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化学 高校生

問2において、赤の下線部を読んでもなぜ丸4番がダメなのか分からないので教えて下さい!

152. 海水に含まれるイオン 06分) C1=35.5, 気体定数R=8.3×10 Pa・L/(mol・K) 次の文章を読み、 下の問い (問1~3)に答えよ。 Na=23, Re 39,126.127 高潮や津波は農地に甚大な被害をもたらす。それは、大量の海水が流入することで土壌塩分が増加す ることによるものである。一般に,海水に含まれる塩類の濃度は場所や深さなどにより変化するが,あ る資料によると, 海水の主要成分(イオン) の含有量は次のようになる。 Naeb & Fr (エ) : 380mg/L 10556mg/L 18980 mg/L 海水の主要イオン含有量 (イ): 1272mg/L2+ (カ): 2649mg/L (ウ): 400mg/L (キ) : 140mg/L → 加熱 Baby えん ここで, (ア)~(エ)は陽イオン, (オ)~(キ)は陰イオンである。 表の数値が示す通り (ア)と(オ)からなる塩は海 水の水以外の最も主要な成分である。 (イ)は2価の陽イオンであり、水酸化物イオンとの化合物はほとん ど水に溶けない。(ウ)と(キ)のみ含まれた水溶液は当初沈殿物を生じていないが,これを加熱すると石灰岩 や大理石の主成分が生じる。 (エ)はアルカリ金属の単原子イオンであり、赤紫色の炎色反応を示す。 (ア)と (キ)からなる塩の水溶液は弱い塩基性を示すが,これに塩酸を加えると二酸化炭素を発生し, 反応後の水 溶液には(ア)と(オ)が含まれる。 (カ) を含む水溶液にバリウムイオンを加えると, 水にも酸にも反応しない, X線をさえぎる白色沈殿が生成する。 対して, 河川水に溶存している最大濃度の陽イオンは (ウ)であり、海水が農地に流入する際の問題点と は、過度に溶存した(ア)が農作物の生育に害を与えることである。 (4) CO3²- 2- Cacoz 問1 (イ)とエ)に当てはまる陽イオンはそれぞれ何か。 最も適当なものを、次の①~⑤のうちから一つ ずつ選べ。 ① Li+ ②Na + ③K+ ④ Ca²+ ⑤ Mg2+ 88 問2 (カ)と(ギ)に当てはまる陰イオンはそれぞれ何か。 最も適当なものを次の①~ ⑤ のうちから一つ ずつ選べ。 ①CI ②I ③ HCO 3 - 2- SO4²- 第3編 無機物質

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化学 高校生

(2)の問題なのですが、(c)の異性体がなぜ一種類のみになるのかがわかりません。考え方を教えてほしいです。

To 2-4 コル 三捕 長の 三 2 メタン分子の4つのC-H結合がすべて等価であるとすると,次の3種 構造(a)正方形,(b)正四角すい, (C)正四面体が考えられる。 下の問いに答えよ。 ALH のほ (H) FONO(a) T (b) ID=(c)) (1) メタンと塩素の混合物に光を照射すると, メタンは A, B, C, D の順に塩素 化される。この塩素置換体 A,B,C,D の名称をそれぞれ記せ。 HOODHO (2) メタンの塩素二置換体Bが, (a), (b), (c) と同様の構造をとるとしたとき,異 性体はそれぞれ何種類あるか。 (H) JHS JEEWER 解説 アルカンの分子構造 CH4 メタン 200+ (S) 2 (1) アルカンには不飽和結合が存在しないので付加反応は起こらず、光の存在下でハロゲン と置換反応を行う。 メタンと塩素の混合物に光(紫外線) を当てると, メタンのH原子が Cl 原子によって次々に置換され、種々の塩素置換体の混合物を生成する。CHES 12-1 CH3Cl → CH2Cl2 ( CHC13 CCl4 (HEL) クロロメタン(A) ジクロロメタン(B) トリクロロメタン(C) テトラクロロメタン(D) (塩化メチル) (クロロホルム) (塩化メチレン) (四塩化炭素) これらの反応は次のしくみで起こる H. 光 VISA SteptiOXOCURI (1) ① Cl2 → 2C1・ ②CH4 + • Cl → ・CH3 + HC1 ③ CH3 + Cl2 → CH3Cl + Cl• T'S MOR 光エネルギーにより C1-C1 結合が開裂して塩素原子 C1 ができると, ② ③ 式の反応が繰 り返し起こる。このような反応を連鎖反応という。 ( 2 ) メタンの塩素二置換体として考えられる立体 ADI 構造の数を調べると, (a) 正方形では2種類, (b) 正四角すいでは2種類考えられるが, (c) 正四 面体では1種類である。 なお、実際は、Bには alla prostat 異性体が存在しないことから, メタンは(c) の正 6003 TOTOO 四面体構造をとることがわかる。 12-1 CHECK POINT H H (a) C1-C-H ≠ Cl−C−C1 異なる化合物 201 H HAC (b) HCI [CCI キH-** H DECID Ja Cl. I CI 異なる化合物 I (c)C1-C-H = HICH 同じ化合物 [H] CI A解答 2 (1) A クロロメタン B ジクロロメタンC トリクロロメタン D テトラクロロメタン (2) (a)2種類 (b)2種類 (C)1種類 145

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化学 高校生

写真1枚目の左が問題で右が解説なのですが、(1)の(オ)を還元した時に、写真2枚目の部分がエノールに見えるのですがこれってカルボニル化合物になったりしないのですか?

136 第5編 有機物質の性質 239 <エステルの還元による構造決定 ★★★ エステルを加水分解するとカルボン酸とアルコールが得られる。 一方、エステルを 還元的に分解すると,次の反応式で示すようにR-CH OH およびR'−OH の2種類の アルコールが生成する。 ここで、Rおよび R' はアルキル基を表している。 → R-CH OH + R'−OH R-C-O-R O このエステルの還元には水素化アルミニウムリチウム (LiAIH) が試薬として有効に 作用する。 このLiAIH」 はLi+とAIHからなるイオン結合性の物質で、 水素化物イオン H を生成してカルボニル基の炭素原子を攻撃するので、カルボニル化合物の還元な どに広く用いられる。例えば、アルデヒドやカルボン酸は第一級アルコールに,ケト ンは第二級アルコールに還元することができるが、カルボニル基をもたないアルケン やアルキンをアルカンに還元することはできない。 以上のことをもとにして,次の各 問いに答えよ。 (1) 次の化合物(ア) (オ) を LiAIHで還元したとき、同一の生成物を生じる組み合わせ をすべて記号で選べ。 (ア) CH3CH2-CH=CHO (イ)CH3CH2-C-CH3 O (I) CH-CH-CH-C-O-CHS O (ウ) CH3CH2-CHO (オ) CH3-C-O-CH=CH-CH3 分子式がCeHis で、2個のエステル結合を有する化合物Aがある。 A を LiAIH』で 還元したところ,いずれも不斉炭素原子をもたない3種類の化合物 B, C,D が得られ た。 B は分子式がC-HBOで, 酸化するとケトンを生成した。 Cは分子式がC4H10O2の 2価アルコールであった。 一方, Aを酸を触媒として加水分解したところ, 3種類の化合物B, E, F が得られ, そのうちEには1個の不斉炭素原子が含まれていた。 (2) 分子式 CaHiiO2の2価アルコールには全部で何種類の構造異性体が存在するか。 また,そのうち不斉炭素原子をもたない異性体は何種類あるか。 ただし, 2個以上 のヒドロキシ基が同一の炭素原子に結合した化合物 (gem-ジオールという)は不安 定なので、除外して考えるものとする。 (3) 化合物B,E,Fの構造式をそれぞれ記せ。 (4) 化合物Aの構造式を記せ。 (5) 同位体を分子内にもつ水 (H2O) で化合物Aを加水分解したとき, 生成する 化合物B,E,Fのうち"Oを含むものをすべて記号で記せ。 (関西大改) しかし, 本間は化合物 D, F に対しては何種類の立 体異性体が存在するかの可能性を問うているだけで あるから, トランス形の2種類とシス形 (メソ体) の 合計3種類と答えるのが正解である。 参考 239 (1) (ア) (エ), (ウ) (オ) (2) 6種類, (不斉炭素のないもの) 3種類 (3) B E O CH3-CH-CH 3 HC-CH-C-OH CH₂-OH OH 0 CH₁-C-OH (4) F シス付加とトランス付加 100 アルケンに対する臭素付加は、2個のBr原子 が同時にC=C結合に付加するのではなく、2段 階の反応で行われる。すなわち, C=C結合の つくる平面の一方から先に Br* が付加し、その 反対側から少し遅れて Br" が付加する。 このよう.. うな付加をトランス付加といい, アルケンに対 するハロゲン化水素水 硫酸などの付加も同 様に行われることが知られている。 一方、アル ケンに対する水素付加は、白金やニッケルなど の金属触媒を用いる。 このとき, アルケン分子 も水素分子も金属表面に吸着され, 活性錯体を つくることで水素付加が起こる。このとき 2 個のH原子はアルケンのC=C結合のつくる平 面に対して同一方向からのみ付加する。 このよ うな付加をシス付加という。 硬化油の製造な ど, 金属触媒を用いた水素付加はシス付加で行 われることが知られている。 。 11 CH 30 CH.-C-O-CH,-CH-C-O-CH-CH3 解説 (1) 生成物はそれぞれ次の通り。 (ア) C-C-C-C-OH (1-ブタノール) H CH3 (1) C-C-C-C (ウ) C-C-C-OH (1-プロパノール) (エ) C-C-C-C-OH, C-OH (メタノール) (オ) C-C-OH (エタノール) O R-C-O-R' LiAIHA OH (2-ブタノール) H. C-C H&C Co − CH-CH-CHO 転位H (5) EとF R-C-O-R 11 。 R-CH2OH +R-OH すなわち, エステル結合1個につき, H原子が 個増加する (加水分解ではないので、原子は一) Aはエステル結合を2個もつので, B,C,D の分子式 中の原子数の合計は, A の分子式に4×2=8 [個]] H原子を加えたものに等しい。 ... D の分子式: CH1608 +8H-C3H.O (B) _CHO_(C)=CHO C-C-C-OH (1-プロパノール) (2)(3) A を LiAIHで還元的に分解すると,いず れもアルコールが生成する。 R-CH₂OH + R'-OH ..Dはアルコールなので、エタノールと決まる。 また, B (分子式 CHO) を酸化するとケトンを生成 するので、Bは第二級アルコールの2-プロパノール。 C (分子式 CH2O2) は2価のアルコールで、その可 能な構造は,炭素骨格 (i) C-C-C-C (ii) C-C-C をもとにして,題意より同一の炭素原子にOH基が 1個だけ結合したものだけを考えればよい。 (a) (b) (c) (d) C-C-C-C OHOH C-C-C-C OH OH C-C-C-C OH OH (e) C C-C-C LL OHOH ② ① ジエステル→ C-C-C OH OH 構造異性体は全部で6種類。 このうち、不斉炭素 原子をもたないのは (c), (e), (f) の3種類。 Aはジエステルだから、 加水分解の式は次の3種 A+2H2O→B+E+F ジエステル C-C-C-C- OH OH ジカルボン酸+アルコール+アルコー ③ ジエステル→ ヒドロキシ酸+アルコール+カルボン 二価アルコール+カルボン酸+カルボン このうち、Bは第二級アルコールと決まってい ので、③は不適。 また, E, F のうち,不斉炭素 子をもち得るEはC 化合物の方である。 ∴. FはD(エタノール) と同じ炭素数2の化 である。 (i) Fをエタノールとすると, Eはジカルボ となるが, Cのジカルボン酸で不斉炭素原子 つものは存在しない。 (① は不適) .. Fは酢酸であり、 EはCヒドロキシ酸で、 Eを還元して得られるCは不斉炭素原子をもた ce), (f) のいずれか。 よって E えられる構造式は', 'f' この 不斉炭素原子をもつのは、 最後の (f)' である。 (e) C (f) c HỌ-C-C-C-COOH HOOC-C-C HO-C-CO (c)' OH .Eは(f)'と決まり Cは(f) ' を還元し をもつ (f) と決まる。

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化学 高校生

(4) 面心の体積1cm³とあるのに、解答で1辺の長さをaと置いているのは何故ですか?

風を高圧で吹き込み, コークスを燃焼させて,鉄鉱石 の還元に必要な一酸化炭素を生成させる。 製鉄に使わ れる鉄鉱石の主成分は, Fe2O3 (酸化鉄(ⅢI)) である。 高温の一酸化炭素ガスが炉内を上昇していくとき, Fe2O3 を Fe2O3 → Fe3O4 → FeO → Fe へと段階的に 還元していく。 このようにして得られる鉄は a と よばれ,質量パーセント濃度 4%程度の炭素を含む。 a を転炉に移して, 溶融させた状態でb を吹 き込むと, a 中の炭素が酸化されることで一酸化炭素および二酸化炭素が発生して, 炭素の質量パーセント濃度が0.02% から 2% の c とよばれる鉄が得られる。 (1) 下線部で, 一酸化炭素が発生する主な反応の化学反応式を書け。 CIS (2) 図の領域①で Fe304,領域② で FeO, 領域③で Feが, 一酸化炭素との反応により生 成する。 また,これらの反応において二酸化炭素が発生する。 ①~③の各領域で起こ る反応を化学反応式で記せ。 0,8 +1S - 2085+ (3)空欄ac にあてはまる語句を書け。 [16 東京農工大改] (4) 固体の純鉄を冷却すると, 面心立方格子構造のオーステナイトとよばれる鉄から, 体心立方格子構造のフェライトとよばれる鉄に変化する。 面心立方格子構造の 1.00 cmの鉄が体心立方格子構造に変化した場合の体積を有効数字3桁で求めよ。 √2=1.41.√3=1.73 [13 東北大〕 高炉ガス 体の違いは, この反応 熱風 コークス 石灰石 Fe2O3 ⒸFe3O4 ② FeO (3 Fe a 高炉ガス - 200°C 500°C · 1200℃ 2000℃ 熱風 転炉へ ン 170. <銅とその化合物〉 銅 Cuは延性・展性に富み, 電気伝導性が大きいため電線などの電気材料に用いられ る。 純度の高い銅は電解精錬により製造される。 粗銅板をア極, 純銅板を として, 硫酸酸性の硫酸銅(ⅡI)水溶液中で電気分解すると, 極 極で純銅が得られる。 銅は塩酸や希硫酸とは反応しないが,酸化作用の強い濃硝酸や希硝酸には反応して溶 ける。濃硝酸と反応したときは赤褐色の有毒な気体であるウが発生し,希硝酸と の反応では、水に溶けにくい無色の気体である エ (b) ウを温水に吸収させると硝酸と エ が生成する反応と関係する。

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