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国公立大入試、2次試験の前期日程が実施 ~東京大学の化学の試験をレビュー~

国公立大学入試の2次試験前期日程が25日と26日に行われた。初日1時限目は、159大学541学部で22万7524人が受験。志願倍率は前年と同じ3・2倍。 (引用:朝日新聞2月25日)

合格発表は3月10日ということで、受験生の皆さんに桜が咲き4月から輝かしい、大学生活が始まることを心からお祈りしています。

以前よりケムステスタッフがセンター試験の化学を解いてみる企画を幾度か行い、また東大と京大の問題に関しては専門の有機化学のみの問題を解くという企画も行いました。今回は、懲りずに2017年の試験の東大化学の問題独自に解説したいと思います。

第1問

第1問は、有機化学です。

問題アは元素分析の基礎知識の穴埋めで、イは水と二酸化炭素の量をもとに分子式を求める問題です。ウでは、イの答えから構造を推定する問題です。問題をよく読むと、不飽和エステルと加水分解物は三つの炭素原子を持つカルボン酸と書いてあるので難しくはないと思います。エは、構造異性体をすべて書く問題ですが、不飽和結合があるので、EZ体と環状構造の異性体があり、頭が柔らかくないと難しいと思います。オはまず、Aの構造をBの異性体として推定し、それが、加水分解により生じる生成物を推定しします。高校化学の不安定な化合物の代名詞はアルデヒドなので問題のトリックがわかれば簡単だと思います。カは重合度を求めれば含まれる窒素の数はその二倍となり計算ができます。キは、解説サイトにより異なりますが、水素結合が水とエステル間で形成されるためであると考えられます。

第2問

第2問は、無機化学です。

ア(1)は、問題上に試薬、熱、電気以外の方法で還元となると光しかないですし、(2)還元できる有機試薬といえばギ酸なので、覚えていればすぐに分かると思います。イウエは、高校無機化学の要、無機金属の分離手段を覚えていると答えることができる問題です。正直、この無機の暗記が高校生の化学嫌いを助長していると思います。ちなみに筆者は全部忘れました。オは、まずZnSの沈殿が生じない条件の[S2-]を求める必要があることに気づくのが第一段階でそれをKspZnSを使って求めるのが第二段階です。さらに二つの平衡式を立てて[HS]を消し、求めた[S2-]を使って[H+]を求めるのが最終段階です。最初の言葉のトリックに気が付かないと難しい問題となります。

無機イオンの定性と定量には、イオンクロマトグラフがあるので暗記はいりません

カとキは、窒素酸化物の酸化数と水との反応を問う問題です。クは、キをヒントに平衡に気づけば答えられると思います。ケは王道、不働態です。コは、NO2、不対電子、N2O4生成で安定化、エネルギーを放出という理由ですが、この過程を高校生が気づくには化学反応を理解している必要があると思います。

第3問

アは電池の基本問題で、イは電池の基本的な計算問題です。ウは、電池の反応と分圧の意味、理想気体の状態方程式が使えれば溶ける問題です。エオは反応促進と触媒の原理を問う基本問題だと思います。

カは残存する水素の量を算出した後、消費されたされた水素計算して発生したアンモニア量を測定する計算問題です。最後のキは、平衡の応用問題となりヒントから平衡式を立てられるかというところがキーだと思います。現実問題としてこの反応は、触媒反応を用いても高温高圧が必要で常温常圧のアンモニア合成法が盛んに研究されています。

常温常圧でアンモニア触媒合成に成功した触媒(こちらから引用)

総括

二科目で150分なので、時間がよりかかる物理に時間をかけるとすると、高速で解く必要があるレベルだと思います。

東大の問題なのでさぞマニアックな問題が出るかと思いましたが、高校化学の内容に沿った問題で、化学グランプリで目指すような化学オタクにとっては物足りない内容かもしれません。もちろん難関国立大の基本は、文理バランス良くできることが求められているので、高校生には勉強しやすいと言えます。

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企業の研究員です。最近、合成の仕事が無くてストレスが溜まっています。

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