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共有結合を含まない物質を、次の①～⑥のうちから一つ選べ。

①水素　②オゾン　③カリウム　
④単斜硫黄　⑤ベンゼン　⑥塩化水素　

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第1問 次の問い(問1~4)に答えよ。(配点 20)

問1 すべての化学結合が単結合からなる物質として最も適当なものを、次の①~ ④のうちから一つ選べ。 1

①CH3CHO

②C2H2

③ Br2

④BaCl 2

問2 次の文章を読み、下線部(a)・(b)の状態を示す用語の組合せとして最も適当な ものを、後の①~⑧③のうちから一つ選べ。 2

海藻であるテングサを乾燥し、熱湯で溶出させると流動性のあるコロイド溶 液が得られる。この溶液を冷却すると(a)流動性を失ったかたまりになる。さ らに、このかたまりから水分を除去すると(ｂ)乾燥した寒天ができる。
※動画の図参照

問3 水蒸気を含む空気を温度一定のまま圧縮すると、全圧の増加に比例して水蒸 気の分圧は上昇する。水蒸気の分圧が水の飽和蒸気圧に達すると、水蒸気の一 部が液体の水に凝縮し、それ以上圧縮しても水蒸気の分圧は水の飽和蒸気圧と 等しいままである。

分圧$3 .0×10^3$ Pa の水蒸気を含む全圧 $1.0×10^3$Pa ,温度300K,体積 24.9 L の空気を、気体を圧縮する装置を用いて、温度一定のまま、体積8.3Lにまで 圧縮した。この過程で水蒸気の分圧が300Kにおける水の飽和蒸気圧であ $3.6×10^3$Paに達すると、水蒸気の一部が液体の水に凝縮し始めた。図1は 圧縮前と圧縮後の様子を模式的に示したものである。圧縮後に生じた液体の水 の物質量は何molか、最も適当な数値を、後の①~⑥のうちから一つ選べ。 ただし、気体定数は $R = 8.3×10^3$式量 72)の結晶構造に関する次の記述を読み、後の問 い(a~c)に答えよ。

問4 硫化カルシウム CaS (式量 72)の結晶構造に関する次の記述を読み、後の問 い(a~c)に答えよ。

CaSの結晶中では、カルシウムイオン $Ca^2+$ と硫化物イオンSが図2に 示すように規則正しく配列している。結品中の$Ca^-2+$と-の配位数はいずれ もアで、単位格子は$Ca^2+$ と²がそれぞれ4個ずつ含まれる立方体で ある。隣り合う $Ca^2+$ とは接しているが、 (a) 電荷が等しい $Ca^2+$ どうし。 およびぶどうしは、結晶中で互いに接していない。$Ca^2+$のイオン半径をca.$ S^2$のイオン半径をR』とすると$rca < Rs$であり、CaSの結品の単位格 子の体積はイ で表される。

a 空欄 ア・イ に当てはまる数字または式として最も適当なもの を、それぞれの解答群の①~⑤のうちから一つずつ選べ。

アの解答群

①4

➁6

③8

④10

⑤12

イの解答群　5

① $V=８(Rs^3 +rca)^3$

➁$V = 32(Rs^3 + rcs^3)$

③$V =(Rs+rca )^3$

④$V = \dfrac{16}{3}\pi (Rs^3 + rcs^3)$

⑤$V = \dfrac{4}{3}\pi(Rs^3+ rcs^3)$

b エタノール 40mLを入れたメスシリンダーを用意し、CaSの結品40gを このエタノール中に加えたところ、結晶はもとの形のまま溶けずに沈み、 図3に示すように、40の日盛りの位置にあった液面が55の日盛りの位置に 移動した。この結晶の単位格子の体積は何cm²か。最も適当な数値を、 後の①~⑤のうちから一つ選べ。ただし、アボガドロ定数を $6 .0×1０^{23} / mol$ とする。 6 cm ³

①$4.5×10^{-23}$

➁$1.8×10^{-23}$

③$3.6×10^{-22}$

④$6.6×10^{-22}$

⑤$1.3×10^{-21}$

c 図2に示すような配列の結晶構造をとる物質はCaS以外にも存在する。 そのような物質では、下線部(a)に示すのと同様に、結晶中で陽イオンどう し、および陰イオンどうしが互いに接していないものが多い。結品を構成す る2種類のイオンのうち、イオンの大きさが大きい方のイオン半径をR.小 さい方のイオン半径をとして結晶の安定性を考える。このとき、Rが エ 「以上になると、図2に示す単位格子の断面の対角 線(破線)上で大きい方のイオンどうしが接するようになる。その結果、この 結晶構造が不安定になり、異なる結晶構造をとりやすくなることが知られて いる。 +

空欄 ウ エ に当てはまる数字として最も適当なものを、後の ①~⑩のうちから一つずつ選べ。ただし、同じものを繰り返し選んでもよ い。

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14族の元素性質
元素ア～エは炭素C、ケイ素$\ce{Si}$,スズ$\ce{Sn}$, 鉛$\ce{Pb}$ のいずれかであり、次の 記述Ⅰ～Ⅲに示す性質や特徴をもつ。
㋐〜㋓に当てはまる元素の組合せとして 最も適当なものを、後の①～⑧のうちから一つ選べ。

Ⅰ ㋐と㋑の単体は、希硝酸にも水酸化ナトリウム水溶液にも溶解する。

Ⅱ ㋐を含むガラスは、光の屈折率が大きく、透明なガラスや光学レンズに用 いられる。

Ⅲ㋒の酸化物をエの単体で還元することでウの単体が製造される。
※表は動画内参照