2017年大学入試センター試験問題

化学基礎

化 学 基 礎

( 解答番号

 

  

 

 

必要があれば、原子量は次の値を使うこと。
H 1.0  He 4.0  C 12  O 16

 

Na 23  CI 35.5  Ca 40

 

第 1 問
次の問い(問1 ~ 7)に答えよ。(配点 25)

 

問1 同素体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 ダイヤモンドは炭素の同素体の一つである。

 

② 炭素の同素体には電気を通すものがある。

 

③ 黄リンはリンの同素体の一つである。

 

④ 硫黄の同素体にはゴムに似た弾性をもつものがある。

 

⑤ 酸素には同素体が存在しない。


 

問2 中性子の数が最も多い原子を次の①~⑥のうちから一つ選べ。

 

① ³⁸Ar   ② ⁴⁰Ar   ③ ⁴⁰Ca

 

④ ³⁷CI    ⑤ ³⁹K    ⑥ ⁴⁰K


 

問3 単結合のみからなる分子を次の①~⑥のうちから一つ選べ。

 

① N₂   ② O₂   ③ H₂O

 

④ CO₂   ⑤ C₂H₂  ⑥ C₂H₄


 

問4 結晶の種類と分子の形に関する次の問い ( a ・ b ) に答えよ。

 

a 結晶がイオン結晶でないものを次の①~⑥のうちから一つ選べ。

① 二酸化ケイ素 ② 硝酸ナトリウム
③ 塩化銀 ④ 硫酸アンモニウム
⑤ 酸化カルシウム ⑥ 炭酸カルシウム


 

b 分子が直線形であるものを次の①~④のうちから一つ選べ。

① メタン ② 水
③ 二酸化炭素 ④ アンモニア


 

問5 1 種類の分子のみからなる物質の大気圧下での三態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 気体の状態より液体の状態のほうが分子間の平均距離は短い。

 

② 液体中の分子は熱運動によって相互の位置を変えている。

 

③ 大気圧が変わっても沸点は変化しない。

 

④ 固体を加熱すると、液体を経ないで直接気体に変化するものがある。

 

⑤ 液体の表面では常に蒸発が起こっている。


 

問6 乾いた丸底フラスコにアンモニアを一定量捕集した後、図1のような装置を組み立てた。ゴム栓に固定したスポイト内の水を丸底フラスコの中に少量入れカたところ、ビーカー内の水がガラス管を通って丸底フラスコ内に噴水のように噴き上がった。この実験に関する記述として誤りを含むものを、下の①~⑥のうちから一つ選べ。

 

① アンモニアを丸底フラスコに捕集するときには上方置換法を用いる。

 

② ゴム栓がゆるんですき間があると、水が噴き上がらないことがある。

 

③ 丸底フラスコ内のアンモニアの量が少ないと、噴き上がる水の量が少なくなる。

 

④ 内側が水でぬれた丸底フラスコを用いると、水が噴き上がらないことがある。

 

⑤ ビーカーの水にBTB(ブロモチモ ルブル )溶液を加えておくと、噴き上がった水は青くなる。

 

⑥ アンモニアの代わりにメタンを用いても、水が噴き上がる。


 

問7 日常生活に関連する物質の記述として下線部に誤りを含むものを次の①~⑥のうちから一つ選べ。

 

① アルミニウムの製造に必要なエネルギーは、鉱石から製錬するより、リサイクルする方が節約できる

 

② 油で揚げたスナック菓子の袋に窒素が充填(じゅうてん)されているのは、油が酸化されるのを防ぐためである

 

③ 塩素が水道水に加えられているのは、pH を調整するためである

 

④ プラスチックの廃棄が環境問題を引き起こすのは、ほとんどのプラスチックが自然界で分解されにくいからである

 

⑤ 雨水には空気中の二酸化炭素が溶けているため、大気汚染の影響がなくてもその pH は 7 より小さい

 

⑥ 一般の洗剤には、水になじみやすい部分と油になじみやすい部分とをあわせもつ分子が含まれる


 

 

第 2 問
次の問い(問1 ~ 7)に答えよ。(配点 25)

 

問1 物質の量に関する記述として誤りを含むものを次の①~④のうちから選べ。

 

① 0℃ , 1.013 X 10⁵ Paにおいて、4Lの水素は1Lのヘリウムより軽い。

 

② 16gのメタンには水素原子が4.0mol含まれている。

 

③ 水100 gに塩化ナトリウム25 gを溶かした水溶液の質量パーセント濃度は20 %である。

 

④ 水酸化ナトリウム4.0gを水に溶かして100mL とした水溶液のモル濃度は1.0 mol/Lである。


 

問2 物質Aは、図1に示すように棒状の分子が水面に直立してすき間なく並び、一層の膜(単分子膜)を形成する。物質 A の質量が w [g] のとき、この膜の全体の面積は X [cm²]であった。物質 A のモル質量を M [g/mol]、アボガドロ定数を NA[/mol]としたとき分子1個の断面積 s [cm²] を表す式として正しいものを下の①~⑥のうちから一つ選べ。

cm²



 

問3 トウモロコシの発酵により生成したエタノール C₂H₅OH を完全燃焼させたところ、44g の二酸化炭素が生成した。このとき燃焼したエタノールの質量は何g か。最も適当な数値を次の①~⑥のうちから一つ選べ。

g
① 22 ② 23
③ 32 ④ 44
⑤ 46 ⑥ 64


 

問4 ある物質の水溶液をホールピペットではかりとり、メスフラスコに移して、定められた濃度に純水で希釈したい。次の問い( a ・ b )に答えよ。

 

a ホールピペットの図として正しいものを次の①~⑤のうちから一つ選べ。

 

b このとき行う操作Ⅰ・Ⅱの組合せとして最も適当なものを、下の①~④のうちから一つ選べ。

 

操作 I

 

A ホールピペットは、洗浄後、内部を純水ですすぎそのまま用いる。

 

B ホールピペットは、洗浄後、内部をはかりとる水溶液ですすぎそのまま用いる。

 

操作 II

 

C 純水は、液面の上端がメスフラスコの標線に達するまで加える。

 

D 純水は、液面の底面がメスフラスコの標線に達するまで加える。

 

  操作Ⅰ 操作Ⅱ
A C
A D
B C
B D


 

問5 次に示す化合物群のいずれかを用いて調製された 0.01mol/L 水溶液 A ~ C がある。各水溶液 100mL ずつを別々のビーカーにとり、指示薬としてフェノールフタレインを加え、0.1 mol/L 塩酸または 0.1mol/L NaOH 水溶液で中和滴定を試みた。次に指示薬をメチルオレンジに変えて同じ実験を行った。それぞれの実験により、下の表1 の結果を得た。水溶液 A ~ C に入っていた化合物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。

 

化合物群: NH₃  KOH  Ca(OH)₂  CH₃COOH  HNO₃

水溶液 フェノ ールフタレインを用いたときの色の変化 メチルオレンジを用いたときの色の変化 中和に要した液量〔mL〕
A 赤から無色に徐々に変化した 黄から赤に急激に変化した 10
B 赤から無色に急激に変化した 黄から赤に急激に変化した 20
C 無色から赤に急激に変化した 赤から黄に徐々に変化した 10

 

  Aに入っていた化合物 Bに入っていた化合物 Cに入っていた化合物
KOH Ca(OH)₂ CH₃COOH
KOH Ca(OH)₂ HNO₃
KOH NH₃ CH₃COOH
KOH NH₃ HNO₃
NH₃ Ca(OH)₂ CH₃COOH
NH₃ Ca(OH)₂ HNO₃
NH₃ KOH CH₃COOH
NH₃ KOH HNO₃


 

問6 MnO₄⁻ は、中性または塩基性水溶液中では酸化剤としてはたらき、次の反応式のように、ある2価の金属イオンM²⁺を酸化することができる。

 

MnO₄⁻ + α H₂O + be⁻  →  MnO₂ + 2 α OH⁻

 

M²⁺ → M³⁺ + e⁻

 

これらの反応式から電子 e⁻ を消去すると、反応全体は次のように表される。

 

MnO₄⁻ + c M² + α H₂O → MnO₂ + c M³⁺ + 2 α OH⁻

 

これらの反応式の係数 b と c の組合せとして正しいものを次の①~⑥のうちから一つ選べ。

  b c
2 1
2 2
2 3
3 1
3 2
3 3


 

問7 濃度が不明の塩酸 25mL と炭酸カルシウム CaCO₃ が反応して酸化炭をした。この反応は次の化学反応式で表される。

 

CaCO₃ + 2HCI  →  CaCI₂ + H₂O + CO₂

 

炭酸カルシウムの質量と発生した二酸化炭素の物質量の関係は図2のようになった。反応に用いた塩酸の濃度は何mol/Lか。最も適当な数値を下の①~⑥のうちから一つ選べ。

mol/L

① 0.20 ② 0.50
③ 1.0 ④ 2.0
⑤ 10 ⑥ 20


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