ノートテキスト
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化 (解答番号 1~34、101、301~302) 注意: 1.原子量が必要な場合は、 次の数値を用いなさい。 H = 1 C = 12 N = 14 0 = 16 F = 19 Na= 23 Mg = 24 Al = 27 Si = 28 P = 31 S = 32 Cl = =35.5 K = 39 Ca = 40 Ti = 48 V = 51 Fe = 56 Ni = 59 Cu= 64 Zn= 65 Br = 80 Ag =108 Sn = 119 I = 127 Pt = 195 Au= 197 Pb = 207 2. 気体定数R = 8.31 × 103 [Pa・L/(mol・K)] またはR = 8.31 [J/(mol・K)〕 3. アボガドロ定数 NA = 6.02 × 1023 [/mol] 4. 絶対温度T (K) = 273 + t (℃) 5.標準状態: P = 1.013 × 105Pa、 T = 273 K 6. ファラデー定数 = 9.65 × 10 [C/mol] [I] 以下の問いに答え、 10 にあてはまる答えとして最も適切 なものを各解答群の中から1つ選び、 記号をマークしなさい。 エタノールは、 エチルアルコールともよばれる無色の液体である。エタノール は、アルコール飲料 (酒) の成分でもあり、 飲料用のエタノールは、米や麦などの 穀物のデンプンを加水分解して得られたグルコースなどを原料とし、酵母菌の働 きによるアルコール発酵(酒精発酵) によりつくられる。 また、エタノールは、コ ロナウイルスや、インフルエンザウイルスの外側の構造を破壊することができる ため、 除菌剤や消毒液に用いられる。 -19-
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(1) 下記のA~Fの物質のうち、共有電子対と非共有電子対がそれぞれ2組ずつ あるものは 1 である。 1 A フッ素 B フッ化水素 C シアン化水素(三重結合を含む) E エタン D硫化水素 F エチレン(二重結合を含む) (2) 下記の (a) ~ (h)の物質のうち、水に溶けにくいものが2つある。 それらの最 も適切な組み合わせは 2 である。 (a) エタノール (b) グルコース (c) 塩化ナトリウム (d) ベンゼン (e) メタノール (f) 硫酸 (g) 硝酸カリウム (h) ナフタレン 2 A (a)(b) F (c)と(e) G K (e)と(h) B (a)と(d) (c)と(g) L(g)と(h) C (a)と(f) D (b)と(c) E (b)と(g) H (d)と(f) I (d)と(h) J (e)と(f) (3)下記のA~Fの物質のうち、グルコースの構造異性体は 3 であり、 立体異性体は 4 である。 3 と 4 の解答について、 最 も適切なものを選択肢の中からそれぞれ選びなさい。 3 4 A マルトース B スクロース C ガラクトース D ラクトース E フルクトース F セロビオース 20
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(4) グルコース 540gに含まれる酸素原子の粒子の数は 5 個である。 最 も近い値を選択肢の中から選びなさい。 5 A 1.81 x 1024 B 3.61 x 1024 C5.42 x 1024 D 7.22 × 1024 E 1.08 x 1025 F 1.44 × 1025 G 1.63 x 1025 H2.17 × 1025 (5)工業的にエタノールは、 下記の (式1) のように、リン酸を触媒とし、 6 に水を付加させてつくられる。 付加、触媒(リン酸) 6 + H2O → エタノール (式1) 6 A CH3CHO B CH3COOH E CH3CH3 F CH3COCH3 G CH2=CHC1 C C2H5OC2H5 D CH2CH2 HCH≡CH (6)アルコール発酵により、 グルコース 7 gからエタノールが115g生 じた。このときに、 0℃、 1.013 × 105 Paで、二酸化炭素は 8 L生じ た。 7 と 8 の解答について、最も近い値をそれぞれの選択肢 の中から選びなさい。 なお、 アルコール発酵は完全に進行したものとする。 7 A 45 B 67.5 C 90 D 135 E 180 F 225 G 270 H360 I 450 J 540 K 630 L 720 8 A 5.6 G 33.6 B 8.4 H 44.8 C 11.2 I 56.0 D 16.8 J 67.2 - 21 EK 22.4 F 28.0 78.4 L 89.6
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(7) エタノール 18.4gを体積 83.1Lの密閉容器に入れ、温度を87℃に保った。 次に、容器を冷却し、温度を27℃に保った。 エタノールの飽和蒸気圧は27℃ で 1.0 x 104 Pa、 87℃で1.2 × 105 Pa とし、 液体のエタノールの体積は無視で きるものとする。 87℃のときに容器内に存在する液体のエタノールの質量 は、 9 gである。また、27℃のときに容器内に存在する液体のエタ ノールの質量は、 10 gである。 と 10 の解答につい 9 て、最も近い値を選択肢の中からそれぞれ選びなさい。 また、 液体のエタノー ルが生じない場合は、 0 (ゼロ)を選びなさい。 9 10 AF A 0 B 1 C 2 D 3 E 4 5 G 6 H 7 I 8 J 9 K10 L 11 M 12 - 22
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[I] (1).~* (その1) (26 明治大 理工・農) 05 (1) H (2) HI HBOUND EB 2 無極性分子 I (d)と(2) 20 HOSSH NO D (3) グルコースの ★ 構造異性体フルクトース、立体異性 ガラクトース E C HO Q RO ・CH20H 40 → HO 074 07 OH 011 011 (4) CTIU 540 180 = 3 mol C6H1200) 6×30×60×1000=1,0841025 個 all (5) エコノール今夜(アルケンの電子反応) 11404 C2H4 TH20 + C2H5OH 1 ☆ E 6 C2H4 D
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[1] ($992)
ので
アルコール不
1
(46
(6) C64106→2C2H5OH+2Coz
=
18-02
2
**
4 5 7
x=q0x115=225
2
:
115
i
46
90
455
CO2(L)=2x225
11.2 18
×22.4=56L
180
I
46
F
☆☆蒸気圧よりいか+l
87℃ エタノールすべて受付とするとPV=nRT
18.4=0.40mol
46
P80×83.1=0,40×8×パメ 360
蒸禽伝
Pen=1.44x104 Pa<lix10 Paより小さいのですべて気体
よって液体09
27℃のとき prenRTに入
A
P27×831=0.40×83×10×300=1.2×10P
気は蒸気.0×104Paに保たれるので
高いので
mal
1.0x104 x83.1 = ngas x 813/X10³×300 Ngas == {{har
n溶体=0.40-/1/2=1mol
-x46
壁=15×40 ¥3,07
2
10
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[Ⅱ] 以下の問いに答え、 11 19 にあてはまる答えとして最も適切 なものを各解答群の中から1つ選び、 記号をマークしなさい。 一般に、分子量が1万程度以上からなる物質を高分子化合物という。 高分子化 合物のうち、自然界に存在するものを天然高分子化合物、(ア)やポリエチレ ンテレフタレートなど、 石油などから小さな分子(単量体) を多数結びつけて合成 したものを合成高分子化合物という。 自然界に多量に存在する天然高分子化合物としてセルロースが知られている。 セルロースなどの天然高分子化合物を一度溶媒に溶解し、 紡糸により繊維を再生 したものを再生繊維という。 セルロースを濃い水酸化ナトリウム水溶液で処理し てから二硫化炭素と反応させ、 薄い水酸化ナトリウム水溶液に溶かした後、 これ を希硫酸中に押し出して繊維状にしたものが(イ)である。また、セルロース をシュワイツァー試薬に溶かし、細孔から希硫酸中に押し出すと、(ウ)が得 られる。 (1) 文章中の(ア)~(ウ)にあてはまる最も適切な語句の組み合わせとし て正しいものは 11 である。 11 (ア) (イ) (ウ) A デンプン 銅アンモニアレーヨン ビスコースレーヨン B デンプン C タンパク質 ビスコースレーヨン 銅アンモニアレーヨン D タンパク質 ビスコースレーヨン E ナイロン 66 銅アンモニアレーヨン F ナイロン66 ビスコースレーヨン 銅アンモニアレーヨン ビスコースレーヨン 銅アンモニアレーヨン ビスコースレーヨン 銅アンモニアレーヨン -23-
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(2)セルロースに関して述べた以下の (a) ~ (f) の文章の中で、正しいものの組み 合わせは 12 である。 (a) セルロースはβ-1,4-グリコシド結合でグルコースがらせん状に多数重合 した高分子である。 (b) セルロースは、長い直線状の分子どうしが水素結合で強く結びついている ため、常温常圧の水には溶けにくい。 (c) トリアセチルセルロースは溶媒には溶けにくいが、 一部のエステル結合を 加水分解して、ジアセチルセルロースにするとアセトンに溶けるようにな る。 (d) セルロースにセルラーゼという酵素を作用させると、加水分解されてマル トースができる。 (e) セルロースはヨウ素デンプン反応を示す。 (f) セルロースをアミラーゼで加水分解するとデキストリンが生じる。 12 A (a)と(b) I (b)と(f) B (a)と(c) J (c)と(d) C (a)と(d) K (c)と (e) D (a)と(e) L (c) と (f) E (a) と (f) M (d)と(e) F (b)と(c) N (d)と(f) G (b)と(d) 0 (e) と (f) H (b)と(e) -24-
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セルロースなどの、 天然繊維に官能基を結合させ、繊維状にしたものを半合成 繊維という。 セルロース ([C6H7O2(OH)3]7) に、 無水酢酸と氷酢酸、少量の濃硫 酸を作用させると、ヒドロキシ基がアセチル化されてトリアセチルセルロース ([CH7O2 (OCOCH3 ) 3 17 ) ができる。 一方、セルロースに濃硫酸と濃硝酸の混合 物(混酸)を反応させると、 硝酸エステルであるトリニトロセルロース ([C6H7O2(ONO2)3]m) を生じる。 トリニトロセルロースは火薬に用いられる。 (3)以下の反応式 (式2)において、セルロース 81.0g を無水酢酸と反応させ て、全てトリアセチルセルロースにした場合、 トリアセチルセルロースは理論 上 13 g 生成する。 [CH7Oz(OH)3]" + 3n(CH3CO)20 セルロース 無水酢酸 → [CH7O2 (OCOCH3)3]+3nCH3COOH トリアセチルセルロース (式2) 酢酸 13 A 81 B 117 C 130 D 144 E 160 F 162 G 180 H243 I 291 (4) セルロース 48.6g に濃硫酸と濃硝酸の混合物 (混酸) を作用させると、ヒド ロキシ基の一部が硝酸エステルになったトリニトロセルロースが72.9g 得ら れた。反応したヒドロキシ基の割合は 14 %である。 14 A 10 B 20 C 30 D 40 F60 G 70 H80 I 90 EJ E 50 100 -25-
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(5) セルロースに希酸を加えて長時間加熱した。 その後、 Na2CO3 溶液を加えて 塩基性としてから、 フェーリング溶液を加えて加熱したところ、赤色沈殿 (Cu2O) が生じた。 以下のA~Fの文章の中で、 沈殿が生じた主な理由として 正しいものは 15 である。 15 A. セルロース分子が Cu2+ イオンと錯体 (キレート)を形成したため。 B酸加水分解によって還元性をもつグルコースが生じたため。 C セルロースがデンプンに変化し、デンプンがフェーリング溶液を還元し たため。 D酸の影響でフェーリング溶液が失活し、 Cu2+ イオンが析出したため。 E セルロースは多糖類であるため、直接フェーリング溶液を還元したため。 F 加熱によってセルロースが酸化されたため。 - 26-
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持続可能な開発目標を達成するための取り組みの一つに、 メタンガスを主成分 とするバイオガス生成がある。 家畜排せつ物を用いたメタン発酵が知られている が、セルロースが主成分の紙ごみからメタン発酵を行う取り組みも始まってい る。水分子がつくる網目状構造にメタン分子が取り込まれた氷状の物質をメタン ハイドレートという。 メタンハイドレートは低温・高圧の条件下で生成し、 日本 近海の海底に存在することが明らかになっている。 高濃度にメタンを蓄える性質 から 「燃える氷」 としても知られ、 将来のエネルギー資源として注目されている。 (6) メタンに関して述べた以下のA~Fの文章の中で、 誤りのあるものは である。 16 16 A メタンは、 無色無臭である。 B メタンは、工業的には天然ガスから得られ、 実験室では、酢酸ナトリウ ムの無水物を水酸化ナトリウムとともに加熱することで発生させる。 C メタンは水に溶けにくいので、上方置換で捕集する。 D メタンと塩素の混合気体に光を当てると、 メタンの水素原子が塩素原子 に置き換わる反応が起こる。 Eメタン分子は正四面体構造でそれぞれの結合角は等しい。 F メタンを主成分とする天然ガスは、冷却・圧縮して液体にした液化天然 ガスとして運搬・貯蔵される。 -27-
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(7)以下の反応式 (式3)において、 標準状態で10mLのメタンと40mLの酸素 を混合し、メタンを完全燃焼させる実験を行った。 燃焼前後の気体の体積を標 準状態で比較したところ、 燃焼後の気体の体積は、 燃焼前と比較して (エ)mL(オ)した。 ただし、燃焼後の H2O はすべて液体とする。 CH4 (気) + 202(気) CO2(気) +2H2O(液) (式3) 文章中の(エ)および(オ)にあてはまる最も適切な数値や語句の組み 合わせとして正しいものは 17 である。 17 (エ) (オ) AB 10 減少 10 増加 C 20 減少 D 20 増加 EFGH 30 減少 30 増加 40 減少 40 増加 -28-
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(8) 以下の表1に示す結合エネルギーの値を用いて、 メタン (気体)の燃焼エンタ ルピーを計算すると、 18 kJ/molであった。 ただし、 生成する H2O は すべて液体とし、水の蒸発エンタルピーは、44kJ/mol (25℃) とする。 表 1 結合エネルギー (25℃、 1.013 × 105 Pa) 結合エネルギー 結合の種類 [kJ/mol] H-H 436 0=0 498 C-H(CH4) 416 OH (H2O) 463 C-C(C2H6) 368 C=O(CO2) 1803 内の物質から求めた。 18 AE - 890 B - 886 C - 798 D - 128 - 83 F 40 G 40 H83 I 128 J 798 K 886 L 890 - 29
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(9) メタンハイドレート4CH423 H2O (固体)の完全燃焼を化学反応式で表す と、以下の式(式4) になる。 この式 (式4)におけるメタンハイドレート 4 CH4・23 H2O(固体)の燃焼エンタルピーを、 下記の式 ① ~ ④ の反応エンタル ピー Q1 〜 Q4 を用いて表すと、 aQ1+6Q2 + cQ3 + dQ4 となる。 a ~dはそ れぞれ-9~9の整数である。 a + b + c + d の値は 19 だし、燃焼後のH2O はすべて液体とする。 である。 た 4 CH423 H2O (固) + 802(気) 4 CO2(気) + 31 H2O (液) (式4) 4 CH423 H2O (固) C(黒鉛) +2H2(気) 4 CH4(気) + 23 H2O (液) 4H ====== Q [kJ] → CH4 (気) C(黒鉛) + O2(気) CO2(気) = H2(気) + 1/12 -02(気) - H2O (液) 4H2 4H3 = 4H4 = Q4 [kJ] Q2 [kJ] ...2 Q3 [kJ] (3) ...④ A 19 - 17 B - 12 C - 9 D -8 E - 5 F - -4 G -1 H 1 I 4 J 5 K 8 L 9 M12 N 17 30-
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(Ⅲ)(その1) (1) F ビスコース セルロース+Naoit's ✓412504 セルロース、バイツアー液) 12504 - 今月アンモニアレーヨン (キュプラ) (2) (9) らせん×(b)○()ジマヤチルからマカトンの (d) プロピオース×(e)×12 F(b)と(L)消去法 (3)トリットセルロース アロチ [C6H^ O₂(OH)}] → h 難 [CoHo Oz (OCOCH3)3]n 8/10 16221 = 用いたセリコース 48.6 : x 288 144 13 x=144D =0.3mol Off×あるので 162 & OH (mill= =0.3×3=0.9ml OH→ONOで④5増加(+NOz-H=45) 72.9-48.6=24.3 + Do F4, 24.3 -0.54 mom 45 よって%=0.544100=60% 14 F 0.9 3
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[Ⅱ](その2) # (5) 15 15 Cuzou 運女性 より (6) メタンハイドレード問題 16 水上置換する (7) CH4+202→CO2+2H20 1 : 2 :1 - 前 10mL 40mL 0 0 10+40=504L 後.10 - .20 +10 10 20 J-20m 20+ 10 = 30" ★ 17 C..20mL減少 (8) CH4 +202 → CU₂ + 2420 04172×2 1664+996=2660KS 463×4 1606+1852 = 345817 1606+1852=345817 CHY4 0-072 620x2 41644 498×2 803×2 =1664 =996 =1606 =1882 LHgas=2660-3458=-7981J 水の凝縮エンタルピー-44ky/mux2= :-798+f88)=-886kJ/ml (9) [① - 4×② +43 +8x④より 1-4+4+8 (+9) 4 19 L -8845/um) 18 B
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〔IV〕 以下の問いに答え、 28 34 にあてはまる答えとして最も適切 なものを各解答群の中から1つ選び、記号をマークしなさい。また、解答欄 301 302 には構造式を書きなさい。 天然のタンパク質を構成するアミノ酸は約20種であり、このうち動物が体内 で十分に合成できずに食物から取り入れる必要があるアミノ酸を必須アミノ酸と いう。アミノ酸は分子内に塩基性の(ア)と酸性の(イ)を有し、水溶液中 で双性イオンとして振る舞う。 (ア) と (イ)が同一の炭素原子に結合したアミノ酸 をα-アミノ酸という。 タンパク質に含まれる主要なα-アミノ酸の中で(ウ) 以外のものには不斉炭素原子があり、(エ) が存在する。 天然に存在する α-アミノ酸のほとんどが(オ)である。 (1) 文章中の(ア)~(イ)にあてはまる最も適切な語句の組み合わせとし て正しいものは 28 である。 28 (ア) (イ) A ニトロ基 ヒドロキシ基 B ニトロ基 カルボキシ基 C ニトロ基 スルホ基 D ニトロ基 メチル基 E アミノ基 ヒドロキシ基 F アミノ基 カルボキシ基 G アミノ基 スルホ基 H アミノ基 メチル基 -37-
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(2) 文章中の(ウ)~(オ)にあてはまる最も適切な語句の組み合わせとし て正しいものは 29 である。 29 (ウ) (エ) (オ) A アラニン 光学異性体 L型 B アラニン 光学異性体 D型 CD C アラニン 幾何異性体 L型 アラニン 幾何異性体 D型 E グリシン 光学異性体 L型 F グリシン 光学異性体 D型 G グリシン 幾何異性体 L型 H グリシン 幾何異性体 D型 - 38 -
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日本人研究者は、アミノ酸に関して歴史的に重要な発見をしてきた。以下の文 章を読んで、後の問いに答えなさい。 1908年、日本の池田菊苗 (きくなえ)は、昆布 40kg を熱水抽出し、 約30gの グルタミン酸を取り出し、 そのナトリウム塩が昆布の旨味の正体であることを発 見した。 グルタミン酸は分子中にカルボキシ基を2個もっており、 そのままでは 酢酸よりやや強い程度の酸性を示す。 そこで、 NaOH水溶液で部分的に中和する と、酸味が弱まり旨味が強くなると同時に、水に溶けやすくなる。このような理 由で、ふつうグルタミン酸ナトリウム NaOOC (CH2)2CH(NH2)COOH の形で旨 味調味料に用いられる。 現在では、スクロースの製造で得られる廃糖蜜(スクロ ースを結晶化したあとに残る液体) を用いて、 グラム陽性細菌 Corynebacterium glutamicum による発酵で生産されている。 発酵は、 微生物の酵素を利用したも のであり、 微生物の代謝系を改変することにより、 グルタミン酸だけでなく各種 のα-アミノ酸を製造することができる。 グルタミン酸は、それを比較的多く含んでいる小麦のタンパク質を酸などで加 水分解した後のアミノ酸混合液からも精製できる。 たとえば、アミノ酸の側鎖が 持つ構造や電荷によって変化する移動度の違いを利用する電気泳動、または溶媒 とイオン交換樹脂との結合親和性の差を利用するクロマトグラフィーによって高 純度に分離可能である。 ここでは、 図1に示すグルタミン酸を含む3つのアミノ酸混合物からの精製を 目的とした以下の2つの実験を行った。 実験1 電気泳動実験: pH 条件を変えて図1に示す3つのアミノ酸混合物を泳 動した。 アミノ酸混合物からグルタミン酸を分離するために pH(カ) の緩衝液を用いて電気泳動を行ったところ、 グルタミン酸のみが(キ) 側へと移動した。 実験 2 イオン交換クロマトグラフィー:スルホ基を持つポリスチレン樹脂充填 カラムを用いて、 図1に示すアミノ酸混合物の分離を行った。 スルホ基を 持つイオン交換樹脂を円筒形のカラムにつめ、 図1に示す3つのアミノ酸 ① 混合物の希塩酸水溶液 (pH 2.0) を流して吸着させた。 続いて、 溶出に用い 39
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る緩衝液のpHを2.0から11.0まで段階的に増加させて、イオン交換樹脂 に吸着した全てのアミノ酸を溶出させた。 グルタミン酸の等電点は3つの アミノ酸の中で最も低く、 3.2である。 グルタミン酸 リシン NH2 CH-COOH NH2 CH-COOH CH2 アラニン NH2 GH-C CH-COOH CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 COOH CH2 NH2 図 1 (3)(カ)および(キ)にあてはまる最も適切な値および用語の組合せを、 下記の選択肢A~Fの中から選びなさい。 30 30 (カ) (キ) A 4.0 陰極 BC 7.0 陰極 11.0 陰極 D 4.0 陽極 E 7.0 陽極 F 11.0 陽極 40
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(4) 下線②に関して、3つのアミノ酸が溶出される順番として最も適切なものは 31 である。 31 A アラニン →リシングルタミン酸 B アラニン→グルタミン酸リシン C リシン → アラニン グルタミン酸 D リシングルタミン酸 アラニン E グルタミン酸 アラニン リシン F グルタミン酸リシン→アラニン (5) 下線①に関して、アラニンがイオン交換樹脂に吸着している際の構造式を解 答欄 301 に書きなさい。 構造式を書く際には、 図2に示すイオン交換樹 脂のスルホ基に書き加える形で結合様式が明らかになるようにアラニンの構造 式を書きなさい。 なお、 イオン交換樹脂の構造式は下記の図2のように記せば よい。また、アラニンを立体的に表記する必要はない。 301 イオン交換樹脂 w O=S=O 図2 41
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(6) タンパク質およびアミノ酸の検出反応について記述した以下のA〜Eの文章 のうち、誤っているものは 32 である。 32 A キサントプロテイン反応はベンゼン環がニトロ化されることで黄色くな り、チロシンなどの芳香族アミノ酸を検出するために用いられる。 B ニンヒドリン溶液をアミノ酸に加えて温めると、多くのアミノ酸はニン ヒドリン反応の指標となる赤紫~青紫色に呈色する。 C ビウレット反応では、 1分子のアミノ酸に対して陽性反応を示す。 D 窒素検出反応では、水酸化ナトリウムによってアンモニアを発生させ、 リトマス紙が青色に変わる。 E タンパク質に含まれる硫黄原子は、 水酸化ナトリウムと加熱し、酢酸鉛 (Ⅱ) 水溶液を加えることで黒色沈殿 PbS として検出できる。 -42-
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人類は、タンパク質を凝集させることで、固体状のタンパク質を食品として摂 取してきた。 牛乳に含まれるカゼインはタンパク質全体の等電点が約4.6である。 そのため、中性の牛乳中では、全体の電荷が(ク)になるため、 反発しあうこ とにより水中に分散している。 ヨーグルトなどの発酵乳製品の製造では、乳酸菌 が牛乳中の乳糖を分解・代謝して乳酸を生成し、pHが低下する。このとき、pH がカゼインの等電点に達すると、全体の電荷が(ケ)となり、 反発を失って沈 殿・凝集する。これを等電点沈殿といい、ヨーグルトの凝固はこの現象によって 生じる。 一方、豆腐は、にがり (塩化マグネシウムを主成分とする凝固剤)を豆乳に加え ることでつくられる。 タンパク質のコロイドは水分子とやや強く水和しており、 親水コロイドといわれる。 豆乳中のタンパク質は水中では水和して安定に分散し ているが、二価陽イオン (Mg2+ など)を加えていくと、水和している水分子が引 き離され、タンパク質が集まって凝集する。 このような現象を(コ)という。 (7) 文章中の(ク )~(コ)にあてはまる最も適切な語句の組み合わせとし て正しいものは 33 である。 33 (コ) 凝析 凝析 凝析 凝析 凝析 凝析 塩析 塩析 塩析 塩析 塩析 塩析 43 例0負正 0負正 例負負負正正正 A B C D E F G 0負正|0|負正 負負負正正 H IJK 正 L
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乳酸はポリマーの原料としても期待されている。 乳酸CHCH (OH) COOH と グリコール酸 CH2 (OH) COOH の共重合体 PLGA (乳酸グリコール酸共重合体) は生分解性樹脂であり、 生体内で乳酸とグリコール酸に加水分解されたのち、 代 謝反応により水と二酸化炭素に分解されて体外へ排出されるため、 生体には安全 な材料である。そのため、 PLGA は、 手術用縫合糸や骨折時の骨接合材、 歯周組 織の再生膜などとして医療分野で使われている。 PLGAの合成において、乳酸や グリコール酸の直接的な縮合重合では低分子量の重合体しか得られない。 そこ で、乳酸2分子の脱水縮合によって環状二量体であるジラクチド (環状ジエステ ③ ル) を合成し、これを開環重合させることによりポリ乳酸がつくられる(図3)。 また、グリコール酸2分子の脱水縮合によって環状二量体であるグリコリドをつ くり、 ジラクチドとグリコリドを開環重合させることによって、 高分子量の PLGA が得られる。 (8) 下線③に関して、図3のジラクチドの構造式を 302 に書きなさい。 構 造式を書く際には、 図3に示した乳酸やポリ乳酸を参考にして書きなさい。 302 OH CH3-CH -C-OH 乳酸 2分子 脱水縮合 ジラクチド 図3 44 - 開環重合 CH3 ポリ乳酸
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(9)食品 10.0g に濃硫酸を加えて十分に加熱して含有する窒素分をすべて硫酸 アンモニウムとした。 これに濃い NaOH水溶液を加えて加熱し、 発生した気 体を2.0mol/Lの希硫酸20mL中に完全に吸収させた。 残った硫酸を 1.0mol/LのNaOH水溶液で中和滴定したところ、 20mLを要した。 この食品 中のタンパク質に含まれる窒素含有率を16%として、この食品中に含まれる タンパク質の含有率を求め、 下記の選択肢の中から最も近い値を選びなさい。 34 34 A 10% B 20% C 30% D 40% E 50% F 60% G 70% H 80% I 90 % 45-
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[Ⅳ] タンパク質(その1 (1) (3) NHz (/) COOH ★ 28 F [21 (ウノアラニン(エ)光学異性(L型 64214 (31 グルタミン酸問題 100-近づく 電気泳動 田 30 b 陽道 PH40 29 E (4)~11です。酸性→性→玲音性 3E + Glu Ala (5) 陽イオンex 30 TSN-CH-CLOH 7503 * 0 CH3 Lys (6)3C ビラレットは3分子アミノ酸(ペプチド結合×2) 中性PH (7)タンパク質カゼイン等電点46 7:0 魚に帯(7) ヨーグルト配化等電点電荷で凝集(ケ) 豆乳へにがり添加 タンパク質↓塩物(コ) (祝水コロイド) ** よって33G 必要 5
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〔IV〕 PLGA (その2) 302 ジラクチド構造式 H3C-CH - 0 " C. +420 Cit 乳酸2分子環状-- 5-420 Ho -C-UH CH-CH3 - 0 (9) GILA'-IL= Ę (NH4)2 504 +2NaOH+ Na2S04+2NH4+2H20 2×2.0×20 1 i 2 =x+1x10x20 2 1000 NA3. H+250 4 col 100~ Na OH wl x=6.0x10-2mol 全品中のN(14%)とすると、 6.0×102ml×149/11=0.84g タンパク質ユ 16 700 タンパク質中のN有16%より0.84y= y = 0.84x100 = 5.25 16=5.25g : タンパク質は 5.25 10 全体g ×100= ×100=52.5% 10.01 最も近いのは50%%より 34 E 6
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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 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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