医学部進学予備校メビオ

解答速報
兵庫医科大学化学

2024年1月24日実施〔問 1〕(1) (ア) Ar(イ) Si(ウ) P(エ) Na(オ) Mg + 2H2 O −−→ Mg(OH)2 + H2(カ) Al2 O3 + 3H2 O + 2NaOH −−→ 2Na[Al(OH)4 ](キ) SO2(2) 3.00 × 10−2 mol/L(ク) HClO4

求める過程：
過マンガン酸カリウムと過酸化水素の反応式は次のようにあらわされる．

2KMnO4 + 5H2 O2 + 3H2 SO4 −−→ K2 SO4 + 2MnSO4 + 5O2 + 8H2 O
係数比はモル比なので過酸化水素水の濃度を x mol/L とすると，1.00 × 10−2 ×

15.0
18.0:x×= 2 : 5．
1000
1000

これを解いて x = 3.00 × 10−2 mol/L(3) 1.2 × 102 g (117 g )求める過程：

60 ℃ の溶液 210 g （溶媒が 100 g 含まれる溶液）を 20 ℃ まで冷却すると，110 − 32 = 78 g 溶質が析出す315. 1.2 × 102 g
る．60 ℃ の溶液は 315 g あるので析出量は 78 ×
= 117 =.
210
(有効数字の指示がないので 32 g の 2 桁の有効数字に合わせたが，117 g でもよいだろう．)
解説(1) 第 3 周期の元素は Na，Mg，Al，Si，P，S，Cl，Ar の 8 種である．
(ア) 空気の組成で窒素，酸素の次はアルゴン(イ) 地殻の組成で酸素の次に多く存在するのはケイ素(ウ) DNA はデオキシリボースと塩基とリン酸からなり，含まれる元素は炭素，水素，酸素，窒素，リン(エ) 常温で固体で常温の水と反応して水素を発生するのはナトリウム(オ) 単体が固体で熱水と反応するのはマグネシウム(カ) 第 3 周期で両性元素はアルミニウム．その酸化物 Al2 O3 と NaOH が反応して Na[Al(OH)4 ] になる(キ) 亜硫酸水素ナトリウムと希硫酸の反応は 2NaHSO3 + H2 SO4 −−→ Na2 SO4 + H2 O + SO2(ク) 塩素のオキソ酸である過塩素酸中の塩素の酸化数は +7(2) 過マンガン酸カリウムと過酸化水素が反応するときの反応式は次のようにして作る．
MnO4 − + 8H+ + 5e−−−→

H2 O2−−→

Mn2+ + 4H2 O+O2 + 2H + 2e(×2)−2−−−→

2K + 3SO42KMnO4 + 5H2 O2 + 3H2 SO4−−→

K2 SO4 + 2MnSO4 + 5O2 + 8H2 O+2K + 3SO4+2−(×5)

医学部進学予備校メビオ(3) 上述の解法のほか，次のような解法をとることもできる．
析出する硝酸カリウムを x g とすると，20 ℃での溶液，溶媒，溶質の関係は

315 − x g

溶液

溶質100g210100 g

110−x g21032 g315 ×

溶媒315 ×132 g

100110315 × (110 − 32): 315 ×− x = 100 : 32 を解いて x == 117 g を得る．
210210210のようになり，315 ×〔問 2〕(1) 36(2) T1 > T2
理由：
平衡定数が大きくなったということは，平衡が右に移動したことを意味する．これは発熱方向なので，温度を下げたことがわかる．

(3) 1.6 mol求める過程：
反応量を x mol とすると，[H2 ] = 1.0 − x mol/L, [I2 ] = 1.0 − x mol/L, [HI] = 2x mol/L と表される．代入
して 64 =(4) 下図左側(2x)2を解くと x = 0.80 を得るので，HI は 2x = 1.6 mol とわかる．
(1.0 − x)2(5)

下図右側
発生する熱量〔kJ〕

容器内の HI〔mol〕(1.0, 2.4)
1.60

1.0

(1.0, −1.0)−1.00

X 〔mol〕

X 〔mol〕

1.0

解説(1) 1 L の容器におけるバランスシートは，次のようになっている．
−−→←−− 2HI

H2+ I2

1.0 mol

1.0 mol

0 mol−0.75 mol

−0.75 mol

+1.5 mol

0.25 mol

0.25 mol

1.5 mol

従って平衡時には [H2 ] = 0.25 mol/L, [I2 ] = 0.25 mol/L, [HI] = 1.5 mol/L であり，K=

[HI]2
1.52
== 36
[H2 ][I2 ]0.25 × 0.25

医学部進学予備校メビオ(3) 最初の状態からの変化量 x mol で考えてもよい．

K=−−→←−− 2HI

H2+ I2

1.0 mol

1.0 mol

0 mol−x mol−x mol+2x mol

1.0 − x mol

1.0 − x mol

2x mol[HI]2(2x)22xに代入すると 64 =となる．これより 8.0 =, つまり x = 0.80
[H2 ][I2 ](1.0 − x) × (1.0 − x)
1.0 − xmol とわかるので，容器内の HI の物質量は 2x = 1.6 mol である．
(4) （い）の混合気体に HI を X mol 加えた状態からの HI の減少量を 2y mol とする．
−−→←−− 2HIH2+ I20.20 mol

0.20 mol

1.6 + X mol+y mol+y mol−2y mol

0.20 + y mol

0.20 + y mol

1.6 + X − 2y mol(1.6 + X − 2y)2
1.6 + X − 2y[HI]2に代入すると 64 =となる．これより 8.0 =, つま[H2 ][I2 ](0.20 + y) × (0.20 + y)
0.20 + yK=り y = 0.10X mol とわかるので，容器内の HI の物質量は 1.6 + X − 2y = 1.6 + 0.80X mol である．これを<X<Y mol とおいて Y = 1.6 + 0.80X のグラフを 0 == 1.0 で書けばよい．
(5) (4) において y = 0.10X mol とわかった．これは 10〔kJ/mol〕× 0.10X〔mol〕= X〔kJ〕の吸熱反応である．発生する熱量を Q kJ として Q = −X のグラフを書けばよい．

〔問 3〕
A
CH2 O
H(1)（ⅰ）
CH3O

B
CH3O

H
O

CH3 H

H

O

CH2 O
H
O

H
H

CH3H

O

C
CH3O

H
O

CH3 H

H

O

CH2 O
HO

H
H

H

O

CH3H
O

H
O

CH3 H

H

O

H
O

CH3（ⅱ） 65 個求める過程：
枝分かれの C が 1 つあればそれに伴う A が 1 つ対応し，それ以外に主鎖の非還元末端にも A がもう 1 つある
ので，A，B，C それぞれに対応するグルコース単位の個数を (x + 1) 個，y 個，x 個 とおける．

0.708
13.320.416::= 3 : 60 : 2 より，x = 2，y = 60 である．したがって，
236222208
1 分子中のグルコース単位の数はこれを合計して 65 個となる．
A，B，C のモル比は，(2) 75 %求める過程：
反応のモル関係からインジカン 2 mol でインジゴは 1 mol 生成するので，求める収率は，393×2262× 100 = 75 %
1180295H

医学部進学予備校メビオ

OHH
N

(3)
N
H

HO
(4) 5.0 × 10−3 mol求める過程：C16 H10 N2 O2 + 2H+ + 2e− −−→ C16 H12 N2 O2 なので，必要な電子はインジゴのモル数の 2 倍となり，インジゴ

ロイコインジゴ

655× 10−3 × 2 = 5.0 × 10−3 mol262
解説(1) α−グルコース単位を○で表すと，この多糖類は次のような構造をしている（○の中の数字は他のグルコースと結合している炭素番号である）．
1141461○は図のように，他と 1 番のみが結合している○（図の左端），1 と 4 番で結合している中間部分の○，1，4，6 番の 3 ヶ所で結合している枝分かれ部分の○の 3 種に分類でき，これらの結合位置が最終的に–OH として残り，結合していない部分の–OH 基が–OCH3 基に変換される（右端の○は 1 位の–OCH3 が加水分解され，中間部分と同じ構造となる）．分子量の大きい順に A，B，C なので，それぞれ略解の構造となり，図の場合，それぞれの○が次のように対応する．

AABB

B

B

CB

B

B

(3) 与えられているインジゴの分子式とロイコインジゴの分子式より，ロイコインジゴはインジゴの（ベンゼン環ではない）炭素間二重結合に水素が付加し，ケト形からエノール形に異性化した構造と推定される．

ON
H

H
NO

O−−−−−→H2 付加NH

H
N

OH−−−−−→異性化

ON
H

H
N

HO

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講評〔問 1〕 ［小問集合］（易）(1) は周期表第 3 周期の元素とその化合物の性質に関する問題．元素記号，化学反応式など答え方に注意したい．(2) は酸化還元滴定の計算問題．計算も楽なので間違えたくない．(3) は溶解度の計算問題．この問題も計算が楽なので間違えたくない．
〔問 2〕 ［化学平衡］（標準）前半は，平衡定数を求める計算，平衡の変化量を求める計算，ル・シャトリエの原理などの正統的な化学平衡の問題で，特に難しい問題はなかった．後半では兵庫医科大ではよく出題されているグラフを書く問題が出題された．前半の問題は確実に得点しておきたい．
〔問 3〕 ［有機化学］（やや難）アミロペクチン様多糖類の重合度計算，染料（インジゴ）の化学反応に関する物質の決定，反応の収率計算などについての出題だった．一般的なアミロペクチンの枝分かれの問題は，1 分子中の枝分かれの数を問うものが多いが，今回は枝分かれが少なく，枝分かれ数と末端数に差があることを考慮して重合度を求めるというやや変則的な出題であり，戸惑った受験生も多かったかもしれない．ロイコインジゴの構造はインジゴに H 原子が 2 つ足されていることと，エノール形の部分構造が存在することから推定する必要があった．
見慣れない内容で難しく感じた受験生は多かっただろう．
大問が 3 つ，うち〔問 1〕が小問集合である形式は 2023 年度と変わらず．難易度としては昨年度よりやや難化した．
〔問 1〕をしっかり得点し，〔問 2〕のグラフ問題を落ち着いて処理できたかどうかと〔問 3〕の有機化学での得点率が勝負どころとなりそう．一次通過には 65 % を目指したい．

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