さて、前回の問題はいかがだったでしょうか。ま結合となります。また，ウは“窒素原子が大きなずは解答です。

電気陰性度を有する”という記述を考えると、ファンデルワールス力よりは静電気力の方が適切

問 1．

ア共有結合でしょう。

イ 電気陰性度

ウ 静電気力エ 水素結合オ 配位結合カ イオン結合

過去にも度々述べてきたことですが，理科（化学だ問 2．

(2)，(3)

けではない！）の試験問題は皆さんが思っている以上に

問 3．

2NH4Cl ＋ Ca(OH)2

文章読解力を必要とします。特に読解が苦手な方は，→ CaCl2 ＋ 2H2O ＋ 2NH3

最初は時間がかかっても良いので，きっちりと文章

問 4．

キ

NaCl ク CO2

ケ NaHCO3

中から根拠を探し出して，論理的かつ正確に答えを

問 5．

(a)

pH＝9.30

pH＝9.12

導けるようにしてください。

問 6．

(1)

Fe(OH)3，赤褐色沈殿(2)[Cu(NH3)4]2＋，深青色溶液

(b)

問2
(1)

ハーバー・ボッシュ法では Fe3O4 を主成分とする触媒が用いられます。無機化学工業で用いられいずれも標準的な問題ですが，ちゃんと分かってる触媒についてはよく聞かれるので覚えておきいないとなかなか答えることができないと思います。

ましょう。では，オストワルト法の第一段階で用以下，解説です。

いられる触媒は？接触法の第二段階で用いられる触媒は？

問1
語句を解答群から選択する問題ですが，この手の(2)触媒は活性化エネルギーを下げることにより問題は「記述式の問題を解くときと同じように考える」こ

反応速度を上げるはたらきをしますが，正反応もとが大切です。すなわち，解答群から選ぶ前に，記逆反応も反応速度が増大するので平衡は移動し述式だったら私はこう答える，というように解答をません。したがって，平衡定数は変化しません。

想定し，その上で解答群から正解を選んでいくのです。こういう解き方をしないと，仮に正解したとし(3)

少し難しい問題です。通常であれば，アンモニても，明確な根拠をつけて正解したのか，単なる勘アの生成熱を求める問題とセットで出題されるで正解したのかが判断できなくなりますから，本当はずなのですが，アンモニアの生成が発熱反応なの意味で学力をつけることは難しいと思います。のか吸熱反応なのかはここでは分かりません。結論から言えば，アンモニアの生成は発熱反応です。

ア

アンモニアで，窒素原子と水素原子だから「配ですから，温度を上げると，ルシャトリエの原理位結合」と答えるのは早計です。“分子中に”とにより，アンモニアの生成と逆の方向に平衡が移いう記述があるので，ここは共有結合が正解とな動するので，反応の平衡定数は小さくなります。

ります。

つまり，アンモニアの生成量を増やすためには，平衡を右に移動させないといけないため，温度をエアと同様に，問題文の表現に注意しましょう。

低くする必要があります。

“他の分子中の水素原子”とあるので，エは水素

しかし，この選択肢の後半の「反応は高温で行1われる」は正しいです。これはなぜかというと，でしょう。

温度が低くなると反応速度が低下するので，アン無機化学の反応は，中和反応（特に弱酸遊離や弱モニアの生成に時間がかかってしまうためです。

塩基遊離）や酸化還元反応がほとんどです。つまり，工業的製法においては，収量だけでなく生産効率無機化学で出てくるほとんどの反応は丸暗記することなも重要になるので，このようなことに注意しなけ

く，理屈で書いていくことができるのです（酸化還元反応

ればならないのです。説明問題でも時々聞かれるは半反応式の書き方を理解していれば欠けます）。普

ことなので知っておきましょう。

段から化学反応式を書くときには「これはどのような反応に分類されるか」ということを考えましょう。

(4)

ルシャトリエの原理を考えれば良いです。

そういう習慣がつくと，見慣れない反応が出てきたときにも難なく反応式を書くことができるようにな

問3

ります。

原料から，「NH4+が酸としてはたらくな」とすぐに気づくことができれば，化学の実力は十分である問4といえるでしょう。

ソルベー法はアンモニアソーダ法のことです。キアンモニアは弱塩基であり，次のような平衡が成とクは順不同ではないことに注意してください。問立します。

題文の空欄穴埋めでも，一見すると順不同に思える箇所→ NH4+
NH3 + H+ ←でも，文章を読んでいくとそうでない，というケースは多くさて，この反応の逆反応はどのような反応でしょあります（このウェブページでも何度か出てきたと思うか。NH4+が H+を放出する反応，すなわち，NH4+います）。アンモニアソーダ法も重要事項が多く含まが酸としてはたらく反応ですね。このように，弱塩れています。例えば，基由来の陽イオンは H+を出すことができます（共役・二酸化炭素はどのような反応で得られるのか酸）。強塩基由来の陽イオンでは，逆反応がほとんど・(1)で生じた塩化アンモニウムはどのように利用起こらないので，強塩基由来の陽イオンは H+を出すされるのかことがほとんどできません。

・(1)で生じた炭酸水素ナトリウムは塩化アンモニ

余談ですが，酢酸イオンのような，弱酸由来の陰ウム同様，水に溶けやすいはずなのにどのようイオンは水素イオンを受け取ることができ，塩基とにして炭酸水素ナトリウムを分離して取り出してはたらきます（共役塩基）。

すのか－→ CH3COO + H
CH3COOH ←などです。これらの物質の性質と合わせて整理し+話を元に戻します。弱塩基由来の陽イオンと強塩ておきましょう。

基が共存した場合，中和反応が起こるので，弱塩基由来の陽イオンは弱塩基に変化します。これが弱塩問5基の遊離です。

無機化学の問題は知識問題ばかりではありません。

→ NH3 + H2O
NH4+ + OH－ ←+やはり，無機化学の反応は理論化学で学んだ内容に+今回の場合，NH4 から出た H が Ca(OH)2 と中和反基づいて起こるので，理論化学の問題も出題される応を起こし，水が生じます。また，NH4+は 1 価の酸ことが普通です。特に上位の大学であればあるほど，としてはたらき，Ca(OH)2 は 2 価の塩基としてはたこのような「総合問題」が出題される頻度は高くならくので，係数比は 2：1 となることも容易に分かる

ります。

2

なるので，NH3 と NH4+の濃度は初期濃度からほとん

まず，電離定数とは何でしょうか。水中におけるアンモニアの電離は，厳密にはど変化しないのです。

→ NH4+ + OH－
NH3 + H2O ←よく，アンモニアの電離はアンモニウムイオンのと書けます。この反応の平衡定数 K は存在により抑えられることを理解できていても，さ[NH4  ][OH ][NH3 ][H 2 O]

らに平衡が左に移動してアンモニウムイオンの濃度K

は初期濃度より小さくなるのでは？というふうに考ですが，溶液の濃度が希薄であれば，[H2O]はほぼ一えてしまう人がいるのですが，上記のイメージを理定とみなせます。そこで，解していればそういうことはないでしょう。

K b  K [H 2 O] 

[NH4  ][OH ][NH3 ](a)は体積変化に注意してください。初期濃度は[NH3] = [NH4+] = 0.1 となります。これを Kb の式に代と電離定数 Kb を定義し，これをアンモニアの電離に入して解いていくだけです。

おける平衡定数として通常扱います。つまり，電離(b)は塩酸を混合するので，さらに体積が変化してにおいて，「平衡定数」と「電離定数」は異なるので初期濃度は[NH3] = [NH4+] = 0.05，[H+] = 0.01 となりす。このことを知らないと解けない問題もありますます。加えた H+の分だけ NH4+が増加し，NH3 が減ので注意してください。

少するので， K b 

そして，Kb の式を見ても分かる通り，温度が一定ならば，

(0.0 5 0 .0 1 )[O H]のときの[OH － ](0 .0 5 0 .0 1 )を求めれば良いです。

[NH4  ]の比がただ 1 つに決まれば[OH－]の[NH3 ]

値もただ 1 つに決まります。化学種の存在比と pH問6の関連を問う問題は入試で頻出です。このような考NH3 を加えると水酸化物が生じますが（アンモニえ方は，電離平衡の問題を解くときには常に念頭にウム塩は，アンモニウムイオン・金属イオンともに置いていただきたいと思います。

陽イオンなので生じない！），過剰の NH3 が存在す

下線部(C)より，この水溶液は緩衝液です。緩衝溶

れば錯イオンを生じます。NH3 と錯イオンを生じる

液とは，少量の酸や塩基を加えても pH の変化が非金属イオンとしては Cu2+，Ag+，Zn2+を覚えておきま常に小さい溶液ですが，これは少量の酸と大量にあしょう。なお，(1)のイオン反応式は次の通りです。

る NH3 が，少量の塩基と大量にある NH4 が反応すNH3 を加えることで OH－が生じないといけないので，るためです。言い換えると，アンモニア水におけるH2O と反応させることがポイントです。

+Fe3+ + 3NH3 + 3H2O → Fe(OH)3 + 3NH4+

電離平衡→ NH4+ + OH－
NH3 + H2O ←について，NH3 はもともと弱塩基なので電離度は小さいですが，そこに外部から NH4+を加えると，平衡いかがだったでしょうか。今回はどちらかと言えが左に移動し，さらに電離度は小さくなり，アンモば重要事項の整理に重きを置いて解説をしました。

ニアの電離はほぼ無視できます。同様に，アンモニ受験を控えた生徒に向けて，というよりは，高 2 でウムイオンを含む溶液にアンモニアを加えると，上無機化学を学習したあとの総まとめとして理解して式の平衡は右に移動し，NH4+から NH3 への変化はほいただければ良いかと思います。

とんど起こらなくなります。すなわち，NH3 と NH4Clの混合水溶液では，平衡がどちらにも移動しにくくでは，また次回。

3