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化学 高校生

2023共テ追試です。 四角で囲んだ部分の波線部について、温めるために必要な熱量は1モルあたりで書かれているので波線部の様な式になると思ったのですが、何故間違っているのですか?

化学 4 白金触媒式カイロは、図2に示すように, 液体のアルカンを燃料とし、蒸発 したアルカンが白金触媒表面上で酸素により酸化される反応 (酸化反応) の発熱 を利用して暖をとる器具である。この反応の反応熱(燃焼熱)をQ(kJ/mol) と し、直鎖状のアルカンであるヘプタン CH16 (分子量 100) を例にとると, 熱化 学方程式は次の式(5) で表される。 C7H16 () + 11O2(気)=7CO2(気) +8H2O(気) + Qk 空気取込み穴 白金触媒式カイロ Oz 450x10 3×0.1-36.6×0.1 白金触媒 (酸化反応が進行する) 蒸発 アルカン 白金触媒式カイロの内部 図2 白金触媒式カイロの模式図 -4.44×0.1-0.6×1.1 (5) 4.45×10 4874310 47.64 445236 アルカンの酸化反応に関する次の問い (ab) に答えよ。 白金触媒式カイロを使用して暖をとるために利用できる熱量を,式(5)や状 態変化で出入りする熱量から求めたい。 実際のカイロでは白金触媒は約 200℃になっているが、その温度での反応を考えなくてよい。 気温5℃でカイロを使用し始め、 生成物の温度が最終的に25℃になると すると, 暖をとるために利用できる熱量は5℃のC-Hig (液)とOf 25℃ まで温めるための熱量 25℃における C-His の蒸発熱 25℃における反応 熱から計算できる。 5℃のCH(液) 10.0g (0.100 mol)と5℃のO2から出発し、 すべての C7H16 が反応して25℃のCO2とH2O (気) が生成するとき、利用できる熱量 は何か。 最も適当な数値を、次の①~⑤のうちから一つ選べ。ただし、 C7H16 (液) O2 を5℃から25℃まで温めるために必要な熱量は, 1mol あ たりそれぞれ4.44 KJ 0.600 kJとし、 25℃におけるC-His の蒸発熱は 36.6 kJ/mol とする。 また,式(5)で表される C-Hi (気)の反応熱Qは、 25℃ 10 kJ において4.50 × 10 kJ/mol とする。 ① 4.41 × 102 ④ 4.41 × 103 -6.6 4500-444-11×0.6-36.6 化学 (4.45 x 10² ⑥⑤4.45 x 10 3 ③ 4.50 x 10² 4.45×103 1,500366-4,44-0、6-36.6

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数学 高校生

赤線て引いた、「3^n-1分の1」のところがΣに入らないのはなぜですか?

■構造異 示す化 て水素を も低い。 ロ化す. た ②3 し、 Do-12. ・K) おの1 =35.21 とこ た。 を与え 与え 高3入試問題演習 n(n≧2)人で1回だけジャンケンをする。 勝者の数をXとして、次の各問に答えよ。 (1) kを1≦k≦n である整数とするとき, kinCan-1C-」 を示せ。 (2) X=k(k=1,2, .n-1)である確率を求めよ。 (3) X = 0, すなわち勝負が決まらない確率を求めよ。 (4) Xの期待値を求めよ。 (2) (3)₁ n! (n-1)! (1) knCh=k•• (n-k)!k! =n{(n-1)-(k-1)}!(k-1)! -= n*n-1Ck-1. (1) 2n人から1人のリーダーを含むん人のメンバーを選ぶ方法として, (i) n人から人のメンバーを選び, その中から1人のリーダーを選ぶ、 (ii) 人から1人のリーダーを選び, 残り (n-1) 人から残りの (k-1) 人の xンバーを選ぶ, という2つの方法がある. nCh*nC₁=nC1°n-1Ck-1 knCk=n*n-1Ck-1. P(X=k)= "Ch¹³C₁=C₁. (1≤k≤n-1) nCk 3" 3- P(X=0)=1-P(X=k)=1-31-1nCr 3-1-2+2 =1-3-1 ((1+1)"-nCo-nCn}=-= 3n-1 (3)2人で1回ジャンケンをするとき, 手の出し方は次の3通り. (i) n人が1種類だけの手を出す. または (ii) n人が2種類だけの手を出す. ··· 3C2 (2”-2). () n人が3種類の手を出す. X = 0 は, (i), (i), の和事象だから P(X=0)=- ... 3C1. 0 it (ii) の余事象だから ...3"-3C1-3C2 (2"-2). 3+(3-3.2"+3) 3" = この書き換えを kima 3-1-2"+2 3-1 しっかり考える ~CK XK(+)! = (t-1)! ( n! (ヒーリン (K-1) レッ

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化学 高校生

Aの構造決定の解説のところで、②の場合がシストランス異性体になると書いてあるのですがどこがどうシストランス異性体になるのかよく分からないです💦

230. 〈分子量 100.0 の有機化合物〉 らできた有機化合物であり,これらの分子量はすべて100.0である。 A, B, C, D の分 化合物 A, B, C, D は炭素数 4つ以上からなる, 炭化水素または炭素、水素、酸素か 式はすべて異なる。 また, 不斉炭素原子をAとBは1つもち, CとDはもたない。 実験 1 次の実験を読み、下の問いに答えよ。 原子量は H=1.0, C=12.0, O=16.0 A,Bは炭酸水素ナトリウム水溶液と反応しなかった。 実験2 5.00mgを完全燃焼させると, 水 3.6mg と二酸化炭素 11.0mg が生成した。 実験3 触媒存在下で, Aに十分な量の水素を反応させたところ, 分子量がAより2.0 増加した不斉炭素原子を2つもつ化合物Eが得られた。 また, Aに臭素水を加え たところ, 臭素水の色が消失した。 実験4Aを水酸化ナトリウム水溶液中でヨウ素と反応させると、特有のにおいをもつ 黄色沈殿が生じた。 実験 化合物Fは三重結合を2つもつ炭化水素である。触媒存在下で,Fに十分な量 の水素を反応させたところ, Bが得られた。 実験6Dは,6個の原子からなる環をもつ化合物である。 1molのDに十分な量の水 素を触媒存在下で反応させたところ, 水素分子 1molが消費され, 化合物Gが得 られた。Gは不斉炭素原子をもたないことがわかった。 一方,Dに臭素水を加え ても, 臭素水の色に変化は見られなかった。 実験7D,Gを0.1mol ずつ別々にエーテルに溶解し,それぞれの溶液に十分な量の ナトリウムを加えたところ,Gの溶液からは水素ガスが 0.05mol発生したが, D の溶液からは水素ガスは発生しなかった。 実験8 CとGの混合物を加熱したところ, エステル結合をもち分子量が202.0 である 化合物Hが得られた。 Hは不斉炭素原子をもたないことがわかった。 Hに炭酸水 素ナトリウム水溶液を加えたところ, 二酸化炭素が発生した。 (1) A, B, C, D の分子式を書け。 (2) Aには幾何異性体 (シスートランス異性体) は存在しない。 A, B, C, D, H の構造式

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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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