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解答速報

兵庫医科大学

化学2023年 1月25日実施

〔問 1〕
(1) ア

Ca(OH)2イ

NH4 ClウHエbオ

Gカc （アとイは順不同）(2) 解答不能

解答には O=O の結合エネルギーが必要である．

 与えられた O–O の値が O=O の結合エネルギーだとして解くと解答は 4.6 × 102 kJ/mol となる．

 求める過程： O–H の結合エネルギーを x kJ/mol とおく．与えられた反応熱を熱化学方程式にして，以下のように足 し合わせる．



1
H（気）+O（気）= H2 O（気）+242 kJ
222
2H（気）−436 kJ = H（気）
2


4981

O（気）−kJ =O（気）222
+H2 O（気） = 2H（気）+ O（気）−2x kJ




−436 − 249 = −2x + 242

.
2より，x = 463.5 =. 4.6 × 10
注釈 （2023 年 2/3 追記）
大学側より 2023 年 2/2 付で以下の発表がありました．
［問 1］設問 (2) について、問題文中の表記に誤りがありました。
（誤）O–O の結合エネルギー（正）O=O の結合エネルギー［問 1］設問 (2) については全員を正解としました。

(3) （ⅰ） 3.0 × 10−2求める過程：√.
電離度を α とおくと，α は 1 に比べて非常に小さいため，近似を用いて，α =.

2.7 × 10−5= 3.0 × 10−2
3.0 × 10−2（ⅱ） 3.0
求める過程：
水素イオン濃度は [H+ ] = 3.0 × 10−2 × 3.0 × 10−2 = 9.0 × 10−4 mol/L なので，

()
. 3.0
pH = − log10 9.0 × 10−4 = 4 − 2 log10 3 = 3.04 =.
解説(1) アンモニアは塩化アンモニウムと水酸化カルシウムを固体のまま混合して加熱することで発生する．
2NH4 Cl + Ca(OH)2 −−→ CaCl2 + 2H2 O + 2NH3
この際に用いる実験器具は試験管だが，生じた水が加熱部分に逆流して試験管が割れるのを防ぐため，試験管の医学部進学予備校メビオ
口を少し下に向ける．
発生したアンモニアの乾燥にはソーダ石灰を用いるが，実験器具としては G の塩化カルシウム管を用いる．
塩化カルシウムとは CaCl2 + 8NH3 −−→ CaCl2 ·8NH3 という反応，濃硫酸や十酸化四リンといった酸性乾燥剤は中和反応を起こしてしまうため用いることができない．
アンモニアは水によく溶け，かつ空気よりも比重が小さいため C のように上方置換する．

医学部進学予備校メビオ(2) （O=O の結合エネルギーが 498 kJ/mol であるとして，）
= 2H（気）−436 kJ
2
 H（気）O（気）= 2O（気）−498 kJ2
 H O（気）= 2H（気）+ O（気）−2x kJ
2の 3 式を H（気）+2て 436 +1O（気）= H2 O（気）+242 kJ に代入したり，以下のようなエネルギー図を描いたりし
22498+ 242 = 2x を解いて求めてもよい．
2エネルギー2H（気）+ O（気）436 kJ
H（気）+ O（気）22x kJ

498kJ
21O（気）
H（気）+222242 kJ

H2 O（気）(3) 酢酸の濃度を C mol/L ，電離度を α ，電離定数を Ka mol/L とすると，酢酸の電離は以下の表のように表される．
溶液 1 L 中

CH3 COOH−−→←−−

CH3 COO−+H+C mol

00

↓ −Cα

↓ +Cα

↓ +Cα

C(1 − α) mol

Cα molCα molCα × CαCα.
=が成り立つが，問題文より α ≪ 1 から 1 − α =. 1 と近似
C(1 − α)1−α√Ka.
.
できるため，Ka =. Cα2 となり，α =.
が得られる．
C2

したがって平衡時には Ka =

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〔問 2〕
〔Ⅰ〕

(1) イ(2) 表面が難溶性の PbSO4 で覆われ，内部まで反応が進行しなくなるため．
(3) A：Pb(OH)2 C：PbCrO4 D：AgCl(4) Cu(OH)2 −−→ CuO + H2 O〔Ⅱ〕(1)
7PbX2 の質量〔g〕

65432
1001234567Pb(NO3 )2 の質量〔g〕

8910(2) 元素記号：I求める過程：
起こる反応は Pb(NO3 )2 + 2KX −−→ PbX2 ↓ + 2KNO3 であり，この反応が過不足なく起こるのは，グラフより Pb(NO3 )2 が 5.0 g と KX が 10.0 − 5.0 = 5.0 g のときである．したがって，X の原子量を x とすると，1:2=5.05.0:より，x = 126.5 となるので，X はヨウ素とわかる．
33139 + x

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解説〔Ⅰ〕(1) 体心立方格子の単位格子中には 2 個の原子，面心立方格子の単位格子中には 4 個の原子，六方最密構造の単位格子中には 2 個の原子が含まれる．

(2) 鉛は水素よりイオン化傾向が大きいため希硫酸中でイオン化するが，ただちに水溶液中のイオン SO4 2− と難溶性の塩 PbSO4 を形成し，鉛表面が保護される．

(3) Pb2+ ，Cu2+ ，Ag+ を含む水溶液からの操作を図示すると，以下のようになる．
Pb2+ ，Cu2+ ，Ag+アンモニア水少量

Pb(OH)2 ，Cu(OH)2 ，Ag2 O
アンモニア水過剰量
沈殿 A

ろ液 B2+Pb(OH)2[Cu(NH3 )4 ]硝酸

硝酸

Cu2+ ，Ag+Pb2+

沈殿 Cクロム酸カリウム水溶液
沈殿 D

PbCrO4，[Ag(NH3 )2 ]+AgCl

塩酸ろ液 E2+Cu

水酸化ナトリウム水溶液

Cu(OH)2(4) 下線部③の水溶液を加熱すると，溶媒である水が蒸発し水酸化銅（Ⅱ）（青白色）の沈殿が残る．これをさらに加熱すると，酸化銅（Ⅱ）（黒色）に変化する．

医学部進学予備校メビオ〔Ⅱ〕(1) 表に与えられたデータに加えて，Pb(NO3 )2 が 0 g および KX が 0 g（Pb(NO3 )2 が 10 g）のときには沈殿が生じないというデータをプロットする．Pb(NO3 )2 が少ない領域では Pb(NO3 )2 の量にあわせて沈殿量が増加する直線が引ける．Pb(NO3 )2 が過剰な領域では沈殿量は KX の量によって決まるため，PbX2 が増える（KXが減少する）ほど沈殿量が減少する直線が引ける．したがって，過不足なく反応する点を境にグラフが折り返すことになる．

7PbX2 の質量〔g〕

654321001234567Pb(NO3 )2 の質量〔g〕

8910(2) Pb(NO3 )2 + 2KX −−→ PbX2 ↓ + 2KNO3 の反応式の係数比にしたがって比例計算する．なお，グラフ上の点であればどのデータを用いて計算してもよく，たとえば Pb(NO3 )2 の量で沈殿量が決まる実験 1 のデータを用いて Pb(NO3 )2 と PbX2 の間で比をとって得られる方程式

1.0
1.4:
331
2x + 207を解くと，x = 128.2 となる．
1:1=

医学部進学予備校メビオ〔問 3〕(1) 分液漏斗(2)

カップリング(3) 組成式：C4 H4 O，分子式：C8 H8 O2求める過程：

122.0= 6.0 mg，水素が 4.50 ×= 0.50 mg，酸素が 8.5 − (6.0 + 0.50) = 2.044186.00.502.0mg より，求める示性式を Cl Hm On とおくと，l : m : n =::= 4 : 4 : 1 と求まる．C4 H4 O
121.016= 68 である．
1 価のカルボン酸と NaHCO3 との反応式は，R–COOH + NaHCO3 −−→ R–COONa + CO2 + H2 O とな
G 8.5 mg 中の炭素が 22.0 ×り，カルボキシ基の数だけ CO2 が発生することになるので，G が 1 価のカルボン酸だとすると，G の分子量 MG は，0.280
1.7=MG22.4⇐⇒ MG = 136 と求まり，G の分子式は C8 H8 O2 である（問題文と矛盾がないのでこの分子式で確定してよい）．

(4)CH2 COOH
COO

(5) A：B：

CH2 COOC：CH2 CONH

COO
COOH
D：

NH2E：

F：

OH

CO
H：

COOH

OCO

解説

(1) 有機層と水層を分離するのに用いる実験器具は分液漏斗である．
(2) 芳香族アミン（もしくはその塩）の塩酸溶液が氷冷された亜硝酸ナトリウムと反応するのがジアゾ化，その生成物のジアゾニウム塩とフェノール類の塩基性溶液が反応するのが（アゾ）カップリングである．この両者をまとめた全体の反応名は存在しないがカップリングやアゾカップリング（またはジアゾカップリング）を解答としてよいだろう．

(3) 求め方は上記 解答 参照のこと．
(4) C8 H8 O2 でカルボキシ基を有する芳香族化合物は次の 4 種が考えられる．
CH3CH3CH3COOH
CH2 COOH
COOH
COOH
このうち，ベンゼン環に結合した H 原子を Br 原子で置換した際に生成する化合物が 3 種あるものはCH2 COOH のみである．（o–2 置換体と m–2 置換体は 4 種，p–2 置換体は 2 種存在する）(5) カップリング反応で p–フェニルアゾフェノールが生成することから D はアニリン，E はフェノールと確定する．また H はナフタレンを V2 O5 で酸化して得られるので無水フタル酸であり，分子内脱水反応で無水フタル酸が得られる F はフタル酸と決定できる．
（つまりエーテルによる抽出分離の情報は一切使わなくても構造が決定できるが，すべてこれらの構造の物質で問題文と矛盾はない．）
ここで，エステルとはカルボキシ基とヒドロキシ基から脱水縮合した物質，アミドとはカルボキシ基とアミノ基から脱水縮合した物質である．A は G のエステルとあるので反応相手はヒドロキシ基をもったフェノールであり，A の構造はCH2 COOである．

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COO
B もエステルなのでフタル酸とフェノールで脱水縮合して生成すると決定できる．

COO
C はアミドなので G のカルボキシ基とアニリン D のアミノ基から脱水縮合した

CH2 CONHと決まる．
これらを完全に加水分解すると D : E : F : G = 1 : 3 : 1 : 2 となり問題文と矛盾はない．

講評〔問 1〕 ［小問集合］（やや易）(1) のアンモニアの製法に関する出題，どのような実験器具を使うか，加熱は必要なのかなど日頃から図録を見ながら勉強しておけばできる．(2) 熱化学方程式を解くには O=O の二重結合の結合エネルギーが必要．出題ミスと思われる．(3) の弱酸の電離の問題は初歩的な内容だった．失点を防ぎたい．
〔問 2〕 ［鉛に関する各論］（標準）〔Ⅰ〕は結晶格子，沈殿などの問題．標準的な内容なので落とさず取りたい．〔Ⅱ〕は沈殿のグラフを作成する問題．落ち着いてグラフの作図に取り組み得点したい．
〔問 3〕 ［芳香族化合物の構造推定］（標準）
構造推定に関する出題．基本的な有機化学の知識のみで解ける問題を確実に狙いたい．

(全体講評) 昨年度までと傾向が変わり，やや易〜標準的なレベルの出題が大多数を占めた．〔問 1〕の熱化学方程式では O=O の結合エネルギーが与えられるべきところが，O–O の結合エネルギーが与えられており混乱した受験生がいたかもしれない．1 次通過には 70 % 欲しい．

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