| 問1 | 元素記号の左上に書かれた数は質量数であり、原子核中の陽子の数と中性子の数の和を表している。 酸素O（ 原子番号 8 ）は 8個 の陽子をもつから、18Oがもつ中性子は 18 - 8 = 10個 である。 ①（誤）窒素N（ 原子番号 7 ）は 7個 の陽子をもつから、15N がもつ中性子は 15 - 7 = 8個。 ②（誤）酸素O（ 原子番号 8 ）は 8個 の陽子をもつから、16O がもつ中性子は 16 - 8 = 8個。 ③（正）フッ素F（ 原子番号 9 ）は 9個 の陽子をもつから、19F がもつ中性子は 19 - 9 = 10個。 ④（誤）ネオンNe（ 原子番号 10 ）は 10個 の陽子をもつから、22Ne がもつ中性子は 22 - 10 = 12個。 |
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| 101 ③ | 3点 | |||
| 問2 | ①（区別できる）炭酸水素ナトリウムは加熱すると分解し、炭酸ナトリウム・水・二酸化炭素を生じる。塩化ナトリウムを加熱しても反応しない（融点を超えるほど加熱すれば状態変化して液体になる）。したがって区別することができる。 ②（区別できる）炭酸水素ナトリウムを希硫酸に加えると、硫酸ナトリウム・水・二酸化炭素を生じる。塩化ナトリウムを希硫酸に加えても反応しない。したがって区別することができる。 ③（区別できる）炭酸水素ナトリウムの水溶液は弱塩基性であり、pH > 7 を示す。塩化ナトリウムの水溶液は中性であり、pH = 7 を示す。したがって区別することができる。 ④（区別できない）炭酸水素ナトリウムと塩化ナトリウムは、いずれもナトリウムを含むため黄色の炎色反応を示す。したがって区別することができない。 |
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| 102 ④ | 3点 | |||
| 問3 | 原子から1個の電子を取り去るのに必要なエネルギーをイオン化エネルギーという。イオン化エネルギーが小さいほど陽イオンになりやすく、陽性が強い。 原子が電子を1個受け取ったときに放出されるエネルギーを電子親和力という。電子親和力が大きいほど陰イオンになりやすく、陰性が強い。 ①（正）同族元素の原子では、原子番号が大きいほど最外殻が原子核から遠くなり、原子核に引きつけられる力が弱まるためイオン化エネルギーは小さくなる。 ②（誤）同周期元素の原子では、原子番号が大きいほど原子核の電荷が大きくなり、電子を引きつける力が強まるためイオン化エネルギーは大きくなる。特に18族元素（貴ガス）の原子ではイオン化エネルギーが極大の値を示す。第2周期では、イオン化エネルギーが最も大きいのは ネオンNe である。 ③（正）電子親和力の定義のとおり。 ④（正）陰イオンになりやすい原子のほうが電子親和力は大きい。塩素やフッ素の電子親和力は特に大きい。 |
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| 103 ② | 3点 | |||
| 問4 | 一般に、非金属元素同士の組み合わせは共有結合、金属元素と非金属元素の組み合わせはイオン結合をつくる。 ①（誤）塩素 Cl2 は、2個の塩素原子が不対電子を1個ずつ出し合うことにより共有結合をしている。 ②（正）ヨウカカリウム KI は、カリウムイオン K+ とヨウ化物イオン I- が静電気力によって引きつけ合うイオン結合をしている。 ③（正）アンモニア NH3 は窒素原子と3個の水素原子が共有結合により結びついた分子であり、分子同士が分子間力で引きつけ合っている。 ④（正）ポリエチレン（PE） は、エチレン C2H4がもつ二重結合が開いて別の炭素原子と共有結合しながら次々とつながっていく付加重合により結びついている。 |
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| 104 ① | 3点 | |||
| 問5 | ドライアイスは、固体状態の二酸化炭素 CO2 である。CO2の分子量は44。 （1）（体積）×（密度）＝（質量） （2）（質量）÷（モル質量）＝（物質量） （3）標準状態における気体は、その種類にかかわらず、（物質量）×（気体のモル体積）＝（体積） これらの関係を利用して、二酸化炭素の体積を求める。気体のモル体積 22.4L/mol は知っている必要がある。 （1）1.10cm3 × 160g/cm3 = 1.76g （2）1.76g ÷ 44g/mol = 0.0400mol （3）0.0400mol × 22.4L/mol = 0.896L |
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| 105 ② | 3点 | |||
| 問6 | 【滴定曲線の形】 酢酸と水酸化ナトリウムは弱酸＋強塩基の組み合わせなので、中和点付近のpHは塩基性側で大きく変化し、酸性側では曖昧になる。 ※この条件にあてはまる曲線は③と④である 【中和点】 ［酢酸］ 1価、濃度 0.050mol/L、体積 20mL ［水酸化ナトリウム］ 1価、濃度 0.10mol/L、体積 x〔mL〕 以上の値を用いて中和の量的関係を調べる。 1価 × 0.050mol/L × 20 × 10-3L = 1価 × 0.10mol/L × x × 10-3L これを解くと x = 10〔mL〕であるから、中和点の滴下量は 10mL となる。 ※この条件にあてはまる曲線は②と④である 以上より、適当な曲線は ④ となる。 |
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| 106 ④ | 3点 | |||
| 問7 | 他の物質に水素イオン H+ を与える物質を酸、他の物質からH+ を受け取る物質を塩基という（ブレンステッド・ローリーの定義）。 水は、反応する相手の物質により酸としてはたらく場合も、塩基としてはたらく場合もある。 ①（正）H2O は H+ を与えて OH- となり、NH3 は H+ を受け取って NH4+ になっている。したがって、H2O は酸としてはたらいている。 ②（誤）NH4+ は H+ を与えて NH3 となり、H2O は H+ を受け取って H3O+ になっている。したがって、H2O は塩基としてはたらいている。 ③（誤）HF は H+ を与えて F- となり、H2O は H+ を受け取って H3O+ になっている。したがって、H2O は塩基としてはたらいている。 ④（誤）水が分解して水素と酸素を生ずる反応は、酸化還元である。このときの H2O は酸でも塩基でもない。 |
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| 107 ① | 3点 | |||
| 問8 | 酸化還元反応が起こっているかどうかは、反応式を書いてみて、反応する物質の酸化数が変化しているかどうかで判断する。 ア（正）［ 2HCl → H2 + Cl2 ］Cl が酸化され、H が還元されている。酸化還元反応が起こっている。 イ（正）［ Zn + 2HCl → H2 + ZnCl2 ］Zn が酸化され、H が還元されている。酸化還元反応が起こっている。 ウ（誤）［ CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2CO3 ］酸化数が変化した物質はなく、酸化還元反応は起こっていない。 エ（誤）［ FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S ］酸化数が変化した物質はなく、酸化還元反応は起こっていない。 以上より、酸化還元反応が起こるものは ①ア、イ である。 |
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| 108 ① | 3点 | |||
| 問9 | a | 反応に関与するそれぞれの物質の物質量の比は、反応式におけるそれぞれの物質の係数の比に等しい。 式（1）により、生じる CO2 と H2O の物質量の比は 6 : 5 であるから、たとえば CO2 を 6mol 、H2O を 5mol とし、それぞれの質量を求めて比較すればよい。 ［CO2 の分子量］44 ［H2O の分子量］18 ［CO2 の質量］6mol × 44g/mol = 264g ［H2O の質量］5mol × 18g/mol = 90g CO2 の質量 : H2O の質量 = 264 : 90 = 44 : 15 |
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| 109 ② | 3点 | |||
| b | 【状況の把握】 ジャガイモ 1.00g に含まれていた H2O の質量を x〔g〕とする。「ジャガイモには炭水化物と水以外の成分は含まれていない」から、ジャガイモ 1.00g に含まれていた炭水化物は ( 1.00 - x )〔g〕と表せる。この炭水化物の完全燃焼から生じた水の質量と、 x〔g〕との合計が、0.89g となる。 【炭水化物の物質量】 炭水化物 C6H10O6 の式量 = 162 より、炭水化物 ( 1.00 - x )〔g〕の物質量は、( 1.00 - x )/162〔mol〕 【完全燃焼により生じた水の物質量】 反応式の係数比より、生じる水の物質量は反応する炭水化物の物質量の 5倍 であるから、5 ( 1.00 - x )/162〔mol〕 【完全燃焼により生じた水の質量】 水の分子量 = 18 より、生じた水の質量は、5 ( 1.00 - x )/162〔mol〕 × 18g/mol = 5 ( 1.00 - x )/9〔g〕 【ジャガイモに含まれていた水の質量】 発生した水の質量の合計について、5 ( 1.00 - x )/9〔g〕 + x〔g〕 = 0.89g の関係が成り立つ。 これを解くと x = 0.7525 となる。したがって適当な数値は ③0.75 である。 |
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| 110 ③ | 3点 | |||