試験科目
Subject

2023 年 10 月，2024 年 4 月入学（October 2023 and April 2024 Admissions）
広島大学大学院先進理工系科学研究科博士課程前期（一般選抜）専門科目入学試験問題
Graduate School of Advanced Science and Engineering (Master’s Course), Hiroshima University
Entrance Examination Booklet (General Selection)（2023 年 8 月 24 日実施 / August 24, 2023）
応用化学
応用化学（専門科目Ⅰ）
プログラム
受験番号
Applied Chemistry I

Program(Applied Chemistry)

スマートイノベーション

Examinee’s NumberM(Smart Innovation)

試験時間：9 時 00 分～12 時 00 分 （Examination Time：From 9:00 to 12:00）
受験上の注意事項(1) 問題用紙兼解答用紙が表紙を含み 8 枚あります。
(2) この表紙を含むすべての問題用紙兼解答用紙に，受験番号を記入してください。
(3) これは問題用紙と解答用紙が合冊されたものです。解答は指定された箇所に記入してください。
(4) 解答が書ききれないときは，同じ用紙の裏面を利用しても構いません。ただし，その場合は「裏に続く」などと裏面に記載したことが分かるようにしておくこと。
(5) 全問に解答しなさい。
(6) 貸与された計算機（電卓）を使用しても差し支えない。
(7) 質問あるいは不明な点がある場合は手を挙げてください。
Notices(1) There are 8 question and answer sheets including a front sheet.
(2) Fill in your examinee’s number in the specified positions in this cover and each question and answer sheet.
(3) This examination booklet consists of question sheets and answer sheets. Answer the questions in the specified position.
(4) If the space is exhausted, use the reverse side of the sheet and write down “to be continued” on the last line of the sheet.
(5) Answer all the questions.
(6) You may use the provided calculator if you need.
(7) Raise your hand if you have any questions.

1

試験科目
Subject

2023 年 10 月，2024 年 4 月入学（October 2023 and April 2024 Admissions）
広島大学大学院先進理工系科学研究科博士課程前期（一般選抜）専門科目入学試験問題
Graduate School of Advanced Science and Engineering (Master’s Course), Hiroshima University
Entrance Examination Booklet (General Selection)（2023 年 8 月 24 日実施 / August 24, 2023）
応用化学
応用化学（専門科目Ⅰ）
プログラム
受験番号
Applied Chemistry I

Program(Applied Chemistry)

スマートイノベーション

Examinee’s Number

M(Smart Innovation)
問題１（Problem 1）問題用紙は 3 枚あります （three sheets for Problem 1）

１．次の化合物または化学種の組み合わせで，以下の性質に対しどのような違いがあるかを説明せよ。必要に応じて，図を用いてもよい。(Explain how the compounds or chemical species in each pair are different with respect to the following
properties. Figures may be added, if necessary.)
1) 沸点 (boiling point)2) 酸性度 (acidity)3) 加溶媒分解の反応速度 (reaction rate of solvolysis)4) C＝O 伸縮振動数 (C=O stretching frequency)

5) ラジカル安定性 (radical stability)

6) 安定性 (stability)

２．1,3- ジクロロシクロヘキサンに関する以下の問いに答えよ。(Answer the following questions concerning
1,3-dichlorocyclohexane.)
1) キラルな異性体のエナンチオマーのうち，一つの構造を2) アキラルな異性体の最も安定な椅子型構造を描け。
描き，不斉炭素の絶対配置を R または S で示せ。(Draw the(Draw the most stable chair-conformation of the achiralstructural formula of an enantiomer of the chiral isomers and assignisomer.)
the absolute configuration of asymmetric carbons as R or S.)

３．立体保持で進行し環状化合物を生成するアルケンの付加反応の例を一つ挙げ，反応機構を描き，反応が保持で進行する理由を説明せよ。(Give an example of addition reactions of alkenes that proceed with retention of configuration leading to cyclic
products. Draw the reaction mechanism and explain the reason for that the reaction proceeds with retention of configuration.)2

2023 年 10 月，2024 年 4 月入学（October 2023 and April 2024 Admissions）
広島大学大学院先進理工系科学研究科博士課程前期（一般選抜）専門科目入学試験問題
Graduate School of Advanced Science and Engineering (Master’s Course), Hiroshima University
Entrance Examination Booklet (General Selection)（2023 年 8 月 24 日実施 / August 24, 2023）
応用化学
応用化学（専門科目Ⅰ）
プログラム
受験番号

試験科目
Subject

Applied Chemistry I

Program(Applied Chemistry)

Examinee’s Number

スマートイノベーション

M(Smart Innovation)

問題１（Problem 1）続き（Continued）
４．次のそれぞれの反応における有機の主生成物を構造式で描け。必要に応じて，立体化学が分かるようにすること。
エナンチオマーが生成する場合は一方のみを描くこと。(Draw the structural formula of the major organic product in eachreaction. Show the stereochemistry, if necessary. When enantiomers are formed, draw only one of them.)
1)

2)

3)

SOCl2

1. BH3excess HBr

COOH

2. H2O2, H2O
NaOH

4)

5)

6)
H2

PBr3

HO

H2N NH2O

H3O+Pd/C

7)

9)

8)
OCH3OH10)

OH+H3O

NaOH/H2O

CH3CH2ICl11)

N2+NCuCl

12)

OCH3PhOOClClAlCl3CH313)

NO2HO OH
HIO4
H3C
CH3
H3C CH3
H2O/H2SO4

1. CO2.
2. H3O+

Base15)

14)
MgBrOH

1. Sn/HCl
2. OH/H2O

５．次のそれぞれの化合物から得られる，主たるモノニトロ化生成物を構造式で描け。(Draw the structural formula of the
major mono-nitration product(s) from each compound.)1)(例) (Example)
ClClHN

OCH3ClNO2

HNO3O2)
HNO3

CH3
NH2

HNO3+
H2SO4

H2SO4NO23)

N+(CH3)3Cl4)

H2SO4Br5)

CF3

HNO3

HNO3

H2SO4

H2SO4
CH2CH3NH2HNO3
H2SO4COOH

3試験科目Subject

2023 年 10 月，2024 年 4 月入学（October 2023 and April 2024 Admissions）
広島大学大学院先進理工系科学研究科博士課程前期（一般選抜）専門科目入学試験問題
Graduate School of Advanced Science and Engineering (Master’s Course), Hiroshima University
Entrance Examination Booklet (General Selection)（2023 年 8 月 24 日実施 / August 24, 2023）
応用化学
応用化学（専門科目Ⅰ）
プログラム
受験番号
Applied Chemistry I

Program(Applied Chemistry)

スマートイノベーション

Examinee’s Number

M(Smart Innovation)

問題１（Problem 1）続き（Continued）
６． 縮合重合に関する以下の問いに答えよ。(Answer the following questions on condensation polymerization.)
1) テレフタル酸と組み合わせて直鎖状高分子が得られる化合物は，エチレングリコール，エチレングリコールモノメチ
ルエーテル，グリセリンのいずれであるか答えよ。また，高分子合成の化学反応式を描け。(Among ethylene glycol, ethylene
glycol monomethyl ether and glycerin, which compound gives a linear polymer combined with terephthalic acid? Also, draw thechemical reaction formula of the polymer synthesis.)
化合物

化学反応式(compound)(chemical reaction formula)2) 1) において高分子量体を得るために留意すべき点を二つ，箇条書きで記せ。(Itemize two important points to obtain a highmolecular-weight polymer in 1).)1.
2.
3) 1)において数平均分子量（Mn）2.00 × 104 の高分子が得られた。この高分子の数平均重合度（xn）と重量平均分子量（Mw）を有効数字二桁で求めよ。(A polymer with a number average molecular weight of 2.00 × 104 was obtained in 1). Obtain thenumber-average polymerization degree and weight-average molecular weight of this polymer to two significant figures.)4) 直鎖状高分子に加えて環状高分子が副生する。環状高分子の生成機構を説明せよ。(Cyclic polymers are also formed asby-products in addition to the linear polymers. Explain the formation mechanism of the cyclic polymers.)

７．エチレン，プロピレン，イソブテンの重合に関する以下の問いに答えよ。(Answer the following questions on thepolymerization of ethylene, propylene and isobutene.)
1) 配位重合によりアイソタクチックポリマーを与えるモノマーはいずれであるか答えよ。また，このポリマーの構造式を描け。さらに，用いられる触媒を一つ挙げ，アイソタクチックポリマーの生成機構を説明せよ。 (Which of the monomers
gives an isotactic polymer by coordination polymerization? Also, draw the structural formula of the polymer. Give one of the catalysts
used and explain the isospecific polymerization mechanism.)
モノマー

ポリマーの構造式

アイソ特異的重合触媒(monomer)(structural formula of polymer)(isospecific polymerization catalyst)

アイソ特異的重合機構(mechanism of isospecific polymerization)2) ラジカル重合により高分子量体を与えるモノマーはいずれであるか答えよ。また，得られるポリマーの一次構造の特徴を述べよ。(Which of the monomers gives a high molecular-weight polymer by radical polymerization? Also, describe the primarystructure of the resulting polymer.)
モノマー

ポリマーの一次構造(monomer)(primary structure of polymer)3) カチオン重合するモノマーはどれか，その構造式を描け。また，高分子量体を得るための条件とその理由について述
べよ。 (Draw the structural formula of the monomer that undergoes cationic polymerization. Also, describe the condition for obtaininga high molecular-weight polymer and the reason for it.)
モノマーの構造式

条件と理由(structural formula of monomer)(condition and reason)

42023 年 10 月，2024 年 4 月入学（October 2023 and April 2024 Admissions）
広島大学大学院先進理工系科学研究科博士課程前期（一般選抜）専門科目入学試験問題
Graduate School of Advanced Science and Engineering (Master’s Course), Hiroshima University
Entrance Examination Booklet (General Selection)（2023 年 8 月 24 日実施 / August 24, 2023）
応用化学
試験科目 応用化学（専門科目Ⅰ）
プログラム
受験番号(AppliedChemistry)
Applied Chemistry I
Program
Examinee’s Number M
Subject
スマートイノベーション(Smart Innovation)
問題２（Problem 2）問題用紙は 2 枚あります （two sheets for Problem 2）

１．次の熱力学に関する語句を簡潔に説明せよ。(Explain briefly the following terms related to thermodynamics.)
1) ファンデルワールス方程式 (van der Waals equation)2) 熱力学第三法則 (third law of thermodynamics)

3) クラペイロンの式 (Clapeyron equation)4) 共沸混合物 (azeotrope)

２．気体の運動論にもとづき，300 K におけるメタン分子の根平均二乗速さを有効数字 3 桁で求めよ。ただし，メタンの分子量を 16.0 g mol‒1，気体定数 R = 8.31 J K‒1 mol‒1 とする。(According to the kinetic theory of gases, calculate the root-mean-square
speed of methane molecules in gas phase at 300 K to three significant figures. Use the molecular weight of methane 16.0 g mol‒1 and thegas constant R = 8.31 J K‒1 mol‒1, if needed.)

３．モル定圧熱容量 Cp,m = 7R/2 の二原子分子の完全気体を 3.00 mol とり，298 K，2.00 × 102 kPa から 420 K，8.00 × 102 kPaへと状態変化させたときの（系の）エントロピー変化 ∆S を求めよ。ただし，気体定数 R = 8.31 J K‒1 mol‒1 とする。(Calculate
the change in entropy ∆S (for the system) when the state of 3.00 mol diatomic perfect gas molecules, for which a constant-pressure molar
heat capacity Cp,m = 7R/2, is changed from 298 K and 2.00 ×102 kPa to 420 K and 8.00 × 102 kPa. Use the gas constant R = 8.31 J K‒1 mol‒1,if needed.)52023 年 10 月，2024 年 4 月入学（October 2023 and April 2024 Admissions）
広島大学大学院先進理工系科学研究科博士課程前期（一般選抜）専門科目入学試験問題
Graduate School of Advanced Science and Engineering (Master’s Course), Hiroshima University
Entrance Examination Booklet (General Selection)（2023 年 8 月 24 日実施 / August 24, 2023）
応用化学
試験科目 応用化学（専門科目Ⅰ）
プログラム
受験番号(AppliedChemistry)
Applied Chemistry I
Program
Examinee’s Number M
Subject
スマートイノベーション(Smart Innovation)

問題２（Problem 2）続き（Continued）
４．量子論に関する以下の問いに答えよ。ただし，プランク定数は 6.626 × 10‒34 J s，アボガドロ定数は 6.022 × 1023 mol–1，電子の質量は 9.109 × 10‒31 kg，電気素量は 1.602 × 10‒19 C，光の速度は 2.998 × 108 m s–1 とする。 (Answer the following questions
related to the quantum theory. Use the following constants, if needed: Planck constant, 6.626 × 10–34 J s; Avogadro constant, 6.022 × 1023
mol–1; mass of an electron, 9.109 × 10‒31 kg; elementary charge, 1.602 × 10‒19 C; speed of light, 2.998 × 108 m s–1.)1) 波長 500 nm のフォトン 1 個当たりのエネルギーを計算せよ。(Calculate the energy per photon for radiation of wavelength of500 nm.)2) カリウムからの光電子放出が起こる光の波長のしきい値は 564 nm である。波長 500 nm の光を照射したときに放出される光電子の最大速度を計算せよ。(The threshold wavelength of light at which photoelectron emission occurs from potassium
is 564 nm. Calculate the maximum velocity of photoelectrons emitted when irradiated with light of wavelength of 500 nm.)

3)

1 35

H Cl 分子の 3 次元の回転運動を考える。1H と 35Cl の平均結合長は 0.128 nm である。角運動量量子数 J = 0 と J = 1 の準位の間の回転エネルギー差を計算せよ。また，J = 1 で回転しているときの角運動量の大きさを計算せよ。(Consider
the rotational motion of a 1H35Cl molecule in three dimensions. The average bond distance between 1H and 35Cl is 0.128 nm. Calculate
the difference in the rotational energy between the levels with the angular momentum quantum numbers J = 0 and J = 1. Also, calculate
the magnitude of the angular momentum when rotating at J = 1.)５．次の量子論に関する語句を簡潔に説明せよ。(Explain briefly the following terms related to the quantum theory.)
1) ド ブローイの関係式 (de Broglie relation)2) 縮退 (degeneracy)

6

2023 年 10 月，2024 年 4 月入学（October 2023 and April 2024 Admissions）
広島大学大学院先進理工系科学研究科博士課程前期（一般選抜）専門科目入学試験問題
Graduate School of Advanced Science and Engineering (Master’s Course), Hiroshima University
Entrance Examination Booklet (General Selection)（2023 年 8 月 24 日実施 / August 24, 2023）
応用化学
応用化学（専門科目Ⅰ）
プログラム
受験番号

試験科目
Subject

Applied Chemistry I(Applied Chemistry)

Programスマートイノベーション

Examinee’s Number

M(Smart Innovation)
問題３（Problem 3）問題用紙は 2 枚あります （two sheets for Problem 2）

１．次の括弧内の化学種の組み合わせのなかから，問いで求めるものを選び解答欄に記せ。また，①，②，③については理由を述べよ。(Answer the questions by selecting
the correct chemical species from the combinations given inparentheses. The correct chemical species should be given in
the answer column. Answer the reasons for ①, ②, and ③.)① (Si, TiO2, TiN) 粉末が白色である物質 (Which is whitein powder form?)② (MgF2, MgBr2) 融点の低い物質 (Which has lower
melting point?)③ (H2S, CO2) 結合角の小さい化学種 (Which has smaller
bond angle?)④ (He, Ne, Ar) 第一イオン化エネルギーの最も大きい元素 (Which has the largest first ionization energy?)⑤ (Li, Na, K) 電子親和力の最も小さい元素 (Which has
the lowest electron affinity?)⑥ (Na+, Mg2＋, Al3+) 八面体配位において最もイオン半径の大きいイオン (In an octahedral coordination, which has
the largest ionic radius?)⑦ (Sc3+, Ti3+, V3+) 八面体配位において最もイオン半径の大きいイオン (In an octahedral coordination, which has
the largest ionic radius?)⑧ (Ca2+, Sr2+, Ba2+) 八面体配位において最もイオン半径の大きいイオン (In an octahedral coordination, which has
the largest ionic radius?)⑨ (LiF, CsF) 水への溶解度が高い化合物 (Which has
higher solubility in water?)⑩ (Cr2+, Mn2+, Fe3+) 高スピンの八面体配位でヤーン-テラー歪みを示すイオン (In an octahedral high spin
configuration, which ion shows Jahn-Teller distortion?)⑪ (Mn2+, Mn3+) 低スピンの八面体配位にあって、結晶場安定化エネルギーで最も大きな安定化を受けるイオン(In an octahedral low spin configuration, which is morestabilized ion by obtaining a crystal field stabilization energy ?)⑫ (Na, Cs, Si) 電気陰性度の最も大きい元素 (Which has
the highest electronegativity?)⑬ (CdI2, NiAs, MgB2, h-BN) 層状構造でない物質(Which does not have a layered structure?)

解答欄 (Answers)①答 (Answer)②答 (Answer)

Mg

AlSiKCa

Sc

Ti

VCr

Mn

FeCo

NiCu

Zn

Ga

Ge

Rb

Sr

Y

Zr

Nb

Mo

Tc

Ru

Rh

Pd

Ag

Cd

In

SnCsBa

HfTa

W

ReOs

Ir

Pt

Au

Hg

Tl

Pb

理由 (Reason)③
答 (Answer)

理由 (Reason)

④

⑤

⑥

⑦

⑧

⑨

⑩

⑪

⑫

⑬

２．次の語句を説明せよ。(Explain the following terms.)
1) 面 心 立 方 格 子 の 消 滅 則 (systematic absence forface-centered cubic lattice)2) 外因性欠陥 (extrinsic defect)3) ファヤンス則 (Fajans’ rules)

4) 検量線 (calibration curve)

周期表の一部 (a part of periodic table of the elements)
Na理由 (Reason)

5) 共通イオン効果 (common-ion effect)72023 年 10 月，2024 年 4 月入学（October 2023 and April 2024 Admissions）
広島大学大学院先進理工系科学研究科博士課程前期（一般選抜）専門科目入学試験問題
Graduate School of Advanced Science and Engineering (Master’s Course), Hiroshima University
Entrance Examination Booklet (General Selection)（2023 年 8 月 24 日実施 / August 24, 2023）
応用化学
プログラム
受験番号
試験科目 応用化学（専門科目Ⅰ）(AppliedChemistry)
Applied Chemistry I
Program
Examinee’s Number M
Subject
スマートイノベーション(Smart Innovation)

問題３（Problem 3）続き（Continued）
５．NH4OH と NH4Cl をともに 100 mmol dm−3 の濃度で含む水溶液が 100 mL ある。以下の問いに答えよ。ただし，溶液はすべて標準状態 (25 °C，1 気圧) にあるとし，NH4OHの塩基解離定数 pKb は 4.74 とする。(Answer the following
questions for 100 mL of an aqueous solution containing NH4OH
and NH4Cl both at a concentration of 100 mmol dm−3. Assume thatall solutions are under standard conditions (25 °C, 1 atm). The basedissociation constant, pKb, for NH4OH is 4.74.)
1) この水溶液の pH を求めよ。(Answer pH of this aqueoussolution.)

３．ジルコニア (ZrO2) に関して，以下の問いに答えよ。
(Answer the following questions related to zirconia (ZrO2).)
1) ジルコニアの格子定数はイットリアを固溶させると下表に示すように変化した。固溶前後の結晶系の名前をそれぞれ答えよ。(The lattice constant of zirconia was changed asshown in the table below when yttrium was doped in zirconia.
Answer the name of each crystal system before and after doping.)
Pristine
ZrO2
Y-dopedZrO2

a / nmb / nmc / nmα/°β/°γ/°

0.514

0.521

0.531

90.099.2

90.00.515

0.515

0.515

90.090.090.02) この水溶液に 1.00 mol dm−3 HCl 水溶液を 1.00 mL 添加した後の pH を求めよ。(Answer pH after addition of 1.00 mLof 1.00 mol dm−3 HCl solution to this aqueous solution.)

2) Zr の 20 mol%を Y で置換したジルコニア－イットリア
固溶体の組成式 ZrxYyOz にあてはまる x，y，z をそれぞれ答えよ。(Answer x, y, and z that apply to the compositional formula
ZrxYyOz of zirconia-yttria solid-solution with 20 mol% Zr
substituted by Y.)

3) この水溶液に 1.00 mol dm−3 NaOH 水溶液を 2.00 mL 添加した後の pH を求めよ。(Answer pH after addition of 2.00
mL of 1.00 mol dm−3 NaOH solution to this aqueous solution.)
3) ジルコニア－イットリア固溶体は電気伝導性を示す。この材料における電荷キャリアを答えよ。
(Zirconia-yttria solidsolution is an electrical conductor. Answer the charge carrier in thismaterial.)
６．2 価の金属イオン M2+が配位子 L と 1:1 の錯体[ML]2+を形成するとき，等量の 0.100 mol dm−3 の M2+を含む水溶液と 0.100 mol dm−3 の L を含む水溶液を混合して得られる溶液中に存在する M2+の濃度 (mol dm−3) を求めよ。ただし，溶液はすべて標準状態 (25 °C，1 気圧) にあるとし，[ML]2+の錯形成定数 Kf を 1.00 × 108 mol−1 dm3 とする。(The divalent
metal ion M2+ forms a 1:1 complex [ML]2+ with the ligand L.
Answer the concentration (mol dm−3) of M2+ present in the solution
obtained by mixing an aqueous solution containing equal amountsof 0.100 mol dm−3 of M2+ and 0.100 mol dm−3 of L. Assume thatall solutions are under standard conditions (25 °C, 1 atm). The
complexation constant, Kf , for [ML]2+is 1.00 × 108 mol−1 dm3.)４．分子は電子対間の反発ができるだけ少なくなるような構造をとる。以下の問いに答えよ。(Molecules have structuresthat the repulsions between electron pairs are minimized as muchas possible. Answer the following questions.)
1) この理論は何と呼ばれるか，その名称を答えよ。
(Answer the name of this theory.)

2) この理論に基づき，次の a)～d)の分子の形を①～⑧のなかからそれぞれ選べ。(Based on this theory, choose the shape ofeach of the following molecules a)−d) from ①−⑧, respectively.)a) XeF6b) BeCl2c) SF4d) PCl5① 直線形 (linear)② 三方両錐形 (trigonal bipyramid)③ T 字形 (T-shape)④ 五角錐形 (pentagonal pyramidal)⑥ 平面四角形 (square planar)⑤ 折れ線形 (bent)⑦ シーソー形 (seesaw) ⑧ 八面体形 (octahedral)a)b)c)d)8