問題文全文(内容文)：
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a:塩素$CI$には2種の同位体$^{36}CI$と$^{37}CI$があり、それらは天然におよそ$3:1$の割合で存在する。
図3と同じエネルギーでクロロメタン$CH_3CI$をイオン化した場合の、相対質量が$50$付近の質量スペクトルはどれか。
最も適当なものを、次の①～⑥のうちから一つ選べ。
ただし、$^{36}CI$と$^{37}CI$の対質量は、それぞれ$35$と$37$とする。
※図は動画内参照

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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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グルコースとセルロースに関する記述として誤りを含むものを、次の①～⑤ のうちから一つ選べ。

① グルコースは、5個のヒドロキシ基をもつ。
② 結晶状態のグルコースは、六員環の構造をもつ。
③ グルコースは、フルクトースの構造異性体である。
④ セルロース中にあるグルコース単位には、4個のヒドロキシ基が存在する。
⑤ セルロースは、デンプンのようならせん状ではなく、直線状の構造をとる。

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次の反応a～eにおいて、下線で示した化合物が
酸化剤としてはたらくものの組合せとして最も適当なものを、下の①～⑧のうちから一つ選べ。

a 銅に濃硫酸を加えて加熱すると、二酸化硫黄が発生する。
b 硫化鉄(Ⅱ)に希硫酸を加えると、硫化水素が発生する。
c 酸化マンガン(V)に濃塩酸を加えて加熱すると、塩素が発生する。
d 塩素酸カリウムに酸化マンガン(V)を加えて加熱すると、酸素が発生する。
e 過酸化水素水に硫化水素を吹き込むと、硫黄が生じる。

①$a・b $
②$a・c $
③$a・d $
④$a・e $
⑤$b・d $
⑥$b・e $
⑦$c・d $
⑧$c・e $