大学入試センター試験の問題などの解説

2009年センター(本試験)化学I解説

2009年センター試験 化学I(本試験)の解説  

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問題と解答は以下のサイトなどから入手してください。

第1問  

[1] 2の塩化水素はHCl分子である。1は原子からなる物質、3,4,5はイオンからなる物質
[2] 4のエタノールが全て単結合。
[3] 同位体は陽子の数(原子番号)が等しく、質量数(中性子数)が異なる原子同士。
[4] 陽イオンと陰イオンの数は等しいとは限らない。例:CaCl2など
[5] 1:22.4L、2:20L、3:44.8L、428L、5:56L
[6] この溶液100cm3は100×1.1=110g。含まれるNaOHは110×008=8.8g。この物質量は8.8/40=0.22mol。(NaOH=40)
[7] セッケンはCa2+と結びついて、難溶性の塩になる。

第2問  

[1] Q=cvΔt(Q:熱量、c:比熱、v:体積、Δt温度変化)より、Δt=Q/cv=505/(4.18×100)≒1.2℃
[2] 中和による発熱量は505-225=280J。水酸化ナトリウムは0.200/40=0.005molあり、塩酸中の塩化水素は0.1×100/1000=0.01molある。したがって、中和に使われるのは0.005molだけ。0.005molで280Jの熱量が発生しているから、1molでは280/0.005=56000J=5.6kJ。
[3] ダイヤモンドの式を60倍すると、ダイヤモンドの炭素60molを燃焼すると396×60=23760kJの熱が発生することがわかる。この値がC60(フラーレン)の燃焼熱より小さいことから、フラーレンの方がエネルギーが高いことがわかる。また、3番目の式から、ダイヤモンドと黒鉛では黒鉛の方がエネルギーが低いことがわかる。
[4] 弱酸と強塩基の中和であり、中和点は塩基性側(pHが7より大きい)にあるから、3が誤り。グラフのジャンプが1段だから、1価の酸と1価の塩基の中和。最大のpHが12を上回っているから、塩基の水溶液のpHは12より大きい。中和点が塩基性側なので、変色域が塩基性領域の指示薬を用いる。1価の酸で20ml使っているので、濃度半分の2価の酸でも同じ量を使う。
[5] 1×0.2×10=1×c×20 ∴c=0.1mol/L
[6] 陽極ではH2Oが酸化されて、O2が発生する。
[7] 析出したCuはm/64(mol).。流れた電子は2m/64(mol) = 2mN/64(個)。流れた電気量はIt(c)、よって、電子1個あたりの電気量はIt/(2mN/64)=64It/2mN=32Ut/mN

第3問  

[1] Al、Feが3価の陽イオンとして安定。
[2] 炎色反応を示すのは、Na(黄)、K(紫)、Ca(橙)
[3] 2H2S + SO2 → 2H2O + 3S↓。 H2Sが還元剤、SO2が酸化剤として働いている。選択肢2,5は還元剤として働いている。1,3は酸化還元反応ではない。
[4] Si、P、Sは非金属元素。P、Sには同素体が存在。P、Sは分子性の結晶。S以外は単体として産出しない。酸化物はいずれも固体。
[5] リン酸は3価の酸。
[6] 0.05mol/Lの硝酸6.0mLに含まれるAg+は0.05×6.0/1000 = 0.0003mol。Ag+とCl-は1:1で反応するから、薄めたしょうゆ10mLに0.0003molのCl-が含まれている。薄めたしょうゆ1L=1000mLには0.0003÷10/1000=0.03mol含まれている。したがって、元のしょうゆはこの100倍の濃度で、0.03×100=3mol/L。
[7] H2S=34で、空気の平均分子量は約29だから、上方置換では捕集できない。

第4問  

[1] 炭素数4のアルカンには、直鎖のブタンと、枝分かれがある2-メチルプロパンの2種類の異性体がある。
[2] テレフタル酸は2価の酸、エチレングリコールは2価のアルコールであることから考える。
[3] 塩化鉄(III)で紫を呈色するのはフェノール類なので、2が誤り。なお、1はヨードホルム反応でCH3CHOH-、CH3CO-の構造をもつものが反応を示す。。
[4] アセチレンに水を付加すると、ビニルアルコール(不安定で単離できない)を経て、アセトアルデヒドになる。「イ」に入るものは、1,2-ジクロロエチレンから塩素が取れたものと考える。(エチレンを酸化すると、Oを含む3員環構造をもつエチレンオキシドが出来、異性化して、アセトアルデヒドになる。)
[5] フェノールは酸なので、塩基性水溶液に溶ける。アニリンは塩基なので、酸性水溶液に溶ける。
[6] 燃焼後の気体から水を取り除いた後、CO2を取り除く。水を取り除く乾燥剤は、CO2と反応しないものでなければならない。CO2は塩基性の塩と反応する。塩化カルシウムとソーダ石灰を逆にすると、ソーダ石灰が水とCO2の両方を吸収してしまう。
[7] 用いた炭化水素をC4H2nとすると、燃焼の反応式はC4H2n+(4+n/2)O2→4CO2+nH2O。生じたCO2とH2Oのモル比は88/44:27/18 = 4:3。よって、n=3。用いた炭化水素はC4H6だから、8.1gは8.1/56 =015mol。飽和炭化水素C4H10と比較すると、C4H61分子にH2が2分子付加できることがわかるので、消費されたH2は0.15×2=0.30mol。



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