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（2019）A
1．試験開始の指示があるまで，この問題冊子を開かないでください。
2．試験開始前に監督者の指示に従って，解答用紙に氏名と座席番号を記入してく
ださい。
3．理科の問題は，物理 4題（ 1〜 4）・化学 4題（ 5〜 8）の計 8題で構成されてい
ます。任意に 4題を選択して，解答してください。� �
なお， 5題以上解答した場合は採点できませんので注意してください。
4．解答用紙は「 1ページが物理」・「 2ページが化学」で，問題ごとに解答欄が指
定されています。選択した問題の指定欄に解答を記入してください。正しく記
入されていない場合は採点できませんので注意してください。
5．解答はすべて，問題の指示に従って解答欄に記入してください。
6．問題の脱落等があった場合は，監督者に申し出てください。解答用紙に汚れ等
があった場合も申し出てください。
7．問題冊子の余白等は適宜利用してよいが，どのページも切り離してはいけませ
ん。
8．問題に関する質問には，必要があるときのみ回答します。
9．試験終了後は，解答用紙の回収が終わるまで，席を立たないでください。
10．問題冊子は，各自持ち帰ってください。
理 科
試験時間 13：00〜14：30 （90 分）
配 点各設問25点・ 4題選択
計100点
（2019）A―― 1
物 理
以下の設問の解答を所定の解答欄に記入せよ。ただし，導出過程は示さなくてよ
い。解答中の数値部分は，有効数字 2 桁で記入すること。また，計算途中では必要
に応じて， 2 = 1.41， 3 = 1.73，log10 2= 0.301，log10 3= 0.477 となることを用
いてよい。
🄐 質量 4.3# 10-8 kg の雨滴が，静止している地面に対して 1.0 m/s の一定の速
さで鉛直に落下している。雨滴に働く空気の抵抗力の大きさは速さ v〔m/s〕に
比例し，比例定数 k〔kg/s〕を用いて kvで表されるものとする。風はなく，重
力加速度の大きさは g= 9.8 m/s 2 である。
イ 比例定数 k〔kg/s〕を数値で求めよ。
ロ 水平に 3.6 キロメートル毎時（km/h）でまっすぐ進む人から見た，この雨
滴の見かけの速さ v'〔km/h〕を数値で求めよ。
🄑 自動車が，鉛直な塀に向かって，塀と垂直の関係を維持しながら速さVキロ
メートル毎時（km/h）で水平にまっすぐに進んでいる。自動車が 420 Hz のク
ラクションを 1.0 秒間ならした。自動車の運転者は，クラクションをならし始め
てから 2.0 秒後に，塀によって反射されたクラクションの音を聞いた。運転者が
聞いた反射音の周波数は 430 Hz であった。クラクションと運転者の位置は同じ
であるとし，音速を 340 m/s であるとする。また，風の影響はないものとし，
自動車が動いたことによる周囲への影響はないものとする。
ハ 自動車の速さV〔km/h〕を数値で求めよ。
ニ 自動車の運転者はクラクションの反射音を何秒間聞いたか，数値で求めよ。
1．
（2019）A―― 2
🄒 放射性炭素年代測定とは，大気中の窒素 147N と宇宙線によって生成された中性
子が衝突して生成される放射性炭素 146C の，12
6C に対する存在比が一定であるこ
とを用いて行われる年代測定法である。
生きている植物中の 146C の存在比は，光合成によって二酸化炭素として取り込
まれるため，大気中の存在比と等しい。しかし，伐採されたりして生命活動が停
止すると，あらたに植物中に 146C が取り込まれることはないため，存在比は減少
し始める。
ある遺跡の材木を調べたところ，146C の存在比は大気中の 0.25 倍であった。
146 C の存在比は地球上どこでも変わらず時間的にも常に一定であると考え，
146 C の半減期を 5.7# 10 3 年とする。
ホ 146C が放射性崩壊するときに出てきた放射線に，一様な磁場をかけたところ，
そのうちの一つは図のように曲がった。磁場は図のように，紙面に対して垂直
で，裏から表に向かう方向にかかっている。この放射線として最も適している
ものを，以下の選択肢⒜～⒣の中から選んで記号で示せ。
146C
磁場の向き
放射線
図
［選択肢］
⒜ ヘリウムの原子核 ⒝ c線 ⒞ 電子
⒟ 中性子 ⒠ ニホニウムの原子核 ⒡ Ｘ線
⒢ 水素の原子核 ⒣ ニュートリノ
（2019）A―― 3
ヘ この材木における 146C の存在比が大気中の存在比の 1.0 パーセントとなるの
は，この材木を調べた時点から何年後か，数値で求めよ。
（2019）A―― 4
以下の設問の解答を所定の解答欄に記入せよ。円周率を rとする。解答中に分数
が現れる場合は既約分数で答え，平方根は開かなくてよい。なお，導出過程は示さ
なくてよい。
2 本のばねにつながれた小球の運動を考える。ばね 1 のばね定数は k，ばね 2 の
ばね定数は23kであり，ばねの自然長はどちらも Lである。小球の質量はmであ
る。ばねの質量と空気抵抗は無視でき，重力加速度の大きさは gとする。
🄐 図 1 ⒜のように，水平面上に 2 本のばねを自然長の状態で静止させ，間に質量
mの小球を取り付け，箱の両端にばねを固定した。ばねと小球は，摩擦なく動
くことができる。次に，図 1 ⒝のように，ばね 2 を上にして鉛直に立てて，小球
を静止させた。
イ 小球が静止した位置は，ばね 2 が自然長から長さ a（2 0）だけ伸びたとこ
ろであった。aをm，g，kの中から必要なものを用いて表せ。
設問イで小球が静止していた位置から，小球を振幅 dで鉛直方向に単振動さ
せた。
ロ 単振動の周期をm，kの中から必要なものを用いて表せ。
ハ 小球の運動エネルギーKと重力による位置エネルギー Ug，およびばねの弾
性力による位置エネルギー Us の和K+ Ug+ Us を力学的エネルギーという。
小球が単振動しているときの力学的エネルギーを E1，ばね 2 が自然長から a
（2 0）だけ伸びて小球が静止しているときの力学的エネルギーを E0 とする。
E1- E0 を k，a，dの中から必要なものを用いて表せ。ただし，ばねが自然長
であるときの小球の位置を，Ug と Us の基準点とする。
2．
（2019）A―― 5
ばね 1
水平面
ばね 2
⒜
23kk
L L
水平面
⒝
ばね 1k
ばね 2
23k
図 1
（2019）A―― 6
🄑 図 2 ⒜のように，ばね定数 kのばね 1 の一端を半径 2Lの水平な円板上の円の
中心に固定し，ばね定数23kのばね 2 の一端をこの円板上の円周上の一点に固
定する。そして，ばね 1 とばね 2 の間に質量 mの小球を取り付ける。まず，二
つのばねと小球が静止している円板上で水平な一直線上にある状態で静止させた。
次に，ばねと小球をこの水平な一直線上だけで運動させるために二本の平行な
レールをばねの両側に置き円板に取り付けた。ばねと小球は摩擦なく動くことが
できる。
静止していた円板を反時計まわりに中心Ｏを通る鉛直線を軸として回転させる。
角速度を徐々に増加させて，角速度を ~で一定にしたとき，ばね 1 が自然長か
ら長さVLだけ伸びた状態で，小球が半径 L+VLの円周上を等速円運動した
（図 2 ⒝）。このとき，VL=1001Lであった。
ニ 円板の外で静止している観測者からみたときの，小球に生じている加速度の
大きさを k，L，mの中から必要なものを用いて表せ。
ホ 円板の角速度が ~のときの小球の運動エネルギーKとばねの弾性力による
位置エネルギーUとの比UK を数値で表せ。ただし，バネが自然長であると
きに小球がいる点をばねの弾性力による位置エネルギーの基準点（U= 0 の
点）に選ぶものとする。
水平な円板 静止時
レール中心Ｏ
半径 L
⒜
ばね 2
23k
ばね 1k
水平な円板 回転時
レール中心Ｏ
半径L+VL
⒝
ばね 2
23k
ばね 1k
角速度 ~（一定）
図 2
（2019）A―― 7
以下の設問の解答を所定の解答欄に記入せよ。解答中に分数が現れる場合は既約
分数で記入し，平方根は開かなくてよい。また，導出過程は示さなくてよい。
🄐 図 1 のような容器内に温度 T1，圧力 P1
の単原子分子からなる体積Vの一様な理
想気体が入っている。容器にはバルブを介
して注射器が取り付けられており，最初バ
ルブは閉じられていた。このときの容器内
の気体の状態を状態ⅠA とする。次にバル
ブを開放し，容器内にあるものと同じ種類
の気体を注射器から容器内にゆっくりと注入し，注射器内の気体がすべて注入さ
れるまでピストンを押し込んだ。このときの操作を操作Ａとする。操作Ａにより
注射器から容器内に注入された気体の分子数はm個であった。容器とバルブ，
注射器を含む系は密閉されており，気体の外部への漏れまたは外部からの流入は
なく，容器・バルブ・注射器をつなぐ細管やバルブ内の容積は無視できるものと
する。気体定数を R，アボガドロ数を NA とする。
イ 容器が一定温度 T1 の外気中に置かれており，容器の壁は自由に熱が出入り
できるとした場合，操作Ａにより容器内の気体の状態は状態ⅠA から状態ⅡA
に変化したが，その過程において容器内の気体の温度は T1 のまま変化しな
かった。状態ⅡA における容器内の圧力 PA は，
PA= P1+ イ
で表される。 イ に当てはまるものを T1，V，m，R，および NA を用
いて表せ。
3．
図 1
容器
注射器
バルブ
（2019）A―― 8
ロ 容器・バルブ・注射器を断熱材でおおって容器内と外部との間を断熱した場
合，操作Ａにより容器内の気体の状態は状態ⅠA から状態Ⅱ'A に変化し，容器
内の気体は温度 T2，圧力 P2 となった。この状態でいったんバルブを閉じ，注
射器のピストンを引き出して注射器内に体積 vS に相当する真空状態を作り，
ピストンの位置を固定して，バルブを開放した。その後，十分に時間がたった
ときの容器内の気体の状態を状態ⅢA とする。状態ⅢA における容器内の温度
T3 を T2，P2，V，R，vS のうち必要なものを用いて表せ。
（2019）A―― 9
🄑 図 2 のように，鉛直
に固定された断面積 S
のシリンダー型容器内
に単原子分子からなる
一様な理想気体が入っ
ている。容器の上面は
なめらかに移動する質
量 M の ピ ス ト ン と
なっており，容器とピ
ストンとの間に摩擦は
ない。ピストンの上部
と天井固定面との間には，ばね定数 kのばねが鉛直方向に連結されている。容
器とピストンの間には隙間がなく，気体の外部への漏れや外部からの流入はない。
また容器の壁面およびピストンはすべて断熱性材料でできており，外部との熱の
出入りもない。
最初，容器内の気体は体積V，温度 T1，圧力 P1 で，ばねは自然長でつりあっ
ていた。このときの容器内の気体の状態を状態ⅠB とする。次に容器に取り付け
られたヒーターで容器内の気体をゆっくりと加熱した結果，ピストンが距離 x
上昇して止まった。このときの容器内の気体の状態を状態ⅡB とする。なお，
ヒーターの体積および熱容量，ばねの質量は無視できるものとし，重力加速度の
大きさを g，大気圧を P0 で一定とする。
ハ ピストンに働く力のつり合いより，状態ⅡB における容器内の気体の圧力を
P1，k，x，Sを用いて表せ。
ニ 状態ⅠB からⅡB までの過程で気体が外部にした仕事Wを P1，k，x，Sを用
いて表せ。
ホ 状態ⅠB からⅡB までの過程における気体の内部エネルギー変化VUは，
VU=x23 （ ホ ）
で表される。 ホ に当てはまるものを P1，V，k，x，Sを用いて表せ。
ピストン
ヒーターシリンダー型容器
状態ⅠB
x
ピストンの移動距離
状態ⅡB
図 2
（2019）A―― 10
ヘ 状態ⅠB からⅡB までの過程における気体の内部エネルギー変化をVUとし，
このとき気体が外部にした仕事をWとする。状態ⅠB からⅡB までの過程で
ヒーターにより容器内の気体に与えた熱量 QをVU，Wを用いて表せ。
ト 状態ⅡB においてヒーターの加熱を停止して十分な時間が経過した後，ピス
トンを距離 xだけゆっくりと押し下げた。このときの容器内の気体の状態を
状態ⅢB とする。比熱比 cを用いると，理想気体が断熱変化するときの圧力と
体積との関係は「PV c=一定」となる。状態ⅡB からⅢB までの過程において，
温度T，圧力 Pの変化を表す概略図として最も適切なものを以下の⒜～⒧の
中から選択してその記号を示せ。
［選択肢］
P
T
ⅡB
ⅢB
P
T
ⅡB
ⅢB
P
T
ⅡB
ⅢB
P
T
ⅡB
ⅢB
⒜ ⒝ ⒞ ⒟
P
T
ⅡB
ⅢB
P
T
ⅡBⅢB
P
T
ⅡB
ⅢB
P
T
ⅡB ⅢB
⒠ ⒡ ⒢ ⒣
P
TⅡB
ⅢB
P
T
ⅡB
ⅢB
P
T
ⅡB
ⅢB
P
TⅡB
ⅢB
⒤ ⒥ ⒦ ⒧
（2019）A―― 11
以下の設問の解答を所定の解答欄に記入せよ。ただし，導出過程は示さなくてよ
い。解答中に分数が現れる場合は既約分数で記入し，平方根は開かなくてよい。
図のように水平面（xy座標面）上の xF 0 の領域に一定で一様な磁場（磁束密
度の大きさは B）が，座標面に垂直で表から裏に向かう方向にかけられている。同
一平面上に電気抵抗の無視できる導線と電気抵抗 Rの抵抗器からなる回路 abcde
を置き，x軸の正の向きに一定の速さ vで動かす。回路上の点ｂと点ｅを結ぶ線分
と辺 cd は y軸に平行であり，辺 bc と辺 de は x軸に平行である。辺の長さは
ab= ae= L，bc= de= 2Lであり，+bae は直角である。なお，回路に流れる
電流が作る磁場の磁束密度の大きさは，Bに比べて無視できるものとする。
点ａが y軸に重なる時刻を t= 0 とする。以下の設問では，⒜ 回路の先端部
bae が xF 0 の領域内に完全に入るまでの時間帯 tvL
022
1Ec m と，⒝ 更に回
路が x軸の正方向に Lだけ進むまでの時間帯vL
vL
t2
2 222E E
+c
] gm につい
て考える。
O x
y
Rva
bc
d e B
図
イ 回路を流れる電流の向きを，二つの時間帯⒜と⒝について正または負で答えよ。
ただし，回路を a → b → c の順に流れる電流の向きを正とする。
4．
（2019）A―― 12
ロ Vt（2 0）を微小な時間として，時刻 tから時刻 t+Vtまでの間に回路を貫
く磁束が変化する量VUは
VU=Vt# ロ
で与えられる。 ロ に入る式を二つの時間帯⒜と⒝について求めよ。ただ
し，（Vt）2 はVtに比べて十分に小さいので無視してよい。
ハ 時間帯⒝において回路を流れる電流の大きさを求めよ。
ニ 時間帯⒝において回路が磁場から受ける力ベクトルの x成分を求めよ。
ホ 時間帯⒝の全範囲を通して抵抗器に発生するジュール熱の総量を求めよ。
（2019）A―― 13
化 学
化学の問題は次のページからです。
⑴ 原子量，各種物理定数の値，対数の値，および平方根の値は以下にまとめてあります。必要があれば，これらの数値を用いてください。ただし，各設問の「ただし書き」で数値が指定してある場合は，その値を用いてください。
⑵ 各設問で特に指定がない限り，大気の圧力は 1.01# 10 5 Pa，温度は 25.0℃とします。また，すべての気体は理想気体であるものとします。
⑶ 解答欄に反応式を書く場合，1行に書き切れないときは，途中で改行し，2行にわたって書いてください。
⑷ 構造式は，次の例にならって書いてください。
構造式の例：
⑸ 化学式や構造式で使われている R-という記号は，炭化水素基を表しています。
Rを含む構造式の例：R-CH2-OH
⑹ 解答欄に酸化数を書く場合，符号（〝+〟や〝-〟）をつけて書いてください。
原子量元素 H Li C N O F Ne Na Mg Al Si P S原子量 1.00 7.00 12.0 14.0 16.0 19.0 20.0 23.0 24.3 27.0 28.0 31.0 32.0
Cl Ar K Ca Cr Mn Fe Co Cu Zn Br Ag Ba Pb35.5 40.0 39.0 40.0 52.0 55.0 56.0 59.0 63.5 65.4 80.0 108 127 137 207
気体定数 R = 8.31# 10 3 Pa・L/（K・mol）= 8.31 Pa・m3/（K・mol）
= 0.0821 atm・L/（K・mol）
= 8.31 J/（K・mol）理想気体の体積 標準状態（0℃，1.01# 10 5 Pa（1 atm）），1 molで 22.4 L
アボガドロ定数 NA= 6.02# 10 23/mol
水のイオン積 KW= 1.00# 10-14（mol/L）2
ファラデー定数 F= 9.65# 10 4 C/mol
絶対零度 - 273℃対数値 log10 2= 0.301 log10 3= 0.477 log10 5= 0.699 log10 7= 0.845
平方根値 2 = 1.41 3= 1.73 5 = 2.24 7 = 2.65
NO2
C C C CH2
HC
OCH2
CH3
Cl
CH3
CH2CH OHC
HC
（2019）A―― 14
イからニの各設問に答えよ。選択肢の中からあてはまるものを選ぶ問題では，
複数回答もあり得る。
イ 魚の臭みの原因物質は，脂肪族アミンのメチルアミン（A）や，不飽和脂肪酸
の酸化開裂によって生成するアルデヒドのヘキサナール（B），カルボン酸の酪
酸（C）等がある。
A：CH3-NH2
B：CH3-（CH2）4-CHO
C：CH3-（CH2）2-COOH
次の設問⑴，⑵に答えよ。
⑴ 魚を調理する際に食酢を加えると臭みを抑えられることが知られている。臭
みが抑えられる理由は，臭みの成分 ア が酢酸と イ 反応するた
めと考えられる。 ア に入る成分を A～ Cから選び記号で答えよ。ま
た イ に入る適切な語句を漢字 2字で答えよ。
⑵ ⑴で答えた成分の臭みが抑えられる理由は，その成分が化学反応するため
と考えられる。食酢のかわりに塩酸を加えたときに⑴で答えた成分が変化し
て生成する化合物の化学式を書け。
5．
（2019）A―― 15
ロ 結晶構造について考える。塩化ナトリウム（NaCl）は，Na+および Cl-いず
れも配位数が 6であり，Cl-が面心立方格子の配列となっている。図 1が NaCl
の構造を説明する図である。色の濃さにかかわらず，丸が Cl-の位置を表してい
る。Na+は，図中の丸の中で濃い印（Cl-）6個で構成されている正八面体のす
き間に位置している。一方，フッ化カルシウム（CaF2）は，Ca2+が面心立方格
子の配列となっている。図 2の丸が Ca2+の位置を示している。F-は図中の破
線で示されている立方体のすき間に位置している。図のように面心立方格子の立
方体の 1辺の長さを aとした場合，NaClおよび CaF2について，最近接の陽イ
オンと陰イオンの中心間の距離を，aを用いて記せ。ただし，解答は分数および
平方根を用いてよい。約分などを行い，可能な限り単純に記述すること。
a a
図 1．NaCl 図 2．CaF2
（2019）A―― 16
ハ 次の実験🄐～🄓を行い，それぞれの実験によって生じた気体の標準状態にお
ける体積を比較する。実験🄐～🄓の記述を参考に，気体の体積が大きいものか
ら順に左から並べて書け。解答には，それぞれの気体に対応する実験の記号🄐
～🄓を用いよ。これらの気体は🄓で生じるものを除き純物質である。🄓は混
合気体である。すべての気体は理想気体であり，気体の液体への溶解はないもの
とする。
🄐 メタノール 2.0 molを濃硫酸で処理し，分子間脱水反応により有機化合物の
気体が得られた。反応に用いたメタノールの 75％がこの有機化合物に変換さ
れ，気体として得られた。
🄑 硫化鉄（Ⅱ）1.0 molに十分な量の硫酸を注いだところ，還元性の気体が得
られた。
C 銅 2.0 molと 4.0 mol/L硝酸 500 mLを完全に反応させたところ，単一の酸化
還元反応のみがおこり，無色無臭の気体のみが得られた。
🄓 純粋な NO2 2.0 molを合成し，体積可変の定圧容器に密閉し，しばらく放置
したところ，NO2の物質量は 0.40 molに減少していた。このとき NO2と生成
物の混合気体が得られた。なお，NO2ならびに生成物はこの条件で全く液化
しないものとして考えよ。
（2019）A―― 17
ニ アセチレンは，もっとも簡単なアルキンであり，無色・無臭で水に少し溶ける。
工業的にはナフサの熱分解によって得ている。図は，アセチレンから高分子化合
物であるビニロンを合成する反応経路の一例である。次の設問⑴～⑷に答えよ。
CH CHO2
イアアセチレン
H2 CH3CHO
O2
イ
A
+CH CHアセチレン
CH3COOHア
（CH3COO）2Zn触媒B
付加重合OCOCH3 OCOCH3 OCOCH3
CH2 CH CH2 CH CH2 CH
ウNaOH
ポリビニルアルコールOH
CH2 CH CH2 CH CH2 CH
OH OH
アセタール化
ビニロンOH O CH2 O
CH2 CH CH2 CH CH2 CHC
⑴ 物質 A ， B ， C の名称を答えよ。
⑵ アイウの反応の名称を次の中からそれぞれ一つ選び，番号で答えよ。
① 付加 ② 縮合 ③ 酸化 ④ けん化 ⑤ 中和
⑶ ポリビニルアルコールの平均分子量を，浸透圧法により求めたところ
4.4# 10 4であった。平均重合度を整数で答えよ。
⑷ 20 gのポリビニルアルコール中のヒドロキシ基をすべてアセタール化したと
すると，質量は何 gになるか。有効数字 2桁で答えよ。
（2019）A―― 18
イからニの各設問に答えよ。選択肢の中からあてはまるものを選ぶ問題では，
複数回答もあり得る。
イ 次の文章を読み，下の設問⑴～⑶に答えよ。
アルフレート・ウェルナーは，コバルト化合物を詳細に調べ， ア イオ
ン（M2+）と イ 子（L）からできる錯イオンの考え方を導入し，1893年
に現在の錯体化学の基礎となる イ 説を提唱した。 イ 説の提唱以
降，さまざまな ア イオンが錯イオンをつくることがわかり，1913年に
はノーベル化学賞が授与された。一般に，錯イオンの構造は， ア イオン
の周りに 4つの イ 子が結合した場合には図 1の⒜または⒝， ア
イオンの周りに 6つの イ 子が結合した場合には⒞になる。
L
LL
L
M2+
LL
LL
M2+
L
L
L
L
L
LM2+
⒜ ⒝ ⒞
図 1．錯イオンの構造の例
⑴ 文章中の空欄 ア および イ にあてはまる適切な語句を漢字で
答えよ。
⑵ 硫酸銅（Ⅱ）水溶液に少量のアンモニア水を加えると，青白色沈殿が生成し
た。この沈殿の化学式を答えよ。
⑶ ⑵で得られた青白色沈殿にアンモニア水をさらに加えると，沈殿が溶け，
深青色溶液になった。溶液中に存在する，深青色溶液を示す錯イオンの構造を，
図 1を参考に書け。
6．
（2019）A―― 19
ロ 次の記述⑴～⑶は物質 X，Y，Zそれぞれの分子量を求めるための実験につ
いて述べたものである。記述⑴～⑶を参考に，記号 X，Y，Zを分子量の大き
い順に左から書け。なお，化合物 Xは理想気体としてふるまうものとし，ベン
ゼン溶液中の Z分子はすべて，二量体を形成するものとして考えよ。
⑴ 物質 Xは標準状態で気体である。物質 Xの気体の密度〔g/L〕を標準状態で
測定したところ，5.85 g/Lであった。
⑵ 非電解質である物質 Y 0.720 gに純水を加え 1.00 Lとした水溶液の浸透圧は
300 Kにおいて 1.00# 10 4 Paであり，ファントホッフの法則に完全に従って
いた。
⑶ 物質 Z 24.4 gをベンゼン 1.00 kgに溶解させたとき，常圧におけるベンゼン
溶液の凝固点は 0.512℃下降した。ベンゼンのモル凝固点降下は 5.12 K・kg/mol
である。
ハ 次の設問⑴，⑵に答えよ。
⑴ 酢酸とエタノールに触媒の濃硫酸を加えて温めるとエステルの一種が生成す
る。生成物の構造式を書け。
⑵ 一般的なエステルに関する記述として正しいものを全て選び，記号で答えよ。
ア バナナやメロンなどの多くの果物の果実臭に含まれる化合物である。
イ 塩基によって加水分解されるが，酸では加水分解されない。
ウ アセテートはセルロースと酢酸のエステルからなる繊維である。
エ セッケンはグリセリンと高級脂肪酸とのエステルである。
オ ナイロンはカルボン酸とアルコールを縮合重合して得られるポリエステル
である。
（2019）A―― 20
ニ 次の設問⑴～⑷に答えよ。
⑴ 結晶には，次に示す🄐～🄓の 4種類があり，それぞれ性質が異なる。次
ページの表 1には，14族から 17族の元素の一部について，その単体の融点と
沸点が示してある。このうち，炭素（黒鉛）とケイ素の結晶は，他の元素の単
体とは異なる種類の結晶に分類される。炭素（黒鉛）とケイ素の結晶の分類と
して最もふさわしいものを🄐～🄓の中から選び，記号で答えよ。
🄐 金属結晶 🄑 イオン結晶 C 分子結晶 🄓 共有結合の結晶
⑵ 表 1に示す炭素（黒鉛）とケイ素以外の結晶は，すべてが同じ種類の結晶に
分類される。これらの結晶の分類として最もふさわしいものを，⑴で示した
🄐～🄓の中から選び，記号で答えよ。
⑶ ⑵で取り上げた結晶のうち，リン（黄リン）と硫黄（斜方硫黄）の融点と
沸点は，原子量が同程度の他の単体に比べてかなり高い。この理由について述
べた次の文の空欄 ア ， イ にあてはまる，最も適切な語句を答
えよ。
リン，硫黄，塩素を構成する原子の原子量は同程度であるが，単体のリン
（黄リン）と硫黄（斜方硫黄）は単体の塩素にくらべて ア が大きいの
で， イ 力が強く働くからである。
（2019）A―― 21
⑷ リン（黄リン）と硫黄（斜方硫黄）の分子式を答えよ。
表 1．単体の融点と沸点
族 元素名（単体） 原子量 融点［K］ 沸点［K］
14炭素（黒鉛） 12.0 3800 Kで昇華
ケイ素 28.0 1683 3553
15窒素 14.0 63 77
リン（黄リン） 31.0 317 553
16酸素 16.0 50 90
硫黄（斜方硫黄） 32.0 386 718
17
フッ素 19.0 40 85
塩素 35.5 172 239
臭素 80.0 266 332
ヨウ素 127.0 387 458
（2019）A―― 22
イからニの各設問に答えよ。選択肢の中からあてはまるものを選ぶ問題では，
複数回答もあり得る。
イ 次の文章を読み，下の設問⑴，⑵に答えよ。
ブリキとトタンは鋼板（Fe）の表面にそれぞれ ア と イ をめっきしたも
ので，金属の腐食を防いで耐久性を高めている。トタンは表面に傷がついて鋼板
が露出しても ウ の大きな イ が酸化される。
⑴ 文章中の空欄 ア ， イ にあてはまる適切な元素記号，空欄 ウ
にあてはまる適切な語句を答えよ。
⑵ 下線部に関して鋼板の表面で起こる酸素の還元反応を e-を含むイオン反応
式で表せ。
7．
（2019）A―― 23
ロ 次の文章を読み，下の設問⑴，⑵に答えよ。
水素 H2は，気体の中でもっとも軽く，空気中で燃えて水になる。
水素の摂取が注目されたのは，「水素ガスが体内で老化などの有害な働きをす
る活性酸素（ヒドロキシラジカル）を効率良く除去する」という実験動物を用い
た研究発表に端を発する。これを受け，簡単に水素が摂取できる商品として，水
素を水に溶かした清涼飲料水が発売された。標準大気圧下における水素の水への
溶解度を，図 1に示す。なお，飲料水からの水素摂取による人体への有効性を示
す結果は得られていないため，過剰な表示や広告はニセ科学との指摘がある。
溶解度〔# 10-4 g/水 100 g〕
2.00
1.90
1.80
1.70
1.60
1.50
1.400 10 20 30 40 50 60
温度〔℃〕
図 1．水素 H2の水への溶解度
⑴ 水素の水への溶解度を上げる方法の一つは，図 1に示すように温度を下げる
ことである。別の方法を 10文字以内で記述せよ。
⑵ 体内においても，大腸の腸内細菌によって，非吸収性の炭水化物が代謝分解
されるときに水素が生産されている。この水素の多くは，おならとして体内か
ら放出されるが，その量は平均して 10～ 20％と窒素の次に多く，50％に近
い報告例もある。体積百分率で 20％の水素を含むおなら 1.00 Lに含まれる水
素の物質量〔mol〕と，水 1.00 Lに 20℃で標準大気圧の水素を接触させ，飽
和させた水溶液に含まれている水素の物質量〔mol〕を求め，どちらに水素が
何倍多く含まれているか整数で答えよ。なお，どちらも温度は 20℃，標準大
気圧とし，水の密度は 1.00 g/cm3とする。
（2019）A―― 24
ハ 次の文章を読み，下の設問⑴，⑵に答えよ。
ある嫌気性細菌は酪酸（CH3CH2CH2COOH）を酸素のない条件で分解するが，
その反応は熱化学方程式①のとおり大きな吸熱を伴う反応であり，生命活動のた
めの反応としては効率が悪い。
CH3CH2CH2COO-aq+ 2 H2O（液）= 2 CH3COO-aq+ 2 H2（気）+H+aq-151 kJ ‥①
しかしながら，式②，③のようなメタン生成反応を行うメタン菌と共生するこ
とで，それぞれの菌は必要なエネルギーを獲得している。
4 H2（気）+ HCO3-aq+ H+aq= CH4（気）+ 3 H2O（液）+ 240 kJ ‥②
CH3COO-aq+ H2O（液）= CH4（気）+ HCO3-aq- 6 kJ ‥③
共生による諸反応をまとめた熱化学方程式は以下のとおりとなる。酪酸の分解
反応の吸熱の大きさは小さくなる。
CH3CH2CH2COO-aq+ A H2O（液）=
B CH4（気）+ C HCO3-aq+ 2
1 H+aq- D kJ
⑴ 上記の①，②の反応で酸化された物質（左辺の物質）を化学式で全て答えよ。
⑵ 空欄 A ～ D に入る整数または分数をそれぞれ答えよ。
（2019）A―― 25
ニ 次の文章を読み，下の設問⑴～⑷に答えよ。
自動車のエアバッグに用いられるガス発生剤は，数ミ
リ秒で必要量の気体を発生させる爆発性のものである。
発生した高温の気体は数百℃の状態でエアバッグに噴出
する。ガス発生剤はかつてアジ化ナトリウムが使われて
いたが毒性に問題があり，現在は硝酸グアニジン（略称 GN：CH6N4O3図 1）の
混合物などが主に使われている。
GNと塩基性硝酸銅（略称 BCN：Cu2（OH）3NO3）をさまざまな混合比でアル
ゴン中にて燃焼させた。ある混合比では，金属性の残留物以外はすべて気体と
なった。また，人体に害のある CO，NH3および窒素酸化物は無視できる量しか
生成せず，残留物を除いて三種類の物質のみが生成したと見なすことができた。
⑴ 残留物を構成する原子の酸化数は反応の前後でどう変化したか，増加した場
合は〝+〟，減少した場合は〝-〟の符号をつけて答えよ。
⑵ 下線部ｂの物質をすべて化学式で答えよ。これらはいずれも常圧・数百度に
おいて気体である。
⑶ 下線部ａの場合の GNと BCNの混合比（物質量比）をもっとも簡単な整数
比で答えよ。
⑷ 文章中の下線部ａの混合比で固体の GNと BCNを反応させ，生じた気体で
エアバッグを膨らませた。気体の温度 450 K，エアバックの体積 0.015 m3，エ
アバッグの内圧を 1.2# 10 5 Paとして，必要な GNの物質量〔mol〕を有効数
字 2桁で答えよ。
O- O-
O
N+
NH2H2NC
N+H2
図 1
ａ
ｂ
（2019）A―― 26
イからニの各設問に答えよ。選択肢の中からあてはまるものを選ぶ問題では，
複数回答もあり得る。
イ 近年需要が拡大しているリチウムは鉱石資源からも得られるが，リチウム塩湖
の塩水（かん水）を濃縮・沈殿処理した炭酸リチウムから大量に生産されている。
次の設問⑴，⑵に答えよ。
⑴ 炭酸リチウムは塩酸を通じることで塩化リチウムに変換される。これを塩化
カリウムと共に加熱・融解し，電気分解することでリチウム単体を得る。下線
部の方法について，名称を答えよ。同様の方法で単体を得るのが一般的な元素
を次の選択肢から 2つ選べ。
選択肢：Na，Al，Si，Pb，Sn
⑵ 3.70 kgの炭酸リチウムを⑴の方法ですべてリチウム単体にした。電気分解
の電流は 100 Aで一定としたとき，かかる時間〔h〕を整数で答えよ。ただし
塩化カリウムは電気分解に関わらない。
ロ 次の設問⑴，⑵に答えよ。
⑴ 実在気体のファンデルワールスの状態方程式は次の式で表される。
p：実在気体の圧力〔Pa〕，v：実在気体の体積〔L〕，
n：実在気体の物質量〔mol〕，R：気体定数〔Pa・L/（K・mol）〕，T：温度〔K〕
この式の a，bの値は物質に由来する定数である。水素，メタンとアンモニ
アの a，bの値を以下の表で示す。
水素 メタン アンモニア
a Pa・L2/mol2 24700 228000 423000
b L/mol 0.0266 0.0428 0.0371
定数の aの値は，アンモニアがメタンよりも大きい。その理由を 10文字以
内で記せ。
8．
pvn a v nb nRT2
2
（ ）+ - =J
L
KKKKN
P
OOOO
（2019）A―― 27
⑵ 以下の図は，実在気体を温度一定にて，圧縮した場合の圧力変化を示した図
である。縦軸は圧力，横軸は体積を示す。実際の圧力変化に最も近い形の図の
番号を記せ。
⑴ ⑶ ⑸ ⑺p
0 v
p
0 v
p
0 v
p
0 v
⑵ ⑷ ⑹ ⑻p
0 v
p
0 v
p
0 v
p
0 v
（2019）A―― 28
ハ 現在，生物資源を原料とするバイオエタノールの活用が地球温暖化対策の点か
ら推進されており，イソブテンにエタノールを付加させた化合物 Aにも注目が
集まっている。下の設問⑴～⑶に答えよ。
CH3H3C
CH2
C CH3CH2OH+ A
⑴ アルケンに水を反応させると二重結合のそれぞれの炭素にヒドロキシ基と水
素が付加する。同様にアルコールを反応させると，マルコフニコフ則にした
がって一方の炭素にアルコキシ基（アルキル鎖を Rで表すとき，RO-で表さ
れる基）が，もう一方の炭素に水素が付加する。化合物 Aの構造式を答えよ。
⑵ 化合物 Bは化合物 Aの異性体である。化合物 Bはヨードホルム反応を示し，
メチル基を三つ，不斉炭素原子を一つもつ。化合物 Bの構造式を答えよ。
⑶ 化合物 A・Bの用途について述べた内容としてふさわしい記述を下からそれ
ぞれ選んで記号で答えよ。
🄧 この化合物は二重結合をもつため，重合させてタイヤの材料にすることが
できる。タイヤの素材をバイオマス素材に置き換えることで地球環境保全に
貢献できる。
🄨 この化合物は沸点が高く，広い温度域で液体であるため，ブレーキオイル
として用いられる。
🄩 この化合物はガソリンに配合してバイオガソリンとして用いられる。アル
コールと異なり水溶性が低いため，水の混入による金属部品腐食などの問題
が生じにくい。
（2019）A―― 29
ニ 次の金属イオンが複数含まれる可能性がある水溶液に対して，実験 A～ Dを
順番に行った。下の問い⑴～⑶に答えよ。
［含まれている可能性のある金属イオン］
Zn2+ Pb2+ Sn2+ Na+ Al3+ Ca2+ Ag+ Fe3+
実験 追加実験や生成物の性質
水溶液に希塩酸を少量加えたところ，
白色沈殿が生じたので，ろ過により沈
殿を回収した。
回収されたものはそれぞれ 1種類の金
属からなる沈殿 aと沈殿 bの混合物
だった。この沈殿に熱水を注いだとこ
ろ，沈殿 aが溶解し，沈殿 bのみが
残った。沈殿 bは，アンモニア水を加
えると溶解するという性質をもってい
た。また沈殿 bは太陽光を当てている
と黒変するという性質も示した。
実験 Aのろ液に H2Sを通じたところ，
沈殿が生じた。この沈殿をろ別した。
この沈殿は 1種類の金属のみを含み，
アンモニア水を加えても溶解しなかった。
実験 Bのろ液を煮沸後，希硝酸を加え
て前処理した。その後，アンモニア水
を過剰に加えたところ，白色沈殿を生
じたので，ろ過により沈殿を回収した。
この沈殿は 1種類の金属のみを含み，
濃い水酸化ナトリウム水溶液に溶解し，
無色透明な水溶液になった。
実験 Cのろ液に H2Sを通じたところ，
白色沈殿を生じたので，ろ過により沈
殿を回収した。
この沈殿は 1種類の金属のみを含んで
いた。
〈実験 A〉
〈実験 B〉
〈実験 C〉
〈実験 D〉
（2019）A―― 30
⑴ 実験 A～ Dで沈殿として確認された金属イオンをそれぞれ，イオン式を用
いて書け。実験 Aについては，沈殿 a，沈殿 b両方について答えよ。
⑵ 実験 C文章中の，下線部白色沈殿の化学式を書け。
⑶ 実験 A～ Dで沈殿することなく，実験 Dを終えた段階で，ろ液に残ってい
る可能性がある金属イオンをすべて書け。
