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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 .0×10³Pa の水蒸気を含む全圧 1.0×10³Pa ,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 3.6×10³Pa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 = 8.3×10³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 Ca²+ 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Ca²+と-の配位数はいずれ もアで、単位格子はCa²+ 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 Ca²+ とは接しているが、 (a) 電荷が等しい Ca²+ どうし。 およびぶどうしは、結晶中で互いに接していない。Ca²+のイオン半径を ca. S²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(Rs³ +rca)³

➁V = 32(Rs³ + rcs³)

③V =(Rs+rca )³

④V = 16/3π (Rs³ + rcs³)

⑤V = 4/3π(Rs³+ rcs³)

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 .0×1０²³ / mol とする。 6 cm ³

①4.5×10-²³

➁1.8×10-²²

③3.6×10-²²

④6.6×10-²²

⑤1.3×10-²¹

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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第1問 次の問い(問1~5)に答えよ。(配点 20)

問1 原子がL殻に電子を3個もつ元素を、次の①~⑤のうちから一つ選べ。1

① Al

➁B

③ LI

④Mg

⑤N

問2 表1に示した窒素化合物は肥料として用いられている。これらの化合物のう ち、窒素の含有率(質量パーセント)が最も高いものを、後の①~④のうちから 一つ選べ。 2

①NH₄CI

➁(NH₂）₂CO

③NH₄NO₃

④(NH₄）₂SO₄

問3 2種類の貴ガス(希ガス)AとBをさまざまな割合で混合し、温度一定のも とで体積を変化させて、全圧が一定値か。になるようにする。元素Aの原子量 が元素Bの原子量より小さいとき、貴ガスの分圧と混合気体の密度の関係 を表すグラフはどれか。最も適当なものを、次の①~⑤のうちから一つ選べ。

3

問4 非品質に関する記述として誤りを含むものはどれか。最も適当なものを、次 の①~④のうちから一つ選べ。 4

① ガラスは一定の融点を示さない。

② アモルファス金属やアモルファス合金は、高温で融解させた金属を急速に 冷却してつくられる。

③ 非品質の二酸化ケイ素は、光ファイバーに利用される。

④ ポリエチレンは、非晶質の部分(非結晶部分・無定形部分)の割合が増える ほどかたくなる。

問5 空気の水への溶解は、水中生物の呼吸(酸素の溶解)やダイバーの減圧症(溶 解した窒素の遊離)などを理解するうえで重要である1.0×10⁵ PaのN₂とO₂の 溶解度(水1Lに溶ける気体の物質量)の温度変化をそれぞれ図1に示す。N₂とO₂ の水への溶解に関する後の問い (a・b) に答えよ。ただし、N₂ と O₂ の水への溶解は、ヘンリーの法則に従うものとする。

a 1.0×10⁵Paで○₂が水20Lに接している。同じ圧力で温度を 10℃ から 20℃にすると、水に溶解している O₂の物質量はどのように変化するか。 最も適当な記述を、次の①~⑤のうちから選べ。 5

①3.5×10⁻⁴mol 減少する。

➁7.0×10⁻³mol 減少する。

③ 変化しない。

④3.5×10⁻⁴mol 増加する。

⑤ 7.0×10⁻³mol 増加する。

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