センター試験化学の過去問解説と対策その2です。問題は2016年(平成28年度)のものですが問題は書きませんので問題集などを参考にして下さい。第1~3問まで別記事にしてありますので通して確認して下さい。第4問から選択問題までの解説をしておきます。

対策その1でも書いてありますが第1問から第5問までは必修問題です。

問題は ⇒ 2016H28年度センター試験「化学」問題

先ずは必修問題を見ておきましょう。

第4問

第4問、第5問は有機化学分野です。選択問題第6問、第7問も有機分野から出題での選択となります。

問1-有機化合物の構造

⇒ 有機化合物の官能基の種類と構造式の書き方

下線部分に誤りを含むものを選ぶだけなのでそれほど時間もかからないでしょう。
シクロヘキサンは六員環構造をして六角形で書かれる事が多いですが立体構造は平面ではありません。
ベンゼンと違いすべてが単結合なのですべての炭素が同一平面に存在することは困難なのです。

問2-フェノールの反応とベンゼンの置換反応

実験操作と違う結果を選べば良いのです。
フェノールはベンゼンよりは反応性は高いです。
臭素とはヒドロキシ基ではなくベンゼン環の水素との置換反応になります。
C-Br結合で合っています。
濃硝酸と濃硫酸を加えて反応させると硫酸ではなく硝酸が反応しニトロ化がおきます。
C-SではなくC-N結合になるので、この時点で答えは分かりますね。
一応続きも見ておくと、
無水酢酸とはアセチル化が起こるのでC-O結合ができます。
二酸化炭素と高温高圧下ではサリチル酸ナトリウムとなり、酸で処理するとサリチル酸となります。
新しくできる結合はC-Cとなります。
塩化ベンゼンジアゾニウムとの反応はジアゾカップリングです。
C-N結合ができます。

問3-不飽和脂肪酸から得られる油脂

⇒ 油脂の種類とセッケンと合成洗剤(界面活性剤)

この問題は油脂についてではなく不飽和の数を求める問題ですね。
不飽和部分はRの中にありますが消費された水素の量を求めておきましょう。
\(\mathrm{1.013\times 10^5Pa,6.72L}\) の水素は
\(\displaystyle \mathrm{\frac{6.72}{22.4}mol}\) になります。
油脂Aが \(\mathrm{5.00\times 10^{-2}mol}\) だったので1molの油脂Aの炭化水素部分を飽和するには

 \( \displaystyle \mathrm{\frac{6.72}{22.4}\times \frac{1}{5.00\times 10^{-2}}=6.00mol}\)

ということから不飽和結合が6つ油脂Aにはあるので、R部分1つだと2個の不飽和結合があります。
(油脂はグリセリンの3つのヒドロキシ基に脂肪酸が3つエステル結合したもの)
これから \(\mathrm{R=C_nH_{2n-3}}\) だと分かればすぐに
\(\mathrm{C_{17}H_{31}}\) であることは分かります。
不飽和1つで飽和している場合より2つ水素は減るのでR部分で4個の水素が減っているものを探せばいいということになります。
\(\mathrm{R=C_nH_{2n+1}COOH}\) が3つグリセリンについたものが油脂です。
この場合Rは飽和した脂肪酸なので不飽和1つで水素は2個減ります。
2つだと4つ減ります。
だからR部分は \(\mathrm{C_nH_{2n+1-4}=C_nH_{2n-3}}\) となっているはずなのです。

問4-幾何異性体

⇒ 異性体の種類 構造異性体と立体異性体(幾何異性体と光学異性体)

シス、トランスの幾何異性体となれるのは2カ所ありますので、合計で2×2=4個の幾何異性体がありますね。
左端にある①の二重結合は同じメチル基2つがついているので幾何異性体とはなりません。

問5-アセチレンと臭素の付加反応

⇒ 鎖式不飽和炭化水素アルケン、アルキンの名前と構造

炭化カルシウム(\(\mathrm{CaC_2}\))は水と反応させるとアセチレン(\(\mathrm{C_2H_2}\))が発生します。
アセチレンは臭素と付加反応を起こしやすいですがこの実験ではアセチレンが臭素に比べ多量にあるのでアセチレンが余って気体となり収集されます。
よって臭素水の褐色が消え、アセチレンが捕集された、が正解です。
化学基礎の実験でも出てきましたが、ふたまた試験管のくびれのある方に固体をいれるのですよ。

第5問

高分子化合物についてで配点は6点ですが、ここまでは必修問題となっていますのでおさえておくべき分野です。

問1-高分子化合物の性質

⇒ 高分子化合物の種類と特徴

誤りを含む記述を探します。
下線部の正誤ではないのでどこを見て良いかが分かりにくいですが「明らかに違う」ってところがあれば速攻で印をつけて、「違うだろう」と思うところ(何となく違う気がするところ)は候補として残すと絞れます。
本当は「ここが違う」って断言できたらそれが一番良いですけど。笑
高分子すべてではないですが酵素などによって分解される合成高分子も存在します。
外科手術用の糸(縫合糸といいます)などは傷口がふさがった後に分解され消えてしまうので抜糸の必要がありません。
生体吸収性高分子といいます。
乳酸やグリコール酸なのでαーヒドロキシ酸が原料となるポリエステルです。
また、微生物によって分解される合成高分子は生分解性高分子といわれます。
陰イオン交換樹脂は強塩基(濃い水酸化ナトリウム)でもとの状態に戻り、再生できます。
生ゴムの弾性は小さいです。これを硫黄で架橋することにより弾性が増すのです。
ここが違いますね。
後はどうでも良いのですが、w
PETは飲料水を入れるボトルだけでなく繊維としても使われています。
ポリアクリル酸ナトリウムは紙おむつなどに使われる高吸水性高分子です。
構造内部のイオン濃度が上がることで浸透圧が発生して水を逃がしにくくする特徴もあります。

架橋についての誤りに気づけば解答に問題はありませんが、他の高分子の特徴をいろいろと並べてありますね。笑

問2-単糖と二糖

単糖類と二糖類と同じですよ。

⇒ 単糖類(グルコースとフルクトース)の構造と性質

⇒ 二糖類(マルトース、スクロース、ラクトース)の構造と性質

これは下線部の正誤なので見つけやすいですね。
マルトースはグルコース2分子から水1つ抜けて結合したものです。

 \( \mathrm{2C_6H_{12}O_6\rightarrow C_{12}H_{22}O_{11}+H_2O}\)

この時点で正解は分かりました。笑
他はすべて正しい記述になっています。
ちなみにグルコースとフルクトースは分子式は同じですよ。

第6問と第7問は選択です。
第6問の合成高分子を選ぶか、第7問の天然有機化合物を選ぶか、どちらも配点は6点です。

第6問

問1-共重合

共重合について書いてありますが、アクリロニトリルとブタジエンの構造式は必要ありません。
炭素と窒素の物質量の比(個数の比)が19:1になるように数合わせするだけです。
例えば、
アクリロニトリル1分子から窒素は1個、炭素は3個です。
ブタジエンに窒素はありませんので炭素だけ数えると4個です。
アクリロニトリル1分子から炭素が3個なので残りの16個をブタジエンか出そうと思えば4分子で16個になります。
つまり、アクリロニトリル:ブタジエン=1:4と組み合わせれば良いだけですね。
質量比でなくて物質量の比なので個数だけ見ればいいということです。

問2-高分子化合物のモノマー(単量体)

⇒ 高分子化合物の種類と反応(共重合と開環重合と縮合)と特徴 

A:ポリメタクリル酸メチルの原料
B:ナイロン6の原料
を選ぶ問題です。
「ポリ~」と名前がつく高分子はだいたいが「ポリ」を取り除くと原料になります。w
メタクリル酸メチルはどれか?
メチルアクリル酸をメタクリル酸と略して呼び、そのメチルエステルをメタクリル酸メチルといいます。
メチルアクリル酸は③でそのメチルエステルなので④が答え。

ナイロン6は有名でしょう。

⇒ 天然繊維と化学繊維(ナイロンなどの合成繊維)の種類と化学合成

ε(イプシロン)-カプロラクタムが原料です。
炭素数が6の原料が開環重合するので「ナイロン6」または「6-ナイロン」と覚えておいて良いです。
ナイロン66(6,6-ナイロン)と共に原料の炭素数で名前がついているのでセットで覚えておくと良いでしょう。

第7問

問1-ペプチド中の窒素の質量パーセント

グリシンが出てきますがペプチド結合させるだけで名前は必要ありません。
ペプチド結合の際に水が1分子なくなるので、3分子のグリシンがトリペプチドをつくる場合2分子の水がなくなっていることに注意すれば問題ありません。
 
 \( \mathrm{3C_2H_5NO_2=3\times 75=225}\)

ここから水分子2つ分の36を引くと、トリペプチドの分子量は225-36=189となります。
この中に窒素原子は3つなので窒素3つ分の14×3=42の質量パーセント

 \(\displaystyle \mathrm{\frac{42}{189}\times 100}\) を計算するだけで答えは「22%」を選べば正解です。

問2-DNAの水素結合

二重らせん構造をしているDNAの塩基対におけるに水素結合の問題です。
これは水素結合の対になる部分を探せば良いので、水素、窒素、酸素に水素結合する原子が並んでいるものを選べば良いのです。
右側がシトシンであることなどどうでも良いですよね。
水素と水素は水素結合しません。酸素と酸素も水素結合しません。w
 O・・・H
 H・・・N
 H・・・O
となる組を持っているのはグアニンの③ですね。

以上です。

「解説その1」

⇒ センター試験化学の本試験2016解説と対策方法その1

そしてこの「その2」を見ても分かるとおり、ものすごく広範囲にわたる出題です。
対策はセンター試験の性質上当然ながら、
全分野の基本をまんべんなく
ということになります。
計算問題に関してはそれほど複雑なものは2016はありませんでしたが、高得点を確保するにはある程度の練習をしておいた方が良いと思います。

しかし、基本事項となる理論、法則、方法などの用語を確認し、
物質名と性質をつなげて覚えておくことの方が先です。

計算問題を捨てたとしても、ある程度は得点出来る問題にしてくれていますからね。笑