入試企画課
2019.04.10 15:48:43+09'00'平成 3
1年 度 入 学 試 験 問 題科里13
各科目100点満点《配点は，一般入試学生募集要項に記載のとおり。》

生

δ日ン日ン

一一
ペベ

1iA

A吐 口理物

物生化学(15〜32ページ）

地学(49〜63ページ）（注意）
1. 問題冊子および、解答冊子は監督者の指示があるまで聞かないこと。

2. 問題冊子は表紙のほかに 63ページである。また，解答冊子は表紙のほかに，0ページ，化学： 12ページ，生物： 12ページ，地学： 16ページ，である。
物理： 2

3. 問題は物理 3題，化学 4題，生物 4題，地学 4題である。
4. 試験開始後，選択した科目の解答冊子の表紙所定欄に学部名・受験番号・氏名をはっきり記入すること。表紙には，これら以外のことを書いてはならない。

5. く〉総合人間学部（理系）・理学部・農学部受験者は，物理・化学・生物・地学のうちから 2科目を選択すること。
。教育学部（理系）受験者は，物理・化学・生物・地学のうちから 1科目を選択すること

00医学部・薬学部受験者は，物理・化学・生物のうちから 2科目を選択すること。
く〉工学部受験者は，物理・化学の 2科目を解答すること。

6. 解答は，すべて解答冊子の指定された箇所に記入すること。
7. 解答に関係のないことを書いた答案は無効にすることがある。
8. 解答冊子は，どのページも切り離してはならない。
9. 問題冊子は持ち帰ってもよいが，選択した科目の解答冊子は持ち帰つてはならない。
0M10(773‑101)

学

化
化学問題

(4問題 100点）

I

次の文章（a), （耐を読み，問 1〜問 5に答えよ。解答はそれぞれ所定の解答欄に記入せよ。問題中の Lはリットルを表す。［X］は mol/Lを単位としたイオン X の濃度と.8×10 10(mol/L)2， ク ロ ム 酸 銀 の 溶 解 度 積 をし，塩化銀の溶解度積を 13.
6× 1012(mol/L)3，臭化銀の溶解度積を 5.
4× 10‑13(mol/L)2とする。数値は有効数字 2けたで答えよ。

（制沈殿生成を利用して，水溶液中の塩化物イオン濃度を定量することができる。塩化物イオンを含む水溶液にクロム酸カリウム水溶液を指示薬として加え，既知の濃度の硝酸銀水溶液を滴下すると，まず塩化銀の白色沈殿が生成する。さらに滴下をすすめるとクロム酸銀の暗赤色沈殿が生成し，滴定前に存在した塩化物イオンのほぼ全量が塩化銀として沈殿する。したがって，この時点を滴定の終点とすることで，試料溶液中の塩化物イオン濃度を見積もることができる。この滴定実験では，試料溶液を中性付近に保つ必要がある。これは酸性条件下では以下の反応(1)が起こり，また塩基性条件下では褐色の酸化銀が生成するためである。
ー唱EEai︶︵2CrOi一＋ 2H＋→ 2HCt04一→あ以下では，滴定過程において，試料溶液内の塩化物イオンとクロム酸イオンの濃度が変化する様子を，グラフを用いて考察しよう。図 1は，滴定前の塩化物イオン.0×10‑1mol/L，クロム酸イオン濃度を 1.0× 10‑3mol/Lとして，硝酸濃度を 1銀水溶液の滴下にともなう各イオンの濃度変化を，銀イオン濃度に対して示したグラフである。なお，試料溶液は中性とし，滴定による体積変化は無視する。硝酸銀.8× 10‑9mol/Lに達したときに塩水溶液を滴下すると銀イオン濃度が増加し， 1化銀が生成し始める。その結果，溶液内の塩化物イオン濃度は減少し始める。この‑15‑。

M10(773‑116)

とき，クロム酸イオン濃度はまだ変化しない。 さらに滴定をすすめて，銀イオン濃度 が 仁 己 mol
川之達したところで， クロム酸銀の生成が始まり，溶液内のクロム酸イオン濃度は減少する。クロム酸銀が生成し始めた時点が，滴定の終点に対応する。 こ の と き ， 溶 液 内 に 残 存 す る 塩 化 物 イ オ ン の 濃 度 は 仁 己 mol/Lである。 この値は，塩化物イオンの初期濃度と比べて非常に小さく，ほぼ全量が塩化銀として沈殿していると言える。
一方，滴定の終点において［Ag+]=[Cl一］が成立する場合，最初に溶液内に存在①していた塩化物イオンの濃度をより正確に定量することができる。ただし，図 1の実験条件ではそれが成立していない。

10°
101盟二時的吋

10‑
310‑
410‑
510‑
61.
8× 10910710‑
8I1メ10‑
7 10‑
6﹃一肘E︶幽鱒入﹄代﹂＼盤寸口︑︵凶＼︷︒E︶幽鱒λ﹄代﹂＼察記輯

︵凶＼目︒

10‑
20‑2104 103 1

銀イオン濃度（mol/L)
図1‑16‑0Ml0(773‑117)

問 1

問 2

あ｜にあてはまる適切な化学式等を記入せよ。

仁I]. 仁 己 に あ て は ま る 適 切 な 数 値 を 答 え よ 。

問 3 本滴定実験では，滴定前に加える指示薬の濃度を変えると滴定終点において溶液内に存在する各イオンの濃度が変わる。下線部①に関して，[Ag+]=[Cl一］，すなわち加えた銀イオンの物質量と滴定前に存在していた塩化物イオンの物質量が滴定終点で等しくなるためには，滴定前の試料溶液におけるクロム酸イオン濃度はいくらであればよいか答えよ。

(b) 銀イオン濃度の異なる 2つの水溶液を用いて，電池を作ることができる。図 2に示すように，過剰量の塩化銀により飽和した水溶液に塩化カリウムを加えて各イオンの濃度を調整した水溶液 Aと，過剰量の臭化銀により飽和した水溶液に臭化カリウムを加えて各イオンの濃度を調整した水溶液 Bを用意して，各水溶液に銀電極を浸した。以下では，電極表面で進行する反応は Ag++e‑ ~ Agのみであるとする。また，各水溶液は理想的な塩橋を通して電気的に接続されており，銀イオン，塩化物イオン，臭化物イオンは塩橋を通して移動しないとする。
ま ず ， 水 溶 液 A に つ い て ［Cl‑J=1.0× 10‑3mol/L， 水 溶 液 Bに

=1.0× 10 3mol/Lと し た 。 こ の と き 水 溶 液 A に つ い てついて［Br一J[Ag下 仁 日 mol/L
, 水溶液 Bについて［Ag＋ ］ ＝ 仁 口 mol/Lであるので，水溶液 A と水溶液 Bの銀イオン濃度に差がある。ここで両電極間をスイッチを入れて接続したところ，それぞれの銀電極表面においてこの濃度差を小さくするように反応が進行した。すなわち，水溶液 Aの電極表面では｛ア： 1. 酸化，2.還元｝反応が起こり，電流が電流計を通して｛イ： 1. 水溶液Aから水溶液 B, 2.水溶液 Bから水溶液 A｝の方向へ流れた。このとき，水溶液 A と平衡にある塩化銀の物質量は｛ウ： 1. 増加した，2. 減少した，3. 変化しなかった｝。このまま電流を流し続けたところ，水溶液 Aについて［Cl‑J=2.0× 10‑3mol/Lとなったところで，平衡状態に達し電流が流れなくなった。このとき，水溶液 Bについて[Br一 ］ ＝ 亡 己 mol/Lであった。

‑17‑<>MlO(773‑118)

スイッチ電流計

銀電極

銀電極

塩化銀水溶液 B水溶液 A

図2

問 4 仁日〜仁己にあてはまる適切な数値を答えよ。

問 5 ｛ア｝， ｛イ｝，｛ウ｝について｛｝内の適切な語句を選び，その番号を答えよ。

‑18‑<>MIO(773‑119)

化学問題

I

次の文章（利，（b）を読み，問 1〜問 5に答えよ。解答はそれぞれ所定の解答欄に記入せよ。

(a) 分子や多原子イオンを構成する化学結合は，電子式を用いて表すことができる。

図 1の例のように，価電子からなる電子対は，それぞれの原子の周りに 4組（水素原子の場合は l品 置 さ れ る と す る 。 電 子 対 に 比 仁 己 結 合 を 形 成 す る
仁 己 電 子 対 と ， 亡 己 結 合 を 形 成 山 な い 仁 己 電 子 対 の 2種類がある。電子対には他の電子対と反発する性質がある。

UHH0Hn:o::o

図 1 02と H3Q＋の電子式の例

2種類の異なる元素 Eおよび元素 Zからなる分子を考える。この分子では 1つのE原子が中心原子となり周囲の複数個の Z原子と結合を形成し， Z原子間の結合はないものとする。このとき， Z原子は， E原子周りのすべての電子対の間の反発が②最小になるように配置されるとする。ここで，異なる種類の電子対や異なる種類の結合の聞の反発の大きさの違いを無視する。以上のように考えると， E原子と Z原子からなる分子について，代表的な化合物とその分子の形は表 1のようにまとめられる。

一 19‑<>MIO(773‑120)表1化合物名

分子の形

中心原子（ E原子）の周りの電子対の組数｜電子対

アイ｜電子対ウ

直線形4エオ

折れ線形

カ2メタン

正四面体形

キクケ

三角
す
錐い形

3コ

問 1 文章（a）および表 1の 仁 己 〜 仁 己 に あ て は 吋 切 な 語 ま た は 数
字を答えよ。ただし，仁己，亡己，仁己にあてはまる化合物は，それぞれ次の 5つの条件を満たすものとする。
・各化合物において， Eおよび、 Z原子は，炭素，水素，酸素，窒素のいずれかである。
−電気的に中性である。

.z原子の数は 2または 3である
．不対電子がない

00・常温常圧で安定である。

問 2 ニトロニウムイオン N02＋は l価の多原子イオンで，窒素原子が中心原子となり 2つの酸素原子と結合している。また，酸素原子問の結合はない。次の(1),(2）の問いに答えよ。
(1) ニトロニウムイオン N02＋の電子式を，価電子の配置が下線部①の規則に従うとして，図 1の例にならって lつ記せ。
(2）酸素原子の配置が下線部②の規則に従うとき，ニトロニウムイオン N02+の形を，表 1にあげた分子の形から選んで答えよ。

‑ 20‑OMlO(773 121)

容器 1内の全圧 pをKpの 仁 司 倍 に し た 後 ， コ ッ ク 加 に 開 い た 。 式(1)の反応が平衡状態に達したとき，容器 1および容器 2に含まれる Aの物質量の合計
は，コックを聞く直前に容器 1に 含 ま れ 吋

容器 2
容器 1V1

コック
，町、
yV
2=2V
1

図2

問 3 仁司〜仁己にあてはまる適切な式を答えよ。

問 4 仁己，[TIにあてはまる適切な数値を答えよ。

問 5 仁日にあてはまる適切な数値を，途中の計算も示して答えよ。

‑ 22‑0M10(773‑123)化学問題皿次の文章（a),(b）を読み，問 1〜問 7に答えよ。解答はそれぞれ所定の解答欄に記入せよ。構造式は記入例にならって記せ。なお，原子の同位体や化合物の光学異性体に.0, C=12.0, 0 =16.0とす
ついては考慮しないこととする。原子量は， H =1る。

構造式の記入例：
HO， 〆 タ0'C'"'H／グ＼、.，..N02rグ

A.
、グ、、＂＇I II II

H3C,,,,N ，ノ、~、C'NHっ（＇H3C， ノ 、 ノCH2 ""'(a) ベンゼン（C5H5）は，y‑06個の炭素原子が同一平面上で結合した正六角形の環状構造をもっ。これらの炭素原子聞の結合は長さ・性質ともにすべて同等であり，単結合と二重結合の中間的な状態にある。これらの炭素原子は，いず、れも環境が同じであり，化学的な性質および反応性が等しい。すなわち，ベンゼンの 6個の炭素原子は化学的に等価な炭素原子である。このベンゼン環の特性を考慮すると，図 1に示キシレンでは①〜④の同じ番号を付した炭素原子は互いに化学的に等価な炭す o−素原子である。一方，異なる番号を付した炭素原子は化学的に非等価な炭素原子である。このように，分子構造の対称性に基づいて化合物が何種類の化学的に非等価な炭素原子から構成されるかを考えることは，有機化合物の構造決定を行う際に重要である。

図1‑ 23‑

OM10(773‑124)分子式が C
9H12で表される 8つの芳香族化合物（ A〜 H）を，何種類の化学的に非等価な炭素原子で構成されるかによって分類する。化合物 Aには 3種類の化学的に非等価な炭素原子があり，化合物 Bと化合物 Cにはそれぞれ 6種類の化学的に非等価な炭素原子がある。化合物 Cは工業的に重要な化合物として知られ，空気酸化した後に分解することでフエノールとともに仁己を与える。
化合物 Dと化合物 Eにはそれぞれ 7種類の化学的に非等価な炭素原子があり，化合物 F，化合物 G，および化合物 Hのいずれにも化学的に等価な炭素原子がない。
化合物 Dは過マンガン酸カリウム水溶液と反応し，炭素原子数の減少をともなって，安息香酸を与える。過マンガン酸カリウム水溶液を用いる同様の反応により，化合物 E7J'G肌 合 物 lが得られる。化合物 lは 仁 己 と の 反 抗 よ り ， ペ ットボトルの原料として用いられているポリエステル系合成繊維を与える。

問 1 仁己，仁己にあてはまる適切な化合物名または構造式を記せ。

問 2 化合物 A, B, Dの構造式をそれぞれ記せ。

問 3 化合物 Aに濃硝酸と濃硫酸の混合物を反応させると，主な生成物として化合物 Jが得られた。化合物 Jにスズと濃塩酸を作用させた後，強塩基で処理すると，化合物 Kが得られた。化合物 Jおよび、化合物 Kはいず、れも化学的に非等価な炭素原子の種類の数が化合物 Aと同じ 3種類であった。化合物 Jおよび、化合物 Kの構造式を記せ。

問 4 化合物 Eから化合物｜を得る反応において，化合物 Eの物質量の 80.
0% が化 合 物 1になった。得られた化合物｜をすべて完全燃焼させると， CO2が88.0g排出された。この反応で用いた化合物 Eの質量は何 gか。有効数字 3けたで答えよ。

‑ 24‑<>M10(773‑125)化学問題町次の文章（a),(b）を読み，間 1〜問 6に答えよ。解答はそれぞれ所定の解答欄に記入せよ。

(a) アルデヒド基をもっ単糖は，アルドースと呼ばれる。図 1の一般式で表されるアn=1)は，不斉炭素原子を l個有し，ルドースのうち，炭素数が 3のアルドース （2種類の立体異性体が存在する。これらは互いに鏡像異性の関係にあり，重なり合わない。図 2aに示すように，これらの構造においてー・圃は紙面の表（手前）側に向かう結合を，， 111111111は紙面の裏（奥）側に向かう結合をそれぞれ示している。また，図 2bのような表記法もあり，左右方向の結合は紙面の表（手前）側に向かう結合を，上下方向の結合は紙面の裏（奥）側に向かう結合をそれぞれ示し，図 2aと同じ構造を表している。また，この表記法ではアルデヒド基を上下方向のいちばん上に書くこととする。

CHO(CHOH)nCH20H
図1b

鏡CHO

国OHC

H‑Q‑OH 関 HO‑Q‑H
CH20H 闘 HOH2C

鏡CHO

OHC

H‑C‑OH

HO‑C‑H

CH20H

HOH2C

図2

アルドースは様々な化学反応を受けやすい。図 2bで説明した表記法を用いて，
図 3に炭素数が 4のアルドース（図 1 :n=2）の反応例を示す。アルドースを硝酸で酸化すると，ジカルボン酸 Aが得られる（図 3 ：反応 1）。また，アルドースに対‑ 27‑

0M10(773‑128)

して適切な条件下で反応を行うと，点線で囲った部分で分解が起こり，炭素が l個減少した Bが生成する（図 3 ：反応 2）。ただし，これらの反応過程で，不斉炭素原子に結合したヒドロキシ基の立体的な配置は変化しないものとする。

COOH

反応 1［↑HO !/．，

H‑C‑OH
HO‑C‑HCOOH

H‑C‑OHIA

HO‑C‑H
CH20H

CHO＼主巴HO‑C‑Hー−

CH20H

B

図3

炭素数が 4のアルドース（図 1 :n=2）は，不斉炭素原子を 2個もつことから，鏡像異性体を含めて 4種類の立体異性体が存在する。これらを反応 1で酸化すると①

酒石酸が得られる。酒石酸は不斉炭素原子を 2個もつが， 3種類の立体異性体しか存在しない。なぜなら，図 4において Cは Dの鏡像異性体であるが， Eは鏡に映した Fと重なり合うことから， Eと Fは同じ化合物であるためである。 E（あるいはF）のように，不斉炭素原子をもちながら鏡像異性体が存在しない化合物には，分②子内に対称面がある。

鏡鏡
COCH
持 ーC一 OH

HO‑C一 H
COOH

CHOOC
HO‑C‑Hー OH
H一 Cー

COOH
HO‑C‑HHOOC
Hー Cー OH

一醐＋……←対称面
HO‑C‑H

HOOC

COOH

DE

H‑C一OHHOOC

F

図4‑ 28‑<>MIO(773‑129)

問 1 下線部①の 4種類の立体異性体に対して反応 2を行うと， 2種類の生成物が得られた。これら 2種類の生成物の構造式を，図 3で用いた表記法を使って記せ。

問 2 図 5に示した炭素数が 5のアルドース（図 1:n=3）に対して反応 1を行つた場合，その生成物の鏡像異性体が存在しないものを，下線部②に基づいて（あ）〜（く）からすべて選べ。

CHO
H‑C‑OH

CHO

CHO

CHO

HO‑C‑H

HO‑C‑H

H‑C‑OH

HO‑C‑H

HO‑C‑H

H‑C‑OHH‑C一OHH一 C一 OH

H‑C‑OH

H‑C‑OH

H‑C‑OH

CH20H

CH20H

CH20H

CH20H

（あ）

(L¥)

（う）

（え）

CHO

CHO

CHO

HO‑C‑H

HOー C‑H

H‑C‑OH

HO‑C‑H

HO‑C‑H

H‑C‑OH
H‑Cー OH

H‑C‑OHCHO

HO‑C‑HHO‑C一 H

HO‑C‑H

HO‑C‑H

CH20H

CH20H

CH20H

CH20H

（お）

（か）

（き）

（く）

図5

問 3 化合物 Gは図 5の（あ）〜（く）のいずれかである。 Gに対して反応 1を行うと，鏡像異性体をもっ化合物が得られた。また Gに対して反応 2を行うと化合物 Hが生成し，続いて反応 1で酸化すると，図 4の E（あるいは F）が得られた。このような条件を満たす GとHには，それぞれ複数の構造が考えられる。
Hとして考えられる構造式を，図 3で用いた表記法を使ってすべて記せ。さらに， G として考えられるものを（あ）〜（く）からすべて選べ。

‑ 29‑<>MIO(773‑130)

(b）持続可能な発展に向けて，資源循環や環境保全に配慮した素材開発が求められている。これに関する下の（ i,)(ii）の文章を読み，問 4〜問 6に答えよ。

(i) ナイロン 66やナイロン 6と同じ官能基を有し，化学式が C11H21NOで表される構造を繰り返しもつ高分子がある。ナイロン 66やナイロン 6は石油を原料として合成される高分子であるのに対し，この高分子は植物油脂を原料とする化合物 lを重合することで合成され，自動車部品などに使われている。なお，化合物lは分岐のない炭化水素鎖の両端にそれぞれ異なる官能基を 1つずつ有する。

一方，化学式が C5H1002で表される化合物 Jを重合することで合成される高分子がある。化合物 Jと，ナイロン 6の合成に用いられるモノマーは，それぞれの重合に関与する官能基以外の構造が同じである。この化合物 Jを重合して得られる高分子は，生分解性を示すため，生コミ堆肥袋や漁網に用いられている。

問 4 化合物 I, Jの構造式を以下の記入例にならって記せ。

構造式の記入例：
0 H

0｜ ｜ ｜ ｜ ｜CH3一C‑N一（CH2b一C‑0ーCH3あるいは0 H

0｜ ｜ ｜ ｜ ｜一

CH3 C‑NーCH2一CH2‑CH2‑Cー0ーCH3

この問題は，次のページに続いている。
‑30‑

OM10(773 131)

(ii) 植物油脂由来のオレイン酸を原料とするヒドロキシ酸である化合物 Kがある。

化合物 Kの炭素数はオレイン酸と同じである。化合物 Kは分岐のない炭化水素鎖の両端にそれぞれヒドロキシ基とカルボキシ基を有する。
一方，二糖である化合物しは， /3−
グルコース（図 6)2分子が，一方の分子のCl原子ともう一方の分子の C2原子の問でグリコシド結合を形成したものである。

6CH20HHOH

図 6 数字 I〜 6は βーグルコース分子中の炭素原子の番号を示し，それぞれの炭素原子を問題文中で Cl〜C6と表記する。

ここで， l分子の化合物 Kと 1分子の化合物しから得られる化合物 Mがある。
化合物 Mは，化合物 Kと化合物しが，立体配置を保持したまま， 2箇所で分子間脱水縮合した化合物である。化合物 Mはフェーリング液を還元しない。化合物 M
において，化合物 Kに由来するカルボキシ基は，化合物 Lのグリコシド結合にCl原子を与えた 3/−グルコースの C4原子のヒドロキシ基と脱水縮合している。
化合物 Mは界面活性作用を示す。一方，化合物 Mに含まれる一つの結合をある条件で加水分解して得られる化合物 Nがある。化合物 Nもフェーリング液を還元しない。化合物 Nは pHに依存して変化する界面活性作用を示す。
③問 5 図 6に示す 3ーグルコースの構造を参考にして，化合物しの構造を示せ。
また，化合物しのヒドロキシ基に関して，化合物 Mにおいて化合物 Kのヒドロキシ基と脱水縮合しているヒドロキシ基を丸＜O）で化合物 Kのカルボキシ基と脱水縮合しているヒドロキシ基を四角（口）で固め。

‑ 31‑<>MlO(773‑132)

問 6 下線部③に関する次の文章を読み，｛け｝〜｛せ｝のそれぞれで適切な語句を選び，その番号を答えよ。

. グリコシド， 2. エステル，化合物 Nは化合物 Mの｛け： 1結合が加水分解された構造をもち，｛こ： 1. アルデヒド，3. エーテル｝

2. ヒドロキシ，3. カルボキシ｝基を有する。｛こ｝基は pHを 4から 9に変化させるとその電離度が大きく変わる。 pHが 4の水溶液中では，大部分の｛こ｝基は｛
さ： 1. 電離し，2. 電離せず｝，その結果として｛し： 1. 化合物 K,. 親水性，2. 化合物 L｝に由来する部分構造がより｛す： 12. 疎水性｝を示すようになる。したがって，化合物 Nは， pHが 4の水溶液中では，｛し｝に由来する部分構造を内側に，｛せ： 1. 化合物 K, 2. 化合物 L｝に由来する部分構造を外側にして集合し，ミセルを形成する。

化学問題は，このページで終わりである。
‑32‑<)M10(773‑133)