令和５年度（１０⽉期⼊学）及び令和６年度 ⾦沢⼤学⼤学院⾃然科学研究科 博⼠前期課程⼊学試験

解専

攻名

試験科⽬名答例

物質化学専攻（応⽤化学コース）（⼀般選抜 A 試験）
専⾨科⽬①化学英語（１／８）

問１(1)(i) 海⽔に含まれる有機化合物の同定は現在でも難しい(ii) 細胞内の化合物は周辺海⽔に含まれる化合物よりも濃度が数桁⾼いため、⽐較的に測定しやすい。
(iii) 塩は質量分析におけるイオンの形成に⼲渉し、核磁気共鳴分析においても測定感度を低下させる。
(2)① 化学分析

② 炭⽔化物③ カルボン酸

④ 硫⻩

⑤ 濾過

⑥ 抽出

問２
①

redox reaction
activity

問３(1) nanoparticles(2) absorbance② potassium③ zinc④ hydrochloric acid

⑤ precipitation⑥令和５年度（１０⽉期⼊学）及び令和６年度 ⾦沢⼤学⼤学院⾃然科学研究科 博⼠前期課程⼊学試験

解専

攻名

試験科⽬名

答

例

物質化学専攻（応⽤化学コース）（⼀般選抜 A 試験）
専⾨科⽬②専⾨化学（２／８）

I
問１
ベンゼンとトルエンは分子構造が似ており，分子間相互作用や体積の差が小さく，両者を混合した際に理想溶液と近似できる。逆にアセトンとクロロホルムは互いに分子構造や相互作用が異なっているため、その溶液は理想溶液から大きくずれることが考えられる。

問２
アセトンのモル分率が 0.98 という条件は，アセトンを溶媒として捉えると，溶質に相当するクロロホルムの濃度が希薄な条件であり，溶質同士の相互作用が溶液中で無視できる条件と考えられる。よってこのような希薄溶液は理想希薄溶液とみなすことができ，溶媒成分のアセトン分圧は理想溶液の性質であるラウールの法則に従う。

問３
アセトンの分圧を 𝑝aceton とすると、ラウールの法則より
𝑝aceton = 0.980 × 46.3 = 45.37 ≈ 45.4 kPa
問４
全蒸気圧を 𝑝、クロロホルムの分圧を 𝑝chlor とすると、𝑝 = 𝑝chlor + 𝑝aceton𝑝chlor = 45.8 − 45.37 = 0.43 ≈ 0.4 kPa
問５
ラウールの法則から計算されるクロロホルムの分圧を 𝑝chlor ′ とすると、!
𝑝chlor= 0.02 × 37.2 = 0.74 kPa > 0.4 kPa = 𝑝chlor

ラウールの法則から計算される分圧よりも，実際のクロロホルムの分圧は低いことがわかる。よってアセトンとクロロホルムは溶液中で強い異種分子間相互作用をすると考えられる。具体的にはアセトンのカルボニル酸素とクロロホルムの水素との間の異種分子間水素結合の形成が要因であると考えられる。

令和５年度（１０月期入学）及び令和６年度

専

攻名

試験科目名

金沢大学大学院自然科学研究科

解 答 例

博士前期課程入学試験

物質化学専攻（応用化学コース）（一般選抜 A 試験）
専門科目②専門化学（３／８）

II
問１(1)
解答例

以下の軌道

解答例

2 種類

解答例

以下の軌道

解答例

Zn | Zn2+ || Cu2+ | Cu

(2)

問２(1)

(2)
解答例
正極：Cu2+ + 2e- → Cu
負極：Zn → Zn2+ + 2e(3)解答例– 0.29 V（点検用計算）令和５年度（１０⽉期⼊学）及び令和６年度 ⾦沢⼤学⼤学院⾃然科学研究科 博⼠前期課程⼊学試験

解専

攻名答

例

物質化学専攻（応⽤化学コース）（⼀般選抜 A 試験）

試験科⽬名

専⾨科⽬

②専⾨化学（４／８）

Ⅲ
問１ KAg(CN)2 → K+ + Ag(CN)2−
Ag(CN) 2− ⇄ Ag+ + 2CN−H2O ⇄ H+ + OH−
従って，電荷均衡式と物質収⽀式は以下のようになる。
1) [K+] + [Ag+] + [H+] = [Ag(CN)2−] + [CN−] + [OH−]2) [Ag+] + [Ag(CN)2−] = 0.00040 mol/L["#(%&)" ]問２ β = ["##][%&!" !
]問３ マスキング剤
問４ 𝑥 = [Ag+] とすると，Ag(CN) 2− ⇄ Ag + + 2CN−0.00040−𝑥𝑥2𝑥).)))+),Ag(CN)2 の全⽣成定数の式に代⼊すると， -×(/-)! = 1.0×1020
全⽣成定数の値より 0.00040≫𝑥 であることは明らかであるから，左辺分⼦の x は無視できる。
∴).)))+)+- $= 1020 ∴ 𝑥 0 = 1.0×10−24 ∴ 𝑥 = 1.0×10−8 mol/L

問５ 溶解度積より AgBr が沈殿する条件は， [Ag +][Br–] > 5.3×10–13𝑥の値を代⼊して計算すると，[Br–] > 5.3×10–5 mol/L
問６分析法：イオンクロマトグラフを⽤いる。
原理：Br−と CN−はどちらも陰イオンである。陰イオン交換カラムで電離度の差を利⽤して分離し，電気伝導度により検出する。
選んだ理由：Br−と CN−はどちらも陰イオンなので同時定量が可能である。また，問５より廃液中の Br−とCN−の濃度範囲は 10-4 から 10-3 mol/L 程度と想定されることから，電気伝導度検出器の定量範囲にある。

令和５年度（１０⽉期⼊学）及び令和６年度 ⾦沢⼤学⼤学院⾃然科学研究科 博⼠前期課程⼊学試験

解専 攻名

試験科⽬名

答例

物質化学専攻（応⽤化学コース）（⼀般選抜 A 試験）
専⾨科⽬②専⾨化学（５／８）

IV
問１
(1)

A

B NH2OH•HClCuCl

DC(NH2OH)N

H2SO4O
OMeClO(2) Beckmann 転位（ベックマン転位）(3) アミド結合が七員環構造の⼀部に含まれるため⾮平⾯構造を取るため，窒素周りの置換基に⾮対称性が現れる。また窒素周りが回転しようとしても，付近にあるクロロ基の⽴体障害により回転できないため，両者がエナンチオマーとして区別される。
(4) エナンチオマーの関係にある化合物の極性は完全に⼀致するため，化合物の極性の差を利⽤して分離する通常のシリカゲルカラムクロマトグラフィーでは分離することができない。
(5) S(6) 化合物 6 において考えられる⽴体異性体は右の通りであり，これらはジアステレオマーの関係にある。ジアステレオマー間の極性は⼀般に異なるため，通常のシリカゲルカラムクロマトグラフィー

NClOで分離することができる。

NO
HN

PhO

Me

問２(1)

E

F
HNO3, H2SO4HCHO(paraformaldehyde)

MeN

GNO2Cl(2)NO2NH2NO2Cl2, FeCl3Fe, HClClClClO
OHO
HNMePh令和５年度（１０⽉期⼊学）及び令和６年度 ⾦沢⼤学⼤学院⾃然科学研究科 博⼠前期課程⼊学試験

解専

攻名答

例

物質化学専攻（応⽤化学コース）（⼀般選抜 A 試験）

試験科⽬名

専⾨科⽬

②専⾨化学（６／８）

V問１(1) ３つ(2)HOOH(3)OHOH

HOA

BOH(4) A A は，⼆つの⽔酸基が共にアクシアル位で距離が近いため。
（27 字）
(5)

OO

OO

O

A

BO

HOOH

問２

CDE

F
OO
O

G

CO2CH3
CO2CH3H OI(1) ピナコール転位 Pinacol Rearrangement(2) ウィッティヒ反応 Wittig Reaction(3) ウィリアムソンエーテル合成 Williamson Ether Synthesis(4) クレメンゼン還元 Clemmensen Reduction(5) ディールス-アルダー反応 Diels-Alder Reaction(6) クライゼン転位 Claisen Rearrangement(7) クライゼン-シュミット縮合（アルドール反応） Claisen-Schmidt Condensation (Aldol Reaction)

令和５年度（１０⽉期⼊学）及び令和６年度 ⾦沢⼤学⼤学院⾃然科学研究科 博⼠前期課程⼊学試験

解専

攻名答例

物質化学専攻（応⽤化学コース）（⼀般選抜 A 試験）

試験科⽬名

専⾨科⽬

②専⾨化学（７／８）

VI
問１
シンジオタクチックポリスチレン

イソタクチックポリスチレン

H PhH Ph H Ph

H Ph

H

Ph

H

H

H

Ph

H
HH

HH

HH

HH

H Ph

H

H

ジグザグ鎖

Ph H H Ph Ph H

Ph

H

H

H

Ph

H

H

HH

HH

HH

HH

ジグザグ鎖

フィッシャー投影式

H

Ph

H

H

Ph

H

H

H

H

Ph

H

H

Ph

H

H

H

フィッシャー投影式

問２
連鎖縮合重合とは：重合性の低いモノマーが開始剤と反応すると電⼦供与性が下がることにより末端官能基の反応性が上がる。この置換基効果によって開始剤と反応したモノマーのみが次のモノマーと⽣⻑反応を起こすことができる。この連鎖的な縮合重合によって精密重合が可能となった。
具体例：図に⽰す不活性モノマーは,⾦属アミドの強い電⼦供与性のためカルボニルの活性が低い。
⼀⽅,開始剤や⽣⻑活性種はニトロ基やアミド基による電⼦求引性のため,末端カルボニルの活性が上がり,不活性モノマーと反応を起こす。
NR

CO2Ph

不活性モノマー

O2N

CO2Ph

開始剤

OO2N

N
RCO2Ph

生長活性種

通常の縮合重合との違い：通常の縮合重合は反応が制御できないため分⼦量を制御出来ない。そのため様々な分⼦量をもつポリマーが⽣成するため,分⼦量分布が広くなる。⼀⽅,連鎖縮合重合は開始剤から始まった⽣⻑種のみが反応するため,狭い分⼦量分布の⾼分⼦が得られる。

問３
条件 A：この反応はナフタレンにラジカルアニオンが⽣じ、スチレンに電⼦が移動してスチレンのラジカルアニオンを⽣じる。ラジカル末端は２分⼦間の結合によって消失し、成⻑反応は両末端にあるアニオンからアニオン重合機構によってそれぞれ進⾏する。すなわち、重合度 Pn は以下の式で表さ

令和５年度（１０⽉期⼊学）及び令和６年度 ⾦沢⼤学⼤学院⾃然科学研究科 博⼠前期課程⼊学試験

解専

攻名答

例

物質化学専攻（応⽤化学コース）（⼀般選抜 A 試験）

試験科⽬名

専⾨科⽬

②専⾨化学（７／８）

れる。
Pn = [M]/0.5[I] [M]：モノマー濃度，[I]：開始剤濃度-3

よって Pn = 1/(0.5*2*10 ) =1000 量体が得られる。
条件 B：この重合では、モノマーの⼆重結合への開始剤の付加で⽣じたアニオンにモノマーが順次付加して成⻑反応が進⾏する。すなわち、重合度 Pn は以下の式で表される。
Pn = [M]/[I]
よって Pn = 1/(2*10-3) =500 量体が得られる。
モノマーの分⼦量は 104 なので、それぞれの数平均分⼦量は条件 A：1.04×105 , 条件 B：5.20×104
問４(1) 1-Aza-2-adamantanone はかご構造によってアミド結合がひずんでおり、カルボニルと窒素上の軌道がねじれるため共鳴できない。⼀⽅、N,N-dimethylacetamide は平⾯構造をとるため、アミド結合が共鳴している。共鳴により下図のようにカルボニル結合の電⼦密度が下がるため、IR ピークは低波数シフトする。
CH3O

NO,

CH3CH3N
CH3O

CH3N
CH3(2)
構造式：
H

IR: 1697 cm-1 = アルデヒド C=O 伸縮OHa

1H-NMR 7.86 ppm = 図中 Ha，9.98 ppm = アルデヒド CHO

13ClC-NMR 190.8 ppm = アルデヒド CHO

令和５年度（１０⽉期⼊学）及び令和６年度 ⾦沢⼤学⼤学院⾃然科学研究科 博⼠前期課程⼊学試験

解専 攻名試験科⽬名答

例

物質化学専攻（応⽤化学コース）（⼀般選抜 A 試験）
専⾨科⽬②専⾨化学（８／８）Ⅶ
問１問２(1) 溶媒有り：溶液重合，溶媒無し：塊状重合（バルク重合）(2) 溶液重合は，溶媒分⼦への連鎖移動反応により分⼦量の低下を⽰す。塊状重合は，液状モノマーへ開始剤を溶解させて⾏うため，溶媒分⼦への連鎖移動反応が抑えられ，溶液重合より分⼦量が⾼くなりやすい。分⼦量は，重合反応による発熱や重合速度により制御のしやすさが変わる。溶液重合は，重合温度の制御が容易なため，分⼦量の制御はしやすいが，反応後は反応溶媒の除去が必要である。これに対し，塊状重合は重合熱の除去が難しく，⽣成⾼分⼦により固化しやすいため，分⼦量の制御がしにくい。
(3) 懸濁重合は⽔に溶けない溶液状態のモノマーに開始剤を溶解させ，⽔中に分散させて重合する⽅法である。対して，分散重合はモノマーと開始剤が溶解し，⽣成⾼分⼦が溶媒に不溶な条件での重合である。どちらも⾼分⼦が析出しながら形成されるが，開始剤とモノマーの溶解性が異なる。
(4) トポケミカル重合令和５年度（１０⽉期⼊学）及び令和６年度 ⾦沢⼤学⼤学院⾃然科学研究科 博⼠前期課程⼊学試験

解専 攻名

試験科⽬名答例

物質化学専攻（応⽤化学コース）（⼀般選抜 A 試験）
専⾨科⽬②専⾨化学（８／８）

問３

問４(1) g１ < 1 かつ g２ < 1 なので，スチレンのラジカルにメタクリル酸メチルが反応しやすく、メタクリル酸メチルのラジカルにはスチレンが反応しやすいので、「交互共重合体」が得られる。
(2) g１ > 1 かつ g２ < 1 なので、アクリロニトリルのラジカルと塩化ビニルのラジカルのどちらもアクリロニトリルと反応しやすい。そのため，アクリロニトリルが多く含まれた「ランダム共重合体」が得られる。
(3) g１ < 1 かつ g２ > 1 なので，酢酸ビニルのラジカルと塩化ビニルのラジカルの両⽅に塩化ビニルが反応しやすいため，塩化ビニルが多く含まれた「ランダム共重合体」が得られる。