医学部専門予備校 YMS 医学部進学予備校メビオ

解答速報

近畿大学医学部（前期） 化学

2020年 1月26日実施

Ⅰ
問 (1)(a) 反応を起こす物質は ②, ④, ⑤② の反応式は 3Ag + 4HNO3 −−→ 3AgNO3 + 2H2 O + NO(b) 反応を起こす物質は ③, ⑤③ の反応式は Cl2 + 2NaBr −−→ 2NaCl + Br2(c) 反応を起こす物質は ①① の反応式は FeS + H2 SO4 −−→ FeSO4 + H2 S(d) 反応を起こす物質は ②, ④② の反応式は H2 O2 + 2NaI + H2 SO4 −−→ Na2 SO4 + 2H2 O + I2(e) 反応を起こす物質は ②, ③, ⑤② の反応式は PbCl2 + H2 S −−→ PbS + 2HCl
問 (2)(a) 沈殿が生成する．沈殿の質量は 0.17 g(b) 沈殿が生成する．沈殿の質量は 0.23 g(c) 沈殿が生成しない．
(d) 沈殿が生成する．沈殿の質量は 6.0 g

解説
問 (1)

(a) 金，白金は王水にしか溶けない．
(b) ハロゲンの酸化力は F2 > Cl2 > Br2 > I2(c) 弱酸遊離による硫化水素の製法であるが，PbS は酸性でも沈殿するので，強酸を加えても遊離しない．
(d) 過酸化水素水によって酸化されるのはヨウ化物イオンである．
(e) すべて塩基性溶液中で硫化物の沈殿を生じるが，CdS は黄色，ZnS は白色である．

問 (2)(a) 沈殿が生じないと仮定すると，[Mg2+ ][CO3 2− ] =4.0 × 10−3 × 1.0
4.0 × 10−3 × 1.0·= 4.0 × 10−6 > Ksp (MgCO3 ) = 1.0 × 10−6
1.0 + 1.0
1.0 + 1.0

これは矛盾である．よって沈殿する．生成する沈殿を x mol とすると，[Mg2+ ][CO3 2− ] =⇐⇒4.0 × 10−3 × 1.0 − x
4.0 × 10−3 × 1.0 − x·= Ksp (MgCO3 ) = 1.0 × 10−6
1.0 + 1.0
1.0 + 1.0

4.0 × 10−3 × 1.0 − x= 1.0 × 10−32.0⇐⇒ x = 2.0 × 10−3.

その質量は 2.0 × 10−3 × 84.3 = 0.168 =. 0.17 g

医学部進学予備校メビオ(b) 沈殿が生じないと仮定すると，[Mg2+ ][CO3 2− ] =8.0 × 10−3 × 0.50
4.0 × 10−3 × 1.5·
= 6.0 × 10−6 > Ksp (MgCO3 ) = 1.0 × 10−6
1.5 + 0.50
1.5 + 0.50

これは矛盾である．よって沈殿する．生成する沈殿を x mol とすると，[Mg2+ ][CO3 2− ] =4.0 × 10−3 × 1.5 − x
8.0 × 10−3 × 0.5 − x·
= Ksp (MgCO3 ) = 1.0 × 10−6
2.0
2.0⇐⇒ x2 − 10 × 10−3 x + 20 × 10−6 = 0√⇐⇒ x = (5 − 5) × 10−3 = 2.76 × 10−3.

その質量は 2.76 × 10−3 × 84.3 = 0.232 =. 0.23 g(c) 沈殿が生じないと仮定すると，[Ca2+ ][CO3 2− ] =2.0 × 10−2 × 4.0
6.0 × 10−3 × 0.50·= 4.5 × 10−5 < Ksp (CaCO3 ) = 6.4 × 10−50.50 + 1.5
1.5 + 0.50

これは矛盾しない．よって沈殿は生じない．

(d) 沈殿が生じないと仮定すると，[Ca2+ ][CO3 2− ] =0.10 × 1.0
2.5 × 10−2 × 4.0·= 4.0 × 10−4 > Ksp (CaCO3 ) = 6.4 × 10−5
4.0 + 1.0
4.0 + 1.0

これは矛盾である．よって沈殿する．生成する沈殿を x mol とすると，[Ca2+ ][CO3 2− ] =2.5 × 10−2 × 4.0 − x
0.10 × 1.0 − x·= Ksp (CaCO3 ) = 6.4 × 10−55.0
5.0

0.10 − x= 8.0 × 10−35.0⇐⇒ x = 0.060⇐⇒

その質量は 0.060 × 100.0 = 6.0 g

Ⅱ
問 (1)

(a) 中性子：18 L 殻：8 M 殻：6(b)同位体(c) ②，④，⑦，⑧(d) 下線部 2. 2NaHSO3 + H2 SO4 −−→ Na2 SO4 + 2H2 O + 2SO2
下線部 3. SO2 + H2 O2 −−→ H2 SO4(e) 2.5
問 (2)

(f)

1.2 × 10−2 L(a) 1.5 × 10−2 L2 /(mol2 ·s)(d) グラフ：イ(b)反応速度：3.0 倍

3.8 × 10−6 mol/(L·s)(e)(c) ア ②オ④

8.5 × 10 kJ/mol

解説
問 (1)

(a)

34
2 8 616 S は質量数 34 ，原子番号（陽子数） 16 より，中性子数は 34 − 16 = 18 個，電子配置は K L Mである．

(b) 陽子数は同じだが，中性子数が異なるため質量数の異なる原子どうしの関係を同位体という．
(c) 同位体どうしは②中性子数そして④質量数が異なるため， 1 原子の質量が異なる．したがって⑦斜方硫黄としての密度，⑧モル質量が異なる．

(d) 下線部 2 の反応は弱酸遊離反応で，遊離した亜硫酸が H2 O と SO2 に分解する．
下線部 3 の反応は酸化還元反応で，以下のように半反応式を組み合わせる．

医学部進学予備校メビオ+)

酸化剤

H2 O2 + 2H+ + 2e−

−−→

2H2 O

還元剤

SO2 + 2H2 O−−→

SO4 2− + 4H+ + 2e−

H2 O2 + SO2−−→H2 SO4(e) 反応後の水素イオン濃度は中和滴定の結果より，
10.0
300[H+ ] ×= 0.100 ××11000
1000
11. 2.5mol/L と求まり，pH = − log10= 2 + log10 3 = 2.477 =から [H+ ] =.
300
300(f) 混合気体中の二酸化硫黄のモル数を n mol とおくと，反応後に生成した硫酸も n mol である．これ
1が 300 mL 中に溶けた溶液の水素イオン濃度がmol/L であったため，
300
1300
n×2=×300
1000
より，n = 5.00 × 10−4 mol となり，その体積は5.00 × 10−4 × 8.314 × 103 × 300
nRT. 1.2 × 10−2 L=
V == 1.247... × 10−2 =.
P
1.00 × 105
問 (2) (a) 与えられた反応速度式 v = k[A][B]2 に v = 6.00 × 10−5 , [A] = 0.100, [B] = 0.200 を代入して. 1.5 × 10−2 であり，単位は次元解析により L2 /(mol2 ·s)
k = 1.50 × 10−2 =.
50.0= 5.00×10−3 mol ，B のモル数はその 2 倍の 1.00×10−2(b) 反応開始時の A のモル数は 0.100×1000mol なので，ある時間が経過するまでの反応のバランスシートは以下のようになる．
50.0 mL 中A+2B−−→AB2

5.00 × 10−3 mol

1.00 × 10−2 mol0↓ −3.00 × 10−3

↓ −6.00 × 10−3

↓ +3.00 × 10−3

2.00 × 10−3 mol

4.00 × 10−3 mol

3.00 × 10−3 mol

したがってこのときの A および B のモル濃度は [A] = 4.00 × 10−2 mol/L ，[B] = 8.00 × 10−2mol/L と，ともに反応開始時の 0.400 倍となり，反応速度は反応開始時の 0.4003 倍になるため，. 3.8 × 10−6 mol/(L·s)
6.00 × 10−5 × 0.4003 = 3.84 × 10−6 =.
(c) それぞれの実験で描かれたグラフは次のとおりである．
①

反応速度式から，A の濃度を 2 倍にすると初期反応速度も 2 倍になる．=⇒ ウ②

反応速度式から，B の濃度を 2 倍にすると初期反応速度は 4 倍になる．=⇒ ア③

触媒の量を半分にすると反応が起こる表面積も半分となり，（触媒量が少ない場合）初期反応速度が半分になる．=⇒ エ④溶液の全体積が 2 倍になるため，A の濃度および B の濃度がどちらも半分になる．したがって反(応速度式から，初期反応速度は⑤12)3倍になる．=⇒ オ

温度を上げると反応速度は上がる．したがって残ったグラフであるイが適する．

(d) 上記から実験⑤に対応するグラフはイであり，初期反応速度はグラフを読んで 18.0 × 10−5 mol/(L·s)
である．これは下線部 1 の 3.0 倍である．

(e) 温度が 300 K のときの反応速度定数を k ，310 K のときの反応速度定数を k ′ とすると，
k = Ce− 300R

k ′ = Ce− 310R

EEと表され，この比が 3.0 倍であることから，k′Ce− 310R= 3.0=
EkCe− 300RE

整理すると，. 85 kJ/mol
E = 9300 × R [J/(K · mol)] × loge 3 = 9300 × 8.314 × 1.10 = 8.50... × 104 [J/mol] =.

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Ⅲ
問 (1)

1 酸化

3 アセトン(b) CH3 CH(OH)CH3 + 4I2 + 6NaOH −−→ CH3 COONa + CHI3 + 5NaI + 5H2 O(a)(c) 4.0 g

2 アセチル(d)

問 (2)4 65 1問 (3)(a) 3(b)①, ③, ⑤6 2

7 2–メチル–2–ブテン

8 6ヒドロキシ基，メチル基，エチル基

解説
問 (1)

(a) R–CH(OH)CH3 の構造の有機化合物のヨードホルム反応では，I2 で酸化されてアセチル基をもつR–COCH3 の有機化合物に変化してから反応が進行する．
(b) R–CH(OH)CH3 の構造の有機化合物のヨードホルム反応は次のようになる．
R–CH(OH)CH3 + 4I2 + 6NaOH −−→ R–COONa + CHI3 + 5NaI + 5H2 O(c) 2–プロパノール CH3 CH(OH)CH3 (分子量 60) 1.0 g のヨードホルム反応に要する水酸化ナトリウム1.0(式量 40) の質量は (b) の化学反応式の係数比より× 6 × 40 = 4.0 g である．
60(d) ヨードホルム反応が陽性の有機化合物の構造は CH3 CH(OH)–R か CH3 CO–R である．
①〜⑤のうち，陽性の有機化合物は②のエタノール CH3 CH(OH)–H と ④の乳酸 CH3 CH(OH)–COOHの 2 つだけである．
問 (2)4分子式 C5 H10 のアルケンは 1–ペンテン，2–ペンテン (cis, trans)，2–メチル–1–ブテン，2–メチル–2–ブテン，3–メチル–1–ブテン である．

5

これらのうち，5 個すべての炭素原子が常に同一平面上にある (= 二重結合を形成している 2 個の炭素に残り 3 個の炭素原子が直接結合している) 構造のものは 2–メチル–2–ブテンだけである．

6Br2 付加によって 2 個の不斉炭素原子をもつ生成物が得られるのは，以下で示した通り cis, trans–2–ペンテンである．

CH2 CH CH2 CH2 CH3 −−→ CH2 Br–C∗ HBr–CH2 CH2 CH31–ペンテン
CH3 CH CH CH2 CH3 −−→ CH3 –C∗ HBr–C∗ HBr–CH2 CH3cis, trans–2–ペンテン
CH3CH2 C CH2 CH3 −−→ CH2 Br–C∗ Br(CH3 )–CH2 CH3
2–メチル–1–ブテン
CH3CH3 C CH CH3 −−→ CBr(CH3 )2 –C∗ HBr–CH32–メチル–2–ブテン
CH3CH2 CH CH CH3 −−→ (CH3 )2 CH–C∗ HBr–CH2 Br
3–メチル–1–ブテン

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78

オゾン分解によって得られる生成物は以下の通り．（カッコ内はヨードホルム反応の陽性／陰性）

H−−→CH2 CH CH2 CH2 CH31–ペンテン

H C O+O C CH2 CH2 CH3ホルムアルデヒド (陰性)ブチルアルデヒド (陰性)cis, trans–2–ペンテン

H

H
CH3 C O−−→

CH3 CH CH CH2 CH3H+O C CH2 CH3アセトアルデヒド (陽性)

プロピオンアルデヒド (陰性)H

CH3CH2 C CH2 CH3−−→2–メチル–1–ブテン

CH3H C OO C CH2 CH3+ホルムアルデヒド (陰性)

CH3CH3 C CH CH3エチルメチルケトン (陽性)HCH3CH3 C O−−→

2–メチル–2–ブテン
CH3+アセトン (陽性)O C CH3アセトアルデヒド (陽性)CH3 H−−→

CH2 CH CH CH33–メチル–1–ブテン

H

CH3 CH C O

O C H+イソブチルアルデヒド (陰性)ホルムアルデヒド (陰性)

よって，最も多くヨウ素を必要とするものは生成物の両方がヨードホルム反応を起こす 2–メチル–2–ブテンである．
また，アセトン，アセトアルデヒドのヨードホルム反応式はR–COCH3 + 3I2 + 4NaOH −−→RCOONa + CHI3 + 3NaI + 3H2 Oであるから，2–メチル–2–ブテン 1 mol からアセトンとアセトアルデヒドが 1 mol ずつ得られて，必要となるヨウ素は 3 × 2 = 6 mol である．
問 (3)分子式 C9 H12 O でフェノール性ヒドロキシ基 (FeCl3 で呈色する構造) をもつ化合物はベンゼン二置換体から四置換体まで存在する．以下に，–OH の位置（←で記した）の違いによる異性体を数え上げる．
二置換体 C6 H4 (OH)(C3 H7 ) だが，–C3 H7 は–CH2 CH2 CH3 と–CH(CH3 )2 の 2 種類があり，o–, m–, p–位置異性体がそれぞれに存在するので 2 × 3 = 6 種類ある．

CH3CH2 CH2 CH3CH CH3三置換体 C6 H3 (OH)(CH3 )(C2 H5 ) は 10 種類ある．

CH2 CH3CH2 CH3CH2 CH3CH3CH3CH3四置換体 C6 H2 (OH)(CH3 )3は 6 種類ある．

CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH 3CH3CH3よって，三置換体のときの異性体数が最も多く，それらの異性体の置換基はヒドロキシ基，メチル基，エチル基の 3 つである．

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講評
Ⅰ問 (1) ［無機］（標準）酸・塩基や酸化・還元反応による気体の製法や沈殿の知識を問う問題．問題の問い方が独特で，間違う場所によって失点の大きさが変わってしまう．なお，(e) については②の塩化鉛（Ⅱ）がもともと溶解している条件として解答した．
問 (2) ［溶解度積］（標準）全問同じ考え方で解けるのだが，モル濃度は合計体積で割らないといけない．ここを間違えると全部間違ってしまう可能性がある．

Ⅱ

問 (1) ［硫黄］（易）硫黄の同位体の構造と，硫黄化合物の反応についての問題で，なるべく失点を少なくおさえたい設問である．気体定数の桁数の多さや窒素や酸素の存在に惑わされず，計算もしっかり合わせたい．
問 (2) ［反応速度］（やや難）(c) 以降で差が付きそうである．特に，全体の分量を考えると (e) まで正答できた受験生は少ないのではないか．

Ⅲ

問 (1) ［ヨードホルム反応］（標準）ヨードホルム反応の化学反応式を書かせる問題以外は平易な問題であった．この反応式は暗記するか，書き方のポイントを押さえておかないと書けない．
問 (2) ［分子式 C5 H10 のアルケンの異性体］（標準）異性体数は構造異性体で 5 種だけと少なく，構造式をすべて書き出してから問題を解けばよいのでそれほど難しくはなかった．ただし， 8 はヨードホルム反応の化学反応式が書けないと答えが出ない．ヨードホルム反応の反応式の準備ができていた受験生はガッツポーズをしたくなったかもしれない．
問 (3) ［分子式 C9 H12 O の芳香族化合物の異性体］（やや難）ベンゼン二置換体，三置換体だけでなく四置換体の異性体まで探す必要があるためここに時間を取られた受験生も多かっただろう．また，問題文がやや読み取りづらく題意を正確に読み取れない受験生も多くいそうだ．

分量が多く，時間が足りない中で計算も煩雑で高得点は取りづらい．
「すべて選び」など正答にたどり着きにくい設問が増えたことで，昨年度より難化したと言って良いだろう．一次合格の目標としては 60 % ．

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