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3 次の元素分析に関する文章を読み, 以下の各問に答えよ。 なお, 構造式について は記入例にならって示せ。 記入例: CH2 COOH H CH3 H 炭素(C), 水素(H), 酸素(O) だけからなる有機化合物は, 元素分析を用いて 組成式を決定することができる。 試料, ア 管,ソーダ石灰管の質量をそれ ぞれ精密に測定してから、 図のような装置を組み立てる。 そこに, 乾燥した イ を通しながら加熱し,試料を完全燃焼させる。すると, 試料中の水素は 水となって ア に吸収され,炭素は二酸化炭素となってソーダ石灰に吸収さ れる。 燃焼後, ア 管とソーダ石灰管の質量をそれぞれ精密に測定すると, 生成した水と二酸化炭素の質量が求められる。 乾燥した 酸化銅 イ 試料 燃焼管 (CuO ) ア 管 ソーダ石灰管 ア ソーダ石灰 ガスバーナー 図 元素分析の実験装置 問1 ア にあてはまる化合物の組成式を記せ。 問2 イ に入る気体の分子式を記せ。 - 16
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問3 ア 管とソーダ石灰管を逆につなぐと, 組成式が求められなくなる。 この理由を60字以内で記せ。 問4 図にある酸化銅の役割として最も適切なものを以下の①~④の文章から1つ 選び, 記号で記せ。 ① 燃焼管の温度を制御するための温度調節剤である。 ② 試料を完全燃焼させるための酸化剤である。 ③ 燃焼管から不純物を除去するための吸着剤である。 ④ 試料の熱分解を促進する触媒である。 問5 試料にグルコース (C6H12O6) を用いて実験を行い, 正確な結果が得られた 場合に求められる組成式を記せ。 また, 燃焼管内で起きたグルコースの完全燃 焼を化学反応式で記せ。 問6C, H, Oからなるカルボン酸 X 27.2mgを完全燃焼させると,二酸化炭素 70.4 mgと水 14.4mg が得られた。 カルボン酸 X の分子量は 150 以下であり, ベンゼン環を含む構造であった。 カルボン酸 X の分子式を答えよ。 また, 求 めた分子式から考えられるカルボン酸 Xの構造式をすべて記せ。 - 17
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3.(その1) 間 ☆ 3 Ca Cl 2 問2 02 ★★ (26 宮崎大) 問3 ソーダ石灰管が二酸化炭素と水 の両方を吸収してしまうため、塩化ビウム 管の前につなぐと組成式が求められなくなる 174 2 ★ 13205 i ny if CH₂O (6H12O6+6026CD2+6HzO 1
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27.279 26 CH.00 -02 MS150 あり CO₂+120 144 70.4 123 4191=704× =6.4×3 = 19.2 ms 44 1191 = 14.4 × 18 = 1.6 mg 6.4 my 2 18-9 0191=27.2-(19,2+16) = C: H: U = 19:21 1.6: 64 = 1.6:16:4 16:16:40 = 8:8:5 (C8H1805) 2=150 = n21 - X C 8 H 8 U 5/307 Du-18-8 = 5 = C8H8051örf buz Cou CULLP b 図と? COOH cris Ćuz -CH₂-cook 44€ 2
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4 次の文章を読み, 下記の各問に答えよ。 細胞の構造維持や生体内での化学反応など, 生命活動に必要な役割を多数担って いるタンパク質は, ア -アミノ酸が多数結合した高分子化合物である。 ア -アミノ酸は,同一の炭素原子に, a と b が結合してお り,結晶中や等電点と同じpHの水溶液中では,双性イオンの状態として存在する。 タンパク質となるためのペプチド結合は, a と別分子の b が脱水 縮合することにより形成される。 生物がタンパク質に利用するアミノ酸は約 20 種 類であり,その違いは側鎖の化学構造によって生じる。 側鎖が水素原子であるグリ シンを除く全てのアミノ酸に不斉炭素原子があり, 鏡像異性体が存在する。鏡像異 性体は,D体とL体に区別され, 天然のタンパク質を構成するアミノ酸は,ほとん ど C 体である。チロシンは,側鎖にベンゼン環を含むため、チロシンを含 むタンパク質は,キサントプロテイン反応によって検出することができる。 この反 応は,タンパク質溶液に, イ を加えて加熱すると ウ になり,冷却 後にさらに I を加えると オ になるかどうかでタンパク質中のベン ゼン環を持つアミノ酸の有無を判定できる。 タンパク質のうち,生体内で起こる化学反応の触媒として働くものを触媒という 言葉を使わずに d という。 d は,特定の物質にだけ作用する e という特徴を持つ。 問1 文章中の空欄 a e に適切な語句を記せ。なお, a と b の解答は順不同とする。 - 18-
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問2 オ に入る適切な語句を以下の(1)~(14)の選択肢から1つ ずつ選び、 記号を記せ。 (1) D (2) B (3) a (4) A (5) 塩酸 (6) アンモニア水 (7) 酢酸鉛(II) (8) 硫酸銅(II)水溶液 (9) 濃硝酸 (10) 橙黄色 (1) 赤紫色 (12) 黄色 (13) 黒色 (14) 青色 問3 下線部について, 双性イオンの状態にあるグリシンの構造式を記せ。 問4 次の図はタンパク質であるカタラーゼと無機物である酸化マンガン(IV)に H2O2 の分解反応の反応速度を各温度で測定したものである。 カタラーゼ は①か②のどちらか答えよ。 また, その理由を40字以内で記せ。 問5 反応速度 20 40 60 80 温度 [℃] アスパラギン酸 26.6mg を, メタノールを用いて完全にエステル化すると 何mgになるか。 計算過程も含めて有効数字3桁で答えよ。 なお,アスパラギン酸の側鎖部分の構造は,-CH2COOH である。 19
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4(そのい 問 アミノ ☆ 順不同 1酵素、 カルボキシ基L 基質特異性 2 (3)(9)ウ(12)16) (10) ★ よ P.73 H₂NY - HNO3 黄 NP3 梶貴 H C-COO 100- H 問4 ① タンパク質主成分の酵素は最適PHが あり、加熱で変性し機能を失うから 3
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4. (4072) 195 2751198 Asp +2 CH3OH Asp-CH3 +212 26.6ung H FEN-C-COOLT C 'cm 90 こくれる H 133-2+ 30 H₂N-C-COOCHS 14 13 =133+28 16 = 161 133 1 CH₂ 1 Coock3 133: 161 = 26.6mg : X my 26.6 ms x16 Lo/med ŕ 32.2 1333/201 %m-1 x = 32.2 ng 4
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フルクトースはケトースであるが、 フェーリングと混合、加熱するとすぐに 反応して褐色沈殿を生じる。 また、以下の実験結果1.2が知られている。 実験結果 フルクトースがフェーリング液と反応して赤褐色沈殿を生じる速さ では、アルドースであるグルコースとほぼ変わらない。 とんど生じない。 実験結果2 以下の化合物C, D. Eそれぞれをフェーリング液と反応させる と、 C.Dからは赤褐色沈殿が生じるが、Eからは赤褐色沈殿はほ 化合物に CH₂ 素原子数の 基が結合した分子 グルコースなどの 同じCHO の分子式 ノシトールは、シクロヘキサ が付いた分子であり、単糖ではな )をもつアルドースと、ケトン構造(カル れいずれも塩基性水溶液中で加熱すると 生成する に不安定で酸化されや スが thank you for visiting! H FUOH Co --CH CH₂OH に関して の中で像の 1.c 「性体の総数を入 また、一 "は区別しないもの。 -33- ケ 中間体 A. Bは化学的に不安定で酸化されやすいという事実及び実験 1と2から、 フェーリングと反応して赤褐色沈殿を生じるために重要 と考えられる単糖の化学構部分構造のみでよい)を記せ。また実験結果 2で、化合物CDからは赤色沈殿が生じるが、 化合物Eからは赤褐色 沈殿がほとんど生じない理由を50字程度で説明せよ。 なお、 CH20分 の 分子式で表される単は、水溶液中で 平衡混合物 として存在していることが知られているが、 本間ではどの車も直鎖状分 子として存在する比率は同じであるとする。 コ下線部に関して、プシコースの構造式を、 以下の図1-5に示した 影にならって記せ。 ただし、プシコースのカルボニル基の炭素原子の位 フルクトースと同じである。 (1) HO マンノース(アルドー の加熱による別の単糖の生成 すると、上記の中間体A こ不安定で酸化されやすいが などが徐々に生成する(図1 グルコース 体A] マンノー B] プシュー 他の (6) H H 条件下での加熱による 32- H HC-OH H- -OH C CH₂OH HOC-H HO- -H H OH H H-C-OH HO OH H-OH H-C-OH HI-OH SCHz OH HH OH H OH 図中①~⑥は、グルコース中の素原子の位置番号を表している。 (i) 3次元構造が認識できるように、手前にある結合を太線で表した構造式 直鎖状分子として、紙面手前側に向かう結合をで表した構造式 (8)の構造式にした図投影図 1-5 グルコースの構造を表す方法 またね〜
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