C × 8.3 × 10}5_{× 300 𝐶 = 3.91 × 10}−4 _mol/L 3.9× 10-4 _〔mol/L〕 (c) スクロースは，電離しないため，同濃度の_なる。 NaCl 水溶液の浸透圧の 1/2 となる。すなわち、液柱は h = 10 cm と

2

II

受 験 番 号

小 計

化 学 解 答 用 紙

平 成 31 年 度前 期 日 程 受 験 番 号 _採 点 欄 問 1 化合物A の構造式 化合物A の名称 ニトロベンゼン 化合物B の構造式 化合物B の名称 m-ジニトロベンゼン メタ-ジニトロベンゼン 1,3-ジニトロベンゼン 問 2 化合物C の構造式 化合物D の構造式 化合物E の構造式 問 3 化合物F と気体を生成する化学反応式 問 4 酸性が強い 酸性が弱い 硫酸

>

安息香酸

>

化合物C (フェノール) 問 5 化合物G の化学式

CHI

3 反応の名称 ヨードホルム反応 問 6 化合物H の構造式 化合物I の構造式 化合物J の構造式 問 7 重合体Kの構造式 重合体Kの名称 ナイロン66

3

Ⅲ