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解答速報

大阪医科大学（後期） 化学

2020年 3月10日実施

Ⅰ
問1

ア

凝固点降下

イ

沸点上昇

ウ

蒸気圧降下

問2

浸透圧の上昇問3

氷が融解する

問4

氷の融解の際に融解熱が奪われるので液温が下がる

問5

氷の融解と食塩水中の水の凝固が平衡になるので液温の低下が止まる

解説
問2

半透膜を介して純水と水溶液が存在する時に，より安定な水溶液側に水分子が移動する現象を浸透現象といい，その時に生じる圧力を浸透圧という．
問3

純水の場合，点 G は実線の融解曲線上にあり固体と液体が共存しているが，水溶液になり融解曲線が点線に変わることで点 G の状態は液体のみの領域に入る．つまり固体の氷が融解することになる．
問4

固体が液体に変化する融解は吸熱反応なので，そのエネルギーを反応系中から奪いながら進行する．それにより反応系の温度は下がる．
問5

点 G の圧力が大気圧で，温度が融点の 0 ℃ だったとする．この状態で十分な量の固体の氷と少量の液体の水が共存している．そこに NaCl（固）を少量加えると液体の水に溶けて食塩水となるが，食塩の溶解熱が約 −4kJ/mol の吸熱反応であることから液温は低下する．さらに食塩水の凝固点降下により氷が融解するが，その際にも融解熱を奪うことで液温は低下する．すべての食塩が溶解した際にその食塩水の質量モル濃度によって定義される凝固点まで反応系全体の温度が下がった時に氷の融解と食塩水中の水の凝固の速度が一致する平衡状態となり，その時点で液温の低下は止まる．
（もし NaCl 量が多ければ，すべての NaCl が溶けきれないので NaCl の固体も共存することになる．それにより，氷と飽和食塩水と NaCl（固）が共存する共晶点（−21.2 ℃）まで温度が低下して止まる．）

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Ⅱ
問1

ア 酸化イ 還元

ウ 活物質

エ 放電

活物質

酸化数の変化

負極Zn0 −−→ +2正極

H++1 −−→ 0オ 充電

カ 負極活物質

キ 正極活物質問2

問3

負極：H2 −−→ 2H+ + 2e−

問458 C問5

正極：O2 + 4H+ + 4e− −−→ 2H2 O

61 %

解説
問1(カ)(キ) 作問者の意図を考えると水素や酸素を供給する電極を問われているが，実際に還元剤や酸化剤として働くのは活物質なので (カ) 負極活物質，(キ) 正極活物質と入れたい．
問2それぞれの電極で起こる反応は次の通り．負極：Zn −−→ Zn2+ + 2e− ，正極：2H+ + 2e− −−→ H2

問4

問 3 の負極の反応式より流れた電子の物質量は消費された水素の物質量の 2 倍なので

6.72
. 58 C× 2 × 9.65 × 104 = 57.9 =.
22.4 × 103[実際に取り出した電気エネルギー]× 100 で求まる．また [実際に取り出した電気エ
問 5 エネルギー変換効率は[反応で生じる化学エネルギー]
ネルギー] は問題文にある 1J = 1C · V を用いて求める．

57.9 × 0.96.72286 × 103 ×
22.4 × 103. 61 %
× 100 = 60.7 =.

Ⅲ
問1イ，カ

問2

A：精製 B：クロマトグラフィー C：電気泳動 D：負 E：陽問3(a) (3)問4核酸分子中の塩基が水素イオンを受け取ったり，リン酸の電離がおさえられたりして核酸の持つ電荷が負で(b) (1) (c) (4) (d) (2)なくなり陰イオン交換樹脂に吸着されなくなるため，酸性の緩衝液を流せばよい．
解説
問1

1 種類の単体または化合物のみからなる物質を純物質という．(ア) の空気は N2 や O2 などの混合物，(ウ) の塩酸は HCl と H2 O の混合物，(エ) の食塩水は NaCl と H2 O の混合物，(オ) の石油は各種アルカンの混合物である．
問3−−→(a) ヨウ素とヨウ化カリウムと水の混合物においては，I2 + I− ←−− I3 − の平衡が成り立っている．ここにヘキサンを加えると溶液は二層に分離して，無極性分子である I2 がヘキサンに抽出されるとともに上記平衡が左へ移動し，含まれていたヨウ素のみを取り出すことができる．

(b) 硝酸カリウムと硫酸銅（Ⅱ）では水への溶解度が異なる．したがって温水に混合物を溶解し，その後冷却することで高純度の硝酸カリウムを析出させることができる．

(c) 固体のヨウ素には昇華性がある．したがって混合物を加熱することでヨウ素のみが昇華し，その気体を冷却することでヨウ素のみを取り出すことができる．

(d) 食塩水を加熱すると溶媒である水のみが蒸発し，その気体を冷却することで純水を得ることができる．
問4

pH = 8 においては核酸分子中のリン酸が電離して H+ を放出しているため，陰イオン化しており樹脂に吸着された状態になっている．ここから pH を下げていくと核酸塩基の N 原子に H+ が結合して核酸の持つ電荷が負→ 0 へだんだんと変化していく．さらに pH を下げていくとリン酸の電離がおさえられ，核酸の持つ電荷は正となる．これらの状態では核酸は樹脂に吸着されなくなり，溶出する．

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Ⅳ
問 1 CH3CH CH3

問2

問3

CHI3

CH3

OH
CH2 CH2 CH2 OH

C OHO

問4

CH2 CH CH3
問5

OH

化合物 C：HC C

H

H

CH3C C

CH3H

H
CH2C CH
H

3 種類の化合物：
解説
化 合 物 A は C9 H12 O の ベ ン ゼ ン 二 置 換 体 の ア ル コ ー ル で ヨ ー ド ホ ル ム 反 応 が 陽 性 で あ る こ と か ら ま ず

C6 H4 (CH3 )–CH(OH)CH3 と絞ることができる.
化合物 A のヨードホルム反応によって生じる化合物 E は C6 H4 (CH3 )–COOH で, 黄色沈殿の化合物 D は CHI3 のヨードホルムである．

C6 H4 (CH3 )–CH(OH)CH3 + 4I2 + 6NaOH
ヨードホルム反応−−−−−−−−−−−−−→C6 H4 (CH3 )–COONa + CHI3 ↓ + 5NaI + 5H2 O

化合物 E を過マンガン酸カリウムで酸化するとベンゼン環側鎖のメチル基が酸化されてカルボキシ基に変化するので化合物 F は C6 H4 (COOH)2 となるが，この化合物 F とエチレングリコールからポリエチレンテレフタラートが生じることから化合物 F はテレフタル酸と決定でき，化合物 A, E, F は全て p–型の構造をもつことが決定できる．
化合物 B，C は C9 H12 O のベンゼン一置換体のアルコールだが，全ての炭素原子を同一平面上に置くことができた
ことから，側鎖の炭素鎖に枝分かれがないことがわかり，これは以下の 3 種類の構造異性体にしぼられる．

CH2 CH2 CH2 OH

CH2 CH CH3OH(第一級アルコール)(第二級アルコール)

CH CH2 CH3OH(第二級アルコール)

化合物 B を二クロム酸カリウムで穏やかに酸化すると得られる化合物 G はフェーリング液を還元することから, 化合物 G はアルデヒドで化合物 B は第一級アルコールである．化合物 C を分子内脱水するとシス–トランス異性体を含む 3 種類の化合物が生成したことから化合物 C は C6 H5 –CH2 –CH(OH)–CH3 であると決定できる．

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講評
Ⅰ ［希薄溶液の束一的性質］（難）希薄溶液の性質や，寒剤として用いられる食塩水についての出題であった。問1 は答えられるが，その後は正確に答えるのは難しかったと思われる。
Ⅱ ［電気化学］（易）ボルタ電池，燃料電池からの出題。語句の穴埋めで一部埋めにくい空欄があったが全体的に基本的な内容で解きやすかった。エネルギー変換効率の問題は誘導が少なかったのでこの手の問題を解いた経験の有無で差がついたかもしれない。
Ⅲ ［物質の精製］（易）基本的な用語や概念を問う出題であった。少し立ち止まるとすれば問 3 においてヨウ素が含まれる設問が 2 箇所あったことだろう。落ち着いて状況を想像して解答したい。
Ⅳ ［C9 H12 O の芳香族化合物］（標準）異性体をすべて数え上げると大変に時間をとられるため，与えられた情報から構造をしぼってアプローチしたい。
昨年度に比べて全体の難易度は下がった。Ⅰはほとんどの受験生が答えられないだろうから，完答出来ていなくても問題ない。それ以外の大問を確実にとって，一次合格の目標としては 70 % 程度とりたい。

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