一般入試／化学（前期）
出題のねらい【５】 人体に含まれる様々な金属元素を題材とした、空所補充式を含んだ基本的な知識を問う問題です。１族

一般（前期）の化学は、化学基礎・化学からの出題で、元素の炎色反応や２族元素の化合物の化学式、鉄イ化学基礎からは基本的な問題が出題されました。物質のオンの反応、合金などの知識が身についているかが問状態や性質、反応の仕組みの基礎知識が身についている

われました。二クロム酸カリウムと過酸化水素の酸化還か、組成や反応量から物質を特定できるかが問われていま

元反応の化学反応式を、電子を含む反応式からつくす。また、今回は、ヨウ素デンプン反応に関して、論述形れたかどうかがポイントです。

式で問われました。
【１】【１】 原子の構造に関する、設問文の空所補充式を含ん 【解 答】（30 点）
だ基本的な知識を問う問題で、原子の構造、同位体、分子の電子式や性質が問われました。塩素の二種類の同位体からできる塩素分子について、質量の異なる分子の種類やその存在比を考えられたかがポイントです。
【２】 カルボン酸とエステルの性質と反応に関する、設問
文の空所補充式を含んだ問題です。種々のカルボン（１）ア 電子

イ 中性子

ウ 原子番号

（3 点×4）

（２）②

（3 点）

（３）K 殻：2

L 殻：8

M 殻：7

（完答 3 点）（４）電子式
共有電子対：6（組）

酸の構造と性質についての知識が身についているか、 （５）3 種類
エステル化反応、加水分解について理解できているか

エ 質量数（６）③

（3 点×2）
（3 点）
（3 点）

が問われました。エステルの加水分解の一般式をもとに、質量のわかっているエステルと加水分解で生じた 【解 説】
アルコールから、加水分解で生じたカルボン酸の構造 （１）陽 子は＋ 1 の電荷をもち、電子は－ 1 の電荷をもつ。
を決定できるかがポイントです。アルコールの構造決定

中性 子は電 荷をもたず、 原 子に含まれる陽 子のでは、不斉炭素原子の有無、シス－トランス異性体の数と電子の数は等しいため、原子全体としては電有無および酸化反応を総合的に考えられるかが問われ気 的に中性となる。また、陽 子の質 量は 1.673 ×

ました。

10 − 24 g、中性子の質量は 1.675 × 10 − 24 g とほぼ等しい。一方、電子の質量は陽子や中性子の質【３】 活性化エネルギー、反応熱、反応速度、化学平衡に関する、設問文の空所補充式を含んだ基本的な問量の約 1840 分の１であるため、原子の質量の大部分は原子核の質量である。

題です。反応の進行とエネルギーのグラフにおいて、 （２）ハロゲン単体の常温での状態と色は、塩素（Cl 2）
活性化エネルギーや反応熱がどこに表されるかをおさが黄緑色の気体である他、フッ素（F 2）は淡黄色えましょう。温度による反応物がもつエネルギーの違いの気体、臭素（Br 2）は赤褐色の液体、ヨウ素（I 2）と反応速度を関連づけて考えられるかもポイントです。

は黒紫色の固体である。分子量が大きくなるほど、さらに、触媒を用いたときの反応熱、活性化エネルギー、融点、沸点共に高くなる。

反応速度の変化や平衡移動についても問われました。 （３）原 子中の電子は、電子殻とよばれるいくつかの軌道に分かれて存在し、原子核に近い側から順に K【４】 糖とタンパク質・ポリペプチド・DNA に関する、設殻、L 殻、M 殻、N 殻 ･･･ という。各電子殻に収問文の空所補充式を含んだ問題です。糖とタンパク質容される電 子 数には上 限 があり、K 殻は２個、 Lの構造については基本的な知識が問われましたが、セ殻は８個、M 殻は 18 個、N 殻は 32 個である。

ルロースではヨウ素デンプン反応が起きないことの理由 （４）塩 素 原 子は７個 の 価 電 子をもち、２つの 原 子 がについて、25 字以内の論述問題が出題されました。

２電 子を共 有 電 子 対として共 有 結 合を形 成 する。

グリシンからなる質量がわかっているポリペプチド中の従って、共有結合に関与しない残りの電子（非共窒素の物質量から、何個のグリシンの縮合によってでき有電子）は 2 × 7 － 2 = 12 個であり、非共有電たポリペプチドかを考える問題では、縮合により失う水子対の数（電子２つで一組）は 12 ÷ 2 ＝ 6 である。
353535373737を正しく考えられるかが問われました。DNA の塩基対 （５） Cl － Cl、 Cl － Cl、 Cl － Cl の３種類をその組成比から決定する問題では、塩基対の組み （６）塩 素原子が異なる同位体から構成される割合は、合わせを正しく考え、選択肢を絞ることができたかがポイントです。

以下の通りである。
2 × (3/4) × (1/4) × 100 ＝ 37.5％

一般入試／化学（前期）（５）アルコールZ C 8H 14Oの不飽和度は、（ 2×8+2-14）【２】【解/2=2答】（30 点）（１） ア：①

イ：②

ウ：⑤

エ：⑥

カ：③

オ：④

不斉炭素原子を持つ化合物は、①③④⑤（2 点×6）

シスートランス異性体が存在しない化合物は、①②⑤（２） A：幾何（シスートランス） B：ヒドロキシ（水酸）C：鏡像（光学）硫 酸酸性二クロム酸カリウム水溶液と加熱して酸化D：脱水（縮合）（2 点×4）

されない化合物は、①②（３） ⑤

（2 点）（４） ②

（4 点）（５） ①

（4 点） 【３】

したがって、条件を満たす化合物は①【解【解説】

答】（27 点）（１） ア : 遷移（活性化）

（１）
（２）
（ア）
：①ギ酸

二重結合2個または三重結合１個を持つアルコールである。

（イ）
：②酢酸

（ウ）
：⑤マレイン酸（エ）：⑥フマル酸（オ）：④シュウ酸 （カ）：③乳酸（A）：幾何（シスートランス） （B）：ヒドロキシ（ C）：光学 （D）：脱水縮合（ア）は銀鏡反応を示すので、分子内にアルデヒド基

オ : 低く（小さく）（２） イ : ②

ウ: ⑦

エ : 遅く（小さく）カ : 発熱ク : ③

（2 点×4）（3 点×3）（３） ②

（3 点）（４） a + b

（3 点）（５） ④

（4 点）

をもつ①ギ酸である。①ギ酸以外で一価のカルボン酸は②酢酸か③乳酸である。乳酸はカルボキシル基 【解 説】（２）化学反応には反応の途中で活性化（遷移）状態以外にヒドロキシ基をもつので、（カ）が③乳酸となる。 （１）、③乳酸は分子内に不斉炭素が存在するため、光学とよばれるエネルギーの高い状態があり、反応物が活異性体が存在する。幾何異性体をもつ二価カルボン性化状態になるのに必要なエネルギーを活性化エネ

酸は⑤マレイン酸と⑥フマル酸である。
シス型であるルギーという。
また、生成物の結合エネルギーの和と⑤マレイン酸が脱水されやすいので（ウ）となる。

反応物の結合エネルギーの和の差を反応熱（反応エ（３）一 般にエステル化やエステルの加水分解反応は可逆反応であり、水に溶けにくい化合物である。水酸ンタルピー）という。
 活性化エネルギーは反応の種類によって異なり、活化ナトリウムのような塩基によるエステルの加水分解性化エネルギーが大きいほど反応速度は遅くなる。
まはけん化といい、可逆反応である酸触媒によるエスた、反応物同士の一部が活性化状態を通過できるエテルの加水分解と異なり不可逆反応である。分子ネルギーを受け取ると、生成物が生じる。

よりも生成物（2AB）の方のエネル
量の小さいエステルは芳香をもつ液体で、香料や有 （３）反 応物（A 2、 B 2 ）ギーが低いので、この反応は発熱反応である。一般
機溶媒として用いられる。果実の芳香はエステルによるものが多い。
また、グリセリンが持つ３つのヒドロの気体の反応では、温度が10℃上昇するごとに、反キシ基と脂肪酸のカルボキシ基とが脱水縮合してで応速度は２〜４倍になるものが多いといわれている。

きた構造のエステルを油脂という。

これは、加熱することで反応の活性化エネルギーより（４）アルコールZ（C 8H 14O）の分子量は、126なので物質量は31.5 mg/126＝0.25 mmol・モノエステルの場合：	  エステルXの物質量も0.25 mmolとなるので、エステルXの分子量は42.0 mg/0.25 mmol=168	  カルボン酸Yの分子量をｘとするとx+126-18=168となるのでｘ＝60
・ジエステルの場合大きな運動エネルギーをもつ反応物分子の数が多くなるためである。
（４）逆 反応（右辺→左辺）の活性化エネルギーは、正反応（左辺→右辺）の活性化エネルギーに反応熱を加えたものに等しい。
（５）触 媒を用いると、反応物と触媒からなる活性化エネル
ギーがより小さな遷移状態ができ、反応が進行して生成物が生じる。
また、触媒を用いた場合、触媒を用い	  エステルXの物質量は0.125 mmolとなるので、エない場合と比べて活性化エネルギーの小さな反応経ステルXの分子量は42.0 mg/0.125 mmol=336

路をたどるので、反応速度は大きくなる。
これは正反	  カルボン酸Yの分子量をｘとすると応も逆反応も同じである。
また、反応が化学平衡の状	  x +126×2-18×2=332となるのでｘ＝120

態の時に触媒を加えても、化学平衡は変化しない。
こ① 蟻酸の分子量：46、②酢酸の分子量：60、③プロピ

れは正反応を加速させると同時に、逆反応も加速す

オン酸の分子量：74、④シュウ酸の分子量：90、⑤マロるためである。

ン酸の分子量：84、⑥コハク酸の分子量：118

 反応エンタルピーは、反応物と生成物のもつエンタ

したがって、②の酢酸（分子量60）が正解となる。

ルピーにより決定されるため、触媒の有無に関係なく

一般入試／化学（前期）
反応エンタルピーの大きさは同じである。

GとCの場合： 均一触媒は、溶液などに溶けて働く触媒で、酸や塩基などがある。
不均一触媒は反応物と混じり合わない触媒

したがって、このDNAにはグアニンとシトシンの塩基で、固体表面で反応物が接触して反応を促進する。

が含まれる。
【5】【4】【解×100 ≒ 41.2％【解答】（33 点）（１） ア ⑪

イ⑦

オ⑧カ ③

答】（30 点）

（2 点×4） （１） ア：③

イ：④

ウ：⑤

（3 点×3）カリウム：④

（2 点×2）（２） ④

（3 点） （２） ナトリウム：②（３） ④

（3 点） （３） ②

（3 点）（４） ヨウ素デンプン反応

（3 点） （４） ③

（3 点）（５） セルロースは直線状に連なった構造をしているため。

（５）（i）①（ii）④

（3 点×2）（６） K2Cr2O7 + 3H2O2 + 4H2SO4 →（23 文字）

Cr2(SO4)3 + 7H2O + 3O2 + K2SO4別解）セルロースはらせん構造をとらないため。（6 点）（６） 6 個（5 点）（７） ④

（5 点）【解（5 点）説】（１）ア：水素以外の１族元素（ナトリウムやカリウムなど）は【解説】アルカリ金属とよばれる。

（２）グルコースは酵母菌（イースト）に含まれる酵素の混

イ：カルシウムやストロンチウムなどはアルカリ土類金合物（チマーゼ）の作用によって、エタノールと二酸属とよばれる。

化炭素を生じる。
この変化をアルコール発酵といい、ウ：鉄や銅などの３~11（ 12）族の元素は遷移元素とよばれる。

下の反応式で表される。

（２）ナトリウムは黄色、カリウムは赤紫色の炎色反応を示す。

C 6H 12O 6 → 2C 2H 5OH + 2CO 2（３）タンパク質は、ペプチド結合中のアミノ基と、分子内 （３）硫 酸カルシウムの二水和物をセッコウといい、1/2水和物を焼きセッコウという。焼きセッコウは、水を適量の他のペプチド結合中のカルボニル基との間に水素結合を形成し、らせん状やひだ状の構造といったタ混ぜると発熱しながら膨張、硬化し、セッコウになる。

ンパク質の二次構造を形成している。一方、DNAのこの性質を利用して医療用ギプスに使われる。酸化二重らせん構造は、対となる塩基間で形成される水

マグネシウムMgOは、一般的な便秘薬として用いられている。
素結合によって安定化されている。
アデニンはチミン
イオンは鉄（Ⅲ）
イオンの還元により生じる。と２つの水素結合で、グアニンはシトシンと３つの水 （４）① 鉄（Ⅱ）② 水酸化ナトリウム水溶液を加えると緑白色の沈素結合で、それぞれ塩基対をつくっている。
（４）（５）
ヨウ素デンプン反応の呈色は、デンプンのらせん殿が生じる。④ 鉄（Ⅱ）
イオンは変化を示さない。鉄構 造の内部にヨウ素分子が入り込むことで可視光（Ⅲ）
イオンの場合に血赤色溶液になる。⑤ 黒色のの吸収がおこるためである。
したがって、β-グルコー沈殿（FeS）が生じる。

（ⅰ）銅と亜鉛の合金は黄銅（しんちゅう）とよばれる。
スの脱水縮合により直線状に連なった分子同士が、 （５）水素結合により平行に並び平面的な構造をとるセル（ⅱ） 鉄にクロムを12％以上添加した合金はステンレ

ロースでは、この呈色は起こらない。  ス鋼とよばれ、錆びにくい。

（６）ポリペプチドXがグリシンn個から成るとすると、H− （６）C r 2O 7
（NH−CH 2−CO）n−OH（分子量：57n+18）と表される。
ポリペプチドX 1 molからアンモニアはn mol+ 14H + + 6e− → 2Cr 3+ + 7H 2O （ⅰ）

	 H 2O 2 → 2H + + O 2 + 2e− （ⅱ）（ⅰ）+（ⅱ）×3より、Cr 2O 72− + 3H 2O 2 + 8H + →	 2Cr 3+ + 7H 2O + 3O 2発生するので、×n = 0.0102−

よって、n = 6 個

二クロムカリウムによる反応のため、カリウムイオンを追記すると、（７）塩 基はアデニンとチミン、またはグアニンとシトシンでK 2Cr 2O 7 + 3H 2O 2 + 8H + →対を形成し、対をつくる塩基の数は等しい。
したがっ

2Cr 3+ + 7H 2O + 3O 2 + 2K +て、２種の塩基の分子式を足し合わせたものの組成

また、硫酸酸性下での反応のため、8H + は4H 2 SO 4

式：AT塩基対C 10 H 11 N 7 O（分子量261）、GC塩基2に相当するため、以下の式となる。

対C 9H 10N 8O（分子量262）より炭素質量百分率は、
2K 2Cr 2O 7 + 3H 2O 2 + 4H 2SO 4 →AとTの場合：×100 ≒ 46.0％

Cr（SO24）
3 + 7H 2 O + 3O 2 + K 2 SO 4