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2. 次の文を読み, 下の問いに答えよ。 X' ~ X4 は, 元素の周期表で17族の互いに異なる元素で, 第2周期~第5周期のいずれかに属 する。 問1. KX'の水溶液に (X3)2 の水溶液を加えたところ, (X')2 が生じた。 また, KX4 の水溶液に (XI)2 の水溶液を加えたところ,(X4)2 が生じた。(X12, (X3)2, (X4) 2 の酸化力の強さの順に ついて当てはまるものを、次のうちから1つ選び, 記号で答えよ。 (a)(X')2>(X3)2> (X4) 2 (b)(X'>(X4)2> (X3)2 (c) (X) (X) 2 > (X4) 2 (d)(X3)2>(X^2> (X12 (e) (X2(X')2> ( X3)2 (f)(X4)2>(X3)2> (X1) 2 問 2. 分子式 CsH で表される化合物 Aは, 枝分かれのない環式炭化水素である。 化合物Aと (X1)2 を反応させたところ,化合物 B が得られた。 (i) 元素 X'には2つの同位体が一定の割合で存在し, 水素および炭素は,それぞれ質量数1 および12の原子のみからなるものとする。 これらを踏まえ,化合物Bの分子式に含まれる 原子の質量数の総和を求めると, 226 228 230の3つの値が整数比1:2:1の確率で得 られる。元素 X' の2つの同位体の質量数をそれぞれ求め, これらの同位体の存在比を最も 簡単な整数比で記せ。 (i) 化合物 B を亜鉛と反応させると化合物Aになる。この反応で生じる無機物質の化学式 を,X'に該当する元素の元素記号を用いて記せ。 ただし, (X12の融点は-7℃, 沸点は 59℃である。 (ii) 化合物 A は化合物 C の脱水反応により得られる。 また,化合物 C を酸化すると,化合物 C の官能基が変化し,化合物 D になる。 化合物Dの構造式を記せ。 問 3. HX2の水溶液 100 mL に,二酸化ケイ素 20.0gを加えた。 水溶液中のHX2の物質量が反応 前の60%になったとき, 未反応の二酸化ケイ素の質量は9.2gであった。 (i) HX”と二酸化ケイ素の反応は, 式(1) に示す化学反応式で表される。 a る数字をそれぞれ記せ。 ただし, 数字が1の場合は省略せずに1と記せ。 e に適す a HX2 + b SiO2 → c Hasi (x2) 6 + e H2O (1) (i) 反応前のHX2 の水溶液のモル濃度は何mol/L か。 有効数字2桁で答えよ。 -9-
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(Ⅲ) 次の記述のうち,正しいものをすべて選び、記号で答えよ。 (a) HX2 の水溶液は HX の水溶液よりも強い酸性を示す。 (b) HX2 の水溶液は HX の水溶液よりも弱い酸性を示す。 (c) HXとNaX2の混合水溶液は緩衝作用を示す。 (d) HXとNaX” の混合水溶液は緩衝作用を示さない。 (e) HX2とAg2CO3 が反応して生じる塩は水に溶けやすい。 (f) HX2とAg2CO3 が反応して生じる塩は水に溶けにくい。 (g) HX2 は (X2)2 H2Oの反応により生じる。 (h) HX2 は Ca(X2) とH2SO4 の反応により生じる。 (i) HX2 の乾燥にはシリカゲルを用いる。 (j) HX2 の水溶液はポリエチレンの容器に保存する。 (iv) HX2は,HX' HX3 HX4 よりも沸点が高い。 その原因となる分子間力を何というか。 問4. 分子式 C2H4 で表される化合物E と X3)2 を反応させると,化合物F が得られる。 化合物F ① から HX がとれると, 分子量 62.5の化合物 G が生じる。 (X3)2 は, 工業的には NaX 水溶液 の電気分解で製造される。また,化合物 G は, 触媒を用いて,分子式 C2H2 で表される化合物 HとHX3 を1:1の物質量比で反応させることでも得られる。 同様に, 触媒を用いて,化合 物HとHCN を1:1の物質量比で反応させると. 化合物 Jが得られる。 (i)下線部①について,化合物 G を 37.5 kg 得るために理論上必要な (X^) 2 の体積は, 27℃, 1.50 × 107 Paで何Lか。 (ii) 下線部②について,陰極と陽極で起こる反応を,電子e を含むイオン反応式でそれぞれ 表せ。 ただし, X3 は, 該当する元素の元素記号を用いて記せ。 () 下線部②について, NaX 水溶液を9.65 × 103Aの電流で電気分解して, (i)で理論上必要 (X3)2 を発生させた。 電気分解していた時間は何分間か。 ただし, NaX3 水溶液中には十 分な量の NaX3が溶解していたものとする。 (iv) 化合物 G と化合物を1:1の物質量比で共重合させた。得られた重合体に含まれる窒 素の割合は質量比で何%か。 有効数字3桁で答えよ。 ただし, 重合体の末端は考慮しなくて よい。 (v) 化合物 G と化合物Jを1: xの物質量比で共重合させた。得られた重合体に含まれる X3 の割合が質量比で20.0%であったとき, xの値を求め, 有効数字3桁で答えよ。 ただし, 重合体の末端は考慮しなくてよい。 -10-
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2.( (その1 (26東京慈恵会医科大) 無機X1~X4はハロゲン F.C.Br、I 第2-5周期2×3 xx* ? ☆ PID 2KX' + (X%2 → 2KX³ + (X1/2 より酸化力×3× 2kX+2 →>> 2KX' + (X4)₂ より酸化力>メ 172 (x)> C5H18 Dn= A A) + (x2) イリュ Br (その2に続く) 12-8 Br こ ・BY 2 (c) シクロ C=C 1
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2.(その2)×1=B1とする ★★ 半無機 ti) X'には2つの同位体が一定の割合 Ⓡ G H & X 2 68 226-68=158 Br C5178" Br=3+ =226 2 81 7g C5 1879 Br - ³/Br =228 も 68+ 160 あるので2倍 By=230 1:2: I よって質量数 79,81 存在比 1:1 Br + ZuBt2 (ii) (3) K @ -OH up-7°c D 24 ロ 2級アルコール H2C CH2 =0 常温液体はBr D 2
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Hx2 +4 -146- =b 2. 無機 問73) ]HYSi(x26+ ( 1) a HX ² + b 5; 0 ₂ → CHS; (X²)6 + H2O MD □の(x2)から考える a=6,b=1、c=1、d=2、セニス sit4xより→本=2と決まる mol 60%になった(40%反応した) (ii) sio2(60%/m-1) THX2 20.0g 100mL HX2 柏応sioz 9.2g 100-60=40% (まりHxz:sioz=6:1反応より、 反応前HX2をxmolとすると xmxx. 100 140 1000 -LX100 . 01 x x 40 10,8 To (iii) (b)(4). (e). (g). (h). (5) 無機 eAgfは水に可溶 * g. F2+2H2O→4HF+02 20.0-9.2g 60 %/201 6:1 x=10.8×1/2=27bok HX² 18 HF (335) %. HXとNaXは緩衝液以 弱酸強巻の塩 難 11 HFはシリカゲルと反応するから 乾燥× h. CaF₂ + H2S04 Ca 504+2HF (j) ガラスと反応するので ポリエチレ箸に入れる 3
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2. 無機 3in水素結合 Cl₂ E P14 C₂tty + (X³) ₂ ® 624402 (x3)2はNaCl(ag)の電解で製造 C₂H₂ + HC CECH C=CH ce -Ha CH2=CH a 塩化ビニル (62-5) 721 HON CH₂ = CH 無機 'CN アクリロニトリル (53.0g/mol) ④/mol 7391= Cl₂ | muly. Eg ⑥mol = 37,5×1000 600 mol 62,5 pre ART 12/14's ↓ = 2 1.50×102 Pa xv = 600 ml × 8131 X103 × 300 X X V Palak k V=6x8.31x2=99.72 = 99.7L 4
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2. 無機 Pay (ii) @ zcé → Cl₂ + 2e' 問4 + ★☆ 2 H₂O + 2 e H₂+ 201¯ H₂+201 (iii) 20で1c2より電解した時間をx(分) とすると 9.66×10A×××60 9.65×104 = box 100 mul ×2 C/mil x = 200 = 2,0×102 10 SA (iv) 9:5=1:1 ECH-CHL ✓ Ng/m 14°n 7100 [CHOL (CH-CH] 6215 +$53,0 ce CN 62.5 53,0 Jn =12.12=12.1% (V) ⑥:=1:Xのとき(43)2=cl2が20%あった (質量) CH 62.5 an CN K h & + 53.0 5. x=2.169 35.5m 62.5n+53,0xn =2.17 5
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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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