（令和 5 年度前期日程）

化学
120

注意事分項

1．試験開始の合図までこの問題冊子を開かないこと。
2．本問題冊子は 30 ページ，答案用紙は 1 ページである。
3．各答案用紙の右上枠内には，受験番号を記入し，左上段の枠内には，受験番号の下 2 桁の数字を忘れずに記入すること。
4．解答はすべて答案用紙の所定欄に明瞭に記入すること。
5．問題冊子は切りはなさないこと。
6．答案用紙に記入する受験番号および解答の数字の字体は，下記の例にならい，明瞭に記入すること。

7．解答上の注意は，裏表紙に記載してあるので，この問題冊子を裏返して必ず読むこと。ただし，問題冊子を開いてはいけない。

試験問題は，つぎのページより始まります。

第Ⅰ問 （50 点満点）
問題 1 と問題 2 については， 1 つまたは 2 つの正答がある。答案用紙の所定の枠の中に，正答の番号を記入せよ。問題 3 と問題 4 と問題 5 については，所定の枠の中に， 0 から 9 までの適当な数字を 1 枠に 1 つ記入せよ。

1

つぎの記述のうち，正しいものはどれか。

1．第 4 周期に属するハロゲンの単体は，常温，常圧で固体である。
2．Ca 2+ の最外電子殻には，収容できる最大数の電子が配置されている。
3．Li，Na，K の単体の中で，Li は密度が最も小さくて融点が最も低い。
4．K +，Ca 2+，Cl -，S 2- のうち，イオン半径が最も大きいのは S 2- である。
5．赤リンは空気中で自然発火する。
6．黒鉛では，各炭素原子が別の炭素原子 4 個と共有結合を形成している。
7．鉄と銅はいずれも，塩酸と反応して水素を発生する。

1

（下書き2用紙）

2

つぎの記述のうち，誤っているものはどれか。

1．塩化鉄（Ⅲ）水溶液にチオシアン酸カリウム水溶液を加えると，溶液は血赤色となる。
2．酸化マンガン（Ⅳ）は，塩素酸カリウムから酸素を発生させる触媒として使用される。
3．Zn 2+，Cu 2+，Ag + をそれぞれ別に含む 3 種類の水溶液に，少量の水酸化ナトリウム水溶液を加えると，いずれも水酸化物の沈殿が得られる。
4．銅，チタン，ニッケル，パラジウム，および銀は，すべて遷移元素である。
5．過マンガン酸イオンは，硫酸酸性水溶液中で酸化剤としてはたらく。
6．1 mol の酸化鉄（Ⅲ）を 2 mol の一酸化炭素で還元すると，単体の鉄が 2 mol 生成する。
7．亜鉛，スズ，アルミニウム，および鉛は，すべて両性金属（両性元素）である。

3（下書き4用紙）

3下 の 問 に 答 え よ。 た だ し， ナ ト リ ウ ム の 原 子 量 は 23．0， フ ァ ラ デ ー 定 数 は9．65 # 10 4 C/mol とする。

問ⅰ

電解槽に 0．100 mol/L の塩化ナトリウム水溶液を 500 mL 入れ，炭素電極を用いて電気分解を行った。一定電流を 5．
00 # 10 3 秒間流すと，標準状態で0．224 L の気体が発生した。電気分解を行ったときの電流はいくらか。解答は小数点以下第 3 位を四捨五入して，下の形式により示せ。ただし，発生した気体は理想気体としてふるまい，水に溶解せず，互いに反応しないものとする。

0．
問ⅱ

A

電気分解を終えた問ⅰの水溶液に単体のナトリウムを加えると，気体が発生した。ナトリウムが完全に反応したのち，1．00 mol/L の塩酸を 16 mL 加えた
ところ，中和点に達した。加えたナトリウムの質量はいくらか。解答は小数点以下第 3 位を四捨五入して，下の形式により示せ。

0．

g5（下書き6用紙）

4

25 ℃ で，0．320 mol/L の塩化鉄（Ⅲ）水溶液の pH を変化させたところ，pH がある値を超えると水酸化鉄（Ⅲ）が沈殿しはじめた。この pH の値を下の形式により示せ。ただし，25 ℃ での水酸化鉄（Ⅲ）の溶解度積は 4．
00 # 10 -38（mol/L）4，水のイ2オン積は 1．
00 # 10 -14（mol/L）とする。また，10 0．3 = 2．
00，10 0．5 = 3．
16 とする。

．

pH =7（下書き8用紙）

5

イオン結晶 A と B はいずれも陽イオン M + と陰イオン X - からなる。結晶 A，Bに関するつぎの問に答えよ。ただし，結晶中のイオンはすべて球とみなす。また，r = 3．14， 2 = 1．41， 3 = 1．73 とする。

結晶 A は塩化セシウム型の構造をもつ。単位格子は立方体で各頂点に X -問ⅰが位置し，単位格子の中心に M + が位置する。また，最も近い M + と X -，および最も近い X - と X - は互いに接しているものとする。M + のイオン半径をrr +，X - のイオン半径を r - とすると， + はいくらか。解答は小数点以下第r2 位を四捨五入して，下の形式により示せ。

．
問ⅱ

結晶 B は塩化ナトリウム型の構造をもつ。また，M + と X - のイオン半径は結晶 A と同じで，最も近い M + と X - は互いに接しているものとする。原子やイオンが結晶内で占める体積の割合を充填率という。結晶 A の充填率をfBf A，結晶 B の充填率を f B とすると，はいくらか。解答は小数点以下第 3fA位を四捨五入して，下の形式により示せ。

0．

9（下書き10用紙）

第Ⅱ問 （50 点満点）
問題 6 ，問題 7 と問題 8 については， 1 つまたは 2 つの正答がある。答案用紙の所定の枠の中に，正答の番号を記入せよ。問題 9 については，所定の枠の中に， 0から 9 までの適当な数字を 1 枠に 1 つ記入せよ。問題 10 については，指示にしたがって所定の枠の中に適切な式を記せ。

6

下図はある純物質の状態図である。この物質に関するつぎの記述のうち，誤っているものはどれか。

1．点 A における温度よりも低い温度でこの物質を昇華させることができる。
2．点 A を除く曲線 AB 上のある点における温度を，その点の圧力におけるこの物質の融点あるいは凝固点という。
3．曲線 AC をこの物質の蒸気圧曲線という。
4．点 D の温度と圧力のとき，この物質の状態は気体である。
5．温度一定の条件下で圧力を上げることにより，この物質を固体から液体に変化させることができる。
6．各状態におけるこの物質の比熱は温度によらず一定とし，点 E における比熱を H［J/（g・K）］，点 F における比熱を H［J/（g・K）］とする。この物質を一定の12
圧 力 P で 点 E か ら 点 F に 変 化 さ せ た と き， こ の 物 質 1 g が 吸 収 す る 熱 量 は
圧力+ H（T［J］である。
H（T12 - T 1）
23 - T 2）

BD［Pa］PCEFA

T1 T211T3温度［K］

（下書き12用紙）

7

つぎの化学反応⑴，⑵に関する記述のうち，正しいものはどれか。

2 H2O22 H2O + O2⑴2 NH 3⑵N2 + 3 H21．反応⑴における H 2 O 2 の分解速度に対する O 2 の生成速度の比の値は，反応の進行とともに減少する。
2．反応⑴の反応速度は，H 2 O 2 の濃度の 2 乗に比例する。
3．反応⑴の反応速度定数は，H 2 O 2 の濃度や温度に依存せず常に一定である。
14．反応⑴では，温度一定で活性化エネルギーの値がになると，O 2 の生成速
2度は 2 倍となる。
5．反応⑵にしたがって N 2 と H 2 から NH 3 を合成するとき，反応開始から平衡状態に達するまでの時間は，その反応気体の分圧が高くなると短くなる。
6．反応⑵では全圧一定で温度が高くなると，平衡状態での NH 3 のモル分率が増大する。

※本設問は，本文中の記述のうち正しいものを１つ若しくは２つ選択するものでしたが，正解が存在せず，問題として成立しないことが判明しました。

13

（下書き14用紙）

8

気体に関するつぎの記述のうち，誤っているものはどれか。ただし，圧力を p，pV
体積を V，物質量を n，気体定数を R，絶対温度を T としたときに，Z =nRTとする。

1．実在気体において，分子間力を無視し，分子自身の体積の影響のみを考慮すると，Z は 1 より小さくなる。
2．300 K，1 # 10 7 Pa の状態より，400 K，1 # 10 5 Pa の状態の方が，水素分子の Z は 1 に近い。
3．標準状態では，メタンの Z よりアンモニアの Z の方が小さい。
4．気体を水上置換で捕集するとき，水温が高いほど捕集される気体の純度は低下する。
Vの理想2気体 B がある。A と B を体積 2V の 1 つの容器に入れて温度 2T にすると，全圧5．温度 T，圧力 p，体積 V の理想気体 A と，温度 T，圧力 2p，体積は 2p になる。ただし，ＡとＢは化学反応しないものとする。
6．室温での水の飽和蒸気圧を p とする。室温でアルゴンと水蒸気を 1 つの容器にpであった。これを温度一定のまま入れ，全圧を 4p としたとき，水蒸気圧は2圧縮し，全圧を 6p にした。すべての気体は理想気体としてふるまうものとすると，アルゴンの分圧は 5p である。

15

（下書き16用紙）

9

右 図 の 容 積 一 定 の 断 熱 容 器 内 に 水 1．
0 L と CO 2
5．9 # 10 -2 mol を入れ，CH 4 と O 2 を密封した体積一定

断熱容器

上部スペースコックの反応容器を水中に沈めて，293 K で平衡状態にした。
このとき，図の矢印で示す空間（上部スペース）の CO 2
反応容器の圧力は 1．0 # 10 5 Pa であった。
その後，CH 4 を完全燃焼させたところ，反応容器の外 側 の 水 温 が 313 K に 上 昇 し た。 続 い て 反 応 容 器 のピストン

水

コックを開けて，ピストンを動かして反応容器内の気体をすべて上部スペースに移動させ，313 K で平衡状態にした（状態 A）。
つぎに示す値を用いて，下の問に答えよ。なお，CO 2 は理想気体としてふるまい，水の体積は温度や圧力および気体の溶解によらず一定とし，CH 4 の燃焼で発生した熱量は反応容器外の水を 293 K から 313 K まで変化させるのに必要な熱量に等しいとする。
水の比熱 4．2 J/（g・K），水の密度 1．0 g/cm 3
圧力 1．0 # 10 5 Pa のときの水 1．0 L に対する CO 2 の溶解度
3．9 # 10 -2 mol（293 K），2．4 # 10 -2 mol（313 K）
反応容器内で CH 4 1 mol が燃焼するときに発生する熱量 8．4 # 10 2 kJ

問ⅰ

状態 A において上部スペースにある CO 2 の物質量はいくらか。状態 A における CO 2 の分圧を p［Pa］として下の形式により示せ。

# 10 -7 # p［mol］．
問ⅱ

p［Pa］はいくらか。解答は下の形式により示せ。

# 10 5 Pa．
17

（下書き18用紙）

10C 2 H 6 の燃焼反応の反応熱 Q は，つぎの熱化学方程式により表される。

+C 2 H（気）67O（気）= 2 CO（気）+ 3 H 2 O（気）+ Q［kJ］
222

また，つぎの表はそれぞれの分子中の結合をすべて切断し，気体状態の個々の原子に分解するために必要なエネルギー（解離熱）を示す。

分子解離熱［kJ/mol］

O（気）2E1CO（気）2E2H 2 O（気）E3CH（気）4E4

C 2 H 6 中の C C の結合エネルギーを，Q および E 1〜E 4 を用いて表せ。ただし，すべての反応熱と解離熱は 25 ℃，1．013 # 10 5 Pa における値とし，Cエネルギーは，分子の種類によらず同一であるものとする。

［kJ/mol］

19H の結合（下書き20用紙）

第Ⅲ問 （50 点満点）
問題 11，問題 12 と問題 14 については， 1 つまたは 2 つの正答がある。答案用紙の所定の枠の中に，正答の番号を記入せよ。問題 13 については，所定の枠の中に， 0 から 9 までの適当な数字を 1 枠に 1 つ記入せよ。問題 15 については，指示にしたがって所定の枠の中に適切な構造を記せ。

11

分子式 C10 H 14 で表される芳香族化合物に関するつぎの記述のうち，誤っているものはどれか。ただし，鏡像異性体は考慮しないものとする。

1．不斉炭素原子をもつものの数は， 1 である。
2．他の炭素原子 4 つと結合した炭素原子をもつものの数は， 1 である。
3．CH 3 CH 2 CH 2 の構造をもつものの数は， 4 である。
4．ベンゼン環に直接結合した水素原子が 3 つであるものの数は， 6 である。
5．過マンガン酸カリウム水溶液を用いてベンゼン環に結合した炭化水素基を十分に酸化したのち，酸性にするとテレフタル酸を生じるものの数は， 2 である。
6．すべての炭素原子が常に同一平面上に位置するものの数は， 3 である。

21

（下書き22用紙）

12

カルボン酸Ａ〜Ｈに関するつぎの記述ア〜カを読み，下の問に答えよ。

ア．Ａは，エチレンを塩化パラジウム（Ⅱ）と塩化銅（Ⅱ）を触媒として酸化したのち，硫酸酸性の二クロム酸カリウム水溶液と反応させることで得られる。
イ．Ｂは飽和脂肪酸であり，銀鏡反応を示す。
ウ．Ｃは分子式 C 2 H 2 O 4 で表される二価カルボン酸である。
エ．Ｄは分子式 C 3 H 6 O 3 で表され，不斉炭素原子を 1 つもつ。
オ．ＥとＦは分子式 C 4 H 4 O 4 で表される二価カルボン酸であり，互いに立体異性体の関係にある。Ｅを 160 ℃ で加熱すると，分子内で脱水反応が進行して酸無水物となる。
カ．ＧとＨは天然の油脂を加水分解すると得られる高級脂肪酸であり，炭素数は等しい。同じ物質量のＧとＨをそれぞれヨウ素と完全に反応させると，Ｈの方がより多くのヨウ素と反応する。

問

つぎの記述のうち，誤っているものはどれか。

1．Ａは，微生物による発酵を利用して，エタノールからつくることができる。
2．ＢはＡよりも強い酸性を示す。
3．1 mol のＣに，十分な量の硫酸酸性の過マンガン酸カリウム水溶液を反応させると，2 mol の二酸化炭素が発生する。
4．ＦはＥよりも水に対する溶解度が大きい。
5．Ｈのみを構成脂肪酸とする油脂の融点は，Ｇのみを構成脂肪酸とする油脂の融点より低い。
6．Ａ〜Ｆのうち，ヨードホルム反応を示すものは， 1 つである。
7．Ａ〜Ｆのうち，縮合重合の単量体になりうるものは， 3 つである。

23

（下書き24用紙）

13

トリペプチドＡに関するつぎの記述ア〜オを読み，下の問に答えよ。ただし，各元素の原子量は，H = 1，C = 12，N = 14，O = 16 とする。

ア．Ａは，分子量が 250 より大きく，環構造をもたない。
イ．Ａは，下の 1 〜 5 に示す a アミノ酸のうち， 2 種類以上の a アミノ酸の脱水縮合により得られる。

1．グリシン（分子式 C 2 H 5 NO 2，分子量 75）
2．セリン（分子式 C 3 H 7 NO 3，分子量 105）
3．リシン（分子式 C 6 H 14 N 2 O 2，分子量 146）
4．アスパラギン酸（分子式 C 4 H 7 NO 4，分子量 133）
5．グルタミン酸（分子式 C 5 H 9 NO 4，分子量 147）

ウ．Ａを構成する a アミノ酸の混合物を，pH が 6．0 の緩衝溶液中で電気泳動すると，陽極側に移動する a アミノ酸と，ほとんど移動しない a アミノ酸があった。陰極側に移動する a アミノ酸はなかった。
エ．ウの電気泳動でほとんど移動しなかった a アミノ酸は 1 種類であり，また不斉炭素原子をもたない。
オ．Ａを完全燃焼させると，得られた二酸化炭素と水の質量比は 44：15 であった。

問

Ａを 1 プロパノール（分子式 C 3 H 8 O）と反応させてＡのカルボキシ基をすべてエステル化すると，化合物Ｂが得られた。Ｂの分子式を例にならって示せ。

（例） C 5 H 11 NO 2 の分子式：
0C511H1N252O

（下書き26用紙）

14

高分子化合物Ａ〜Ｃに関するつぎの記述ア〜ウを読み，下の問に答えよ。ただし，各元素の原子量は，H = 1，C = 12，O = 16 とする。

ア．酢酸ビニルを付加重合させるとＡが得られる。
イ．Ａを水酸化ナトリウム水溶液で加水分解するとＢが得られる。
ウ．繊維状のＢをホルムアルデヒド水溶液で処理するとＣが得られる。

問

つぎの記述のうち，誤っているものはどれか。

1．Ａは熱可塑性樹脂として用いられる。
2．Ａと同様に付加重合で得られる高分子化合物には，ポリアクリロニトリルがある。
3．イの加水分解反応は，可逆的に進行する。
4．Ｂのコロイド溶液を細孔から飽和硫酸ナトリウム水溶液中に押し出すと，繊維化する。
5．Ｃは分子内に残存するヒドロキシ基によって適度な吸湿性を示す。
6．88 g のＢとホルムアルデヒドを反応させると 92 g のＣが得られた。このとき，Ｂのすべてのヒドロキシ基に対して，Ｃに残存するヒドロキシ基の割合は67 ％ である。
7．Ｃは漁網やロープに用いられる。

27

（下書き28用紙）15

炭素，水素，酸素からなる化合物Ａに関するつぎの記述ア〜カを読み，下の問に答えよ。ただし，各元素の原子量は，H = 1，C = 12，O = 16 とする。

ア．Ａは 3 つのフェニル基（C 6 H 5 ）をもち，フェニル基のベンゼン環以外に不飽和結合や環状構造を含まない。
イ．Ａは 1 価アルコールであり，不斉炭素原子をもつ。
ウ．Ａと酢酸を脱水縮合させると，分子量 330 の化合物が得られた。
エ．Ａに硫酸酸性の二クロム酸カリウム水溶液を加えて加熱すると，カルボニル化合物が得られた。
オ．Ａの脱水反応により生じうるアルケンには，シス トランス異性体が存在するものがある。
カ．Ａの 3 つのフェニル基のいずれか 1 つを水素原子に置き換えて生じる化合物は，すべて不斉炭素原子をもつ。

問

Ａの構造式を例にならって示せ。

（例）

CH 3CH 3CH O

CH CH 229OH

（下書き30用紙）

化学の問題は大きな 3 つのグループ，第Ⅰ問（問題 1 〜 5 ），第Ⅱ問（問題 6 〜10），第Ⅲ問（問題 11〜15）から構成されている。

注意Ⅰ

問題 1 ，問題 2 ，問題 6 ，問題 7 ，問題 8 ，問題 11，問題 12，問題 14 については， 1 つまたは 2 つの正答がある。答案用紙の所定の枠の中に，正答の番号を記入せよ。

解答例：

1 水はどんな元素からできているか。
1．水素と窒素

12．炭素と酸素
3．水素と酸素

133または4．窒素と酸素

2 水を構成している元素は，つぎのうちどれか。

解答例：

1．水素22．炭素
3．窒素

1244または14．酸素
注意Ⅱ

問題 10，問題 15 については，指示にしたがって答案用紙の所定の枠の中に適切な数値や式あるいは構造を記せ。
注意Ⅲ

その他の問については，答案用紙の所定の枠の中に， 0 から 9 までの適当な数字を 1 枠に 1 つ記入せよ。

解答例：

3 ベンゼン分子は何個の炭素原子で構成されているか。
30

解答例：

64 つぎの問に答えよ。

問ⅰ

水分子には何個の水素原子が含まれているか。

問ⅱ

水分子には何個の酸素原子が含まれているか。

4ⅰ2ⅱ個

1個