✏26【上智大(理工)】3⃣~5⃣.有機
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高校全学年
3⃣はTEAP方式、4⃣5⃣は共通テスト利用者用。
有機だけまとめた。
3⃣ニトロベンゼンとジニトロベンゼンの問題。
計算問題が難しい。
問14……これができないと他の計算問題に影響する。
水の質量から考える。O➡️Hを考える。ニトロとジニトロにしかHが無いから……。
問15……中和するまで?とひっかかるかも。
問16……簡単
問17……最初のアセチル化でも酢酸ができているのを忘れがち。余りの酢酸は2倍するのは忘れないと思うが。
4⃣どこから解くか分かりづらいエステル問題。
D➡️B➡️A➡️Cと考える。Dが分からないとチンプンカンプン。
問17、18……簡単
問19……このDから決めているのが問いから分かるかがヒントである。
問20……基本的だが、生成物の知識が必要。
問21……D➡️B➡️A➡️Cが分かれば難しくない。
5⃣高分子(ポリ酢酸ビニル-ポリエチレン共重合体をポリビニルアルコール-ポリエチレンにする)問題
問22、23……簡単
問24……1:1が分かれば簡単
問25……πV=(w/M)RT➡️繰り返し単位で難しくない。
問26……FのO(mol)を計算する。分数または小数値となり、計算が面倒。最終的には割りきれるが、途中計算がしんどい。捨ててもよいかも。数値は全て有効数字2桁と書いてあるのを見逃さないこと。
昨年より難しかった。
ノートテキスト
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3 TEAPスコア利用問題 次の文章を読み, 各問に答えよ。 ただし,数値は有効数字2桁で解答せよ。 実験 Ⅰ ベンゼン CH6 を 濃硫酸H2SO4 と濃硝酸 HNO との混合物と反応させ たところ, 分子量の異なる化合物AとBの混合物Xが得られた。Bの分 子量は200以下であり, Aより大きかった。 AとBはいずれも炭素,水 素、窒素、酸素のみからなり, 混合物 X 16.5mgを完全燃焼させたと ころ水 5.40mg が生じた。 実験Ⅱ 混合物XからAを分離したのち, A 49.2gに対してスズ Sn と塩酸を 反応させたところ、 化合物Cが生じた。 Cを水酸化ナトリウム水溶液で 処理すると、炭素 水素, 窒素のみからなる化合物Dが得られた。 実験ⅢIDを原料としてアミド結合を有する化合物E を合成したいと考え, D 46.5gに対して無水酢酸 56.1gを加え, 加熱しながら十分な時間か き混ぜた。 反応後の溶液を分析したところ, 目的の E56.7g と, 酢酸 および反応しなかったDが含まれていた。 問12 芳香族化合物に関するa) 〜e) の記述のうち,正しいものをすべて選 べ。 該当する選択肢がない場合は, z欄をマークせよ。 a) ベンゼン分子において, 6個の炭素原子間の結合は, 単結合と二重結合 の中間の長さである。 b) ベンゼン環にメチル基とスルホ基を1つずつもつ分子には、3つの構造 異性体がある。 c)安息香酸は芳香族カルボン酸の1つで、キシレンの酸化によって得られ る。 d) フェノールはクメン法によって製造され, 炭酸水素ナトリウム水溶液と 反応し二酸化炭素を発生する。 e) ベンゼンは鉄粉を触媒として塩素 Cl2 と反応し、クロロベンゼンと塩化 水素を生じる。 8
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問13 Aの構造式を示せ。 問14 実験Iにおいて, 混合物X中のAの物質量 x に対するBの物質量yの物 質量比(y/x)はいくつか。 問15 次の記述は,実験Ⅱにおいて, Cを含む反応溶液からDを得るための操作 である。文中の ア と イ に入る最も適切な語句をa) ~e) からそれぞれ1つ選べ。 反応混合液に ア 水酸化ナトリウム水溶液を加えたのち, ジエチ ルエーテルを加えた。 この混合液を分液ロートに入れて振り混ぜたのち 静置するとエーテル層と水層に分離した。 このときの イ が得られた。 からD a) 酸性を保つ程度に b) 中和するまで d) エーテル層 c) 塩基性になるまで e) 水層 問16 実験Ⅱにおいて, 得られるDは最大で何gか。 問17 実験ⅢでDが残った主な理由は,反応容器に水が予期せず混入しており, 無水酢酸の一部が水と反応して加水分解したためとわかった。 Dと反応しな かった無水酢酸がすべて加水分解したとすると, 反応後の溶液に含まれる酢 酸は最大で何gか。 ただし, Dと酢酸は反応しないものとする。 -9-
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3 その1 (26 上智大 理工 TEAP) HNO3 さより H2SO47 H₂304, A + B (B>A) これより NOZ (200以下) (A) m-かは?が (123) 49.2g Ace NOT性からか (168) <200 実より C -NH3 u -Naoh ② CH.O dat -NH2 MACOCH3 + CH3COM 567g CH3CO 完西より①+c3co 46.5g 56.1g 912 a), b), e) c)はトルエン、d)はCO2は発生しなり フェノールはCO2より弱 1 だから
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3 (その2) (PB 13) ★☆★ (A) 問14) 完工より規 NO2 X →H20 16.5mg 5.40mg 生したHo(mol) 5,40mg = =030mmol 18%/01 H20中にH原子2つあるので、混合物中のけ厚子は 0.30mmolx2=0.60mmd 混合物中の④(mmol).(ymmol)とすると ... 123 & +168g=16.5 子 ... 5x+4y=0.60 2 NOZ -NO2 0 2 NO2 ①、②より x=0.10mmol y=0.025mmol よってy=0.05 2 X 0.10 25 00 = 11 2
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③(その3) ** 中性 弱塩基離してエーティ (1715) P ( ) & π d) & ☹-NMz ↑ 中和程度では一部 さらに塩基性にする NHCの状態なので 問16 A -NO₂ ① NHz : = にしより 49.2 123 (123) = xg 93 (93) :x=37.2 =37g max 3
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3 (その4) 問 生成したE NHCOCH3 のmolを考える (135) 56.7g=0.42mol 135g/mol アニリン:アセトアニリド21:1より0.42mola D NH2+ECHCO)20→ +(CH3 C0/20 NHCUCH; が反応 6J NHCUCH3 CH3COOH a42mol * 234) 9 (CH 3 (0) 20 | | = 56.1g mul 102g/m=0.55cmo) 0.55mol-a42mul=0.13molかけ20と反応すると 0.13molx2=0.26molの両設 x2の酢酸より =40.8=41g max - (0.42+0.26) x 60%/mol - 4018 - 41g MAX mul 0.68mol 4
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4 次の文章を読み, 各問に答えよ。 炭素,水素、酸素のみからなる分子量146の化合物Aは, 酸素原子を3つも ち,不斉炭素原子を1つもつ。 Aに単体のナトリウムを加えると水素ガスが発生 した。 Aを加水分解したところ,化合物 B と化合物Cが得られ,このときのBと Cの物質量は等しかった。 Bを適切な酸化剤で酸化すると, 白色固体の化合物Dが得られた。 45.0mgの Dを完全燃焼させたところ、 水 9.00mg, 二酸化炭素 44.0mg がそれぞれ生成 した。 CおよびDを炭酸水素ナトリウム水溶液と反応させると,いずれも二酸化 炭素が発生した。 問17 不斉炭素原子をもつ化合物を,次のa) ~e) からすべて選べ。 該当する 選択肢がない場合は, z欄をマークせよ。 なお, くさび形の太い実線(▲)は 紙面手前への結合を, くさび形の破線 (ミ) は紙面奥への結合をそれぞれ表 す。 a) H3C CH3 b) OH HI... C-C••• H H2C CH3 H3C OH H3C TOH c) H d) H CNH2 H3C. H HOOC H HO H CH3 e) HO H TOH - 12 -
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問18 Aのように,ナトリウムを加えると水素ガスが発生する化合物を,次の a)〜e)からすべて選べ。 該当する選択肢がない場合は,z欄をマークせよ。 c) グリセリン a) ジエチルエーテル d) プロピレン b) アセトン e) エチレングリコール 問19 Dの分子式はCoHbO。 で表される。 a, b, c, それぞれ0~9までの整 数で答えよ。 10以上の場合は, z欄をマークせよ。 問20 次のa)〜e) の反応のうち, CやDのように炭酸水素ナトリウム水溶液 と反応して二酸化炭素が発生する有機化合物が生成するものをすべて選べ。 該当する選択肢がない場合は, z欄をマークせよ。 a)アニリンと無水酢酸を反応させる。 b) 鉄触媒を用いて, アセチレンを加熱する。 c) ベンゼンを濃硝酸と濃硫酸の混合物中で加熱する。 d) トルエンを過マンガン酸カリウム水溶液と反応させる。 e) 2-プロパノールを二クロム酸カリウムの酸性水溶液中で加熱する。 問21 Aの構造式を示せ。 なお,不斉炭素原子に*印をつけよ。 - 13 -
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4 (その1) ☆火ありは (26 上智大 理工 共通テスト) 問17 ④-C-W a), d) E NaでHz↑ * 問18 C), e) ☆ (PM19 ℗ 45=44x144 = 12mg. Her = 9x2 = 1 mg 0(9)=45-13=32mg ciHi0=12 組成式CHO2 : こにに2 ①はNaHCO3と反応し、CO2↑より-COOHあり、 COOHX2でシュウ酸を考えると白色固体で よって、(out)2=C2H2O4 ↑↑↑ a b 中性 d) @coon 'a) ET NACOCH3 b) (PA) 20 NaHCO32' cort 中性 e) C+3-C-CH3 5 y 中性
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4 (その2) 酸化 (2721) ⑬Ⓑ ①シュウ酸より③はエチレングリコール (62) A Dok 5 B + © At Ho=Bte (146) エステル © 9/mo > 146+18-62=102 ©はNaHCO3と反応することからカルボン酸 R-COOHとおくとR=102-45=57- CaHa-とわかる。 未反応 ④は水を1つ持ち Naと反応するからOHがある HO-CH2-CHz-O-CA-CHICH となる。 + CHA ①ガシュウ酸とわかれば、それほどでもない 6
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5 次の文章を読み, 各問に答えよ。 ただし, 高分子化合物の分子量は十分に大き く,分子鎖の末端は無視できるものとする。 なお, 数値は有効数字2桁で解答せ よ。 合成高分子化合物を主成分とし, 熱や圧力を加えることにより成形・加工でき るものを合成樹脂という。 合成樹脂のうち ア 樹脂は熱を加えると軟化 し、冷却すると硬化する性質をもつ。 ア 樹脂の例としてポリエチレンや などがある。 ナイロン6はe-カプロラクタムの ウ 重合によって,ポリ酢酸ビニル は酢酸ビニルの I 重合によってそれぞれ得られる。 ポリ酢酸ビニルのエ ステル結合を水酸化ナトリウム水溶液で加水分解する反応を オ という。 オ が完全に進行すると,ポリビニルアルコールと酢酸ナトリウムが得ら れる。また,酢酸ビニルをエチレンと共重合させると共重合体が得られる。 問22 ア オ にあてはまる最も適切な語句を、次のa) m) ~ からそれぞれ1つ選べ。 a)開環 b)加硫 c)けん化 d)縮合 e) 生分解性 f)転化 g) 尿素樹脂 h)熱可塑性 i) 熱硬化性 j) 光硬化性 k) 付加 1) フェノール樹脂 m) ポリスチレン 問23 ポリ塩化ビニルの構造を下に示す。 この図にならって, ポリ酢酸ビニルの 構造を示せ。 -CH2-CH- Cl ポリ塩化ビニル -14-
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問2443.0g のポリ酢酸ビニルを水酸化ナトリウム水溶液で処理したところ, エステル結合が完全に加水分解された。 このとき得られる酢酸ナトリウムは 何gか。 問25 1.10gのポリビニルアルコールを水に溶解して1.00Lの水溶液とした。 この溶液の 27.0℃における浸透圧を測定したところ, 83.1 Pa であった。 この測定から算出されるポリビニルアルコールの平均の重合度はいくらか。 問26 酢酸ビニルとエチレンを共重合させたところ, 共重合体Eが得られた。E を水酸化ナトリウム水溶液で処理したところ, エステル結合が完全に加水分 解され,共重合体Fが得られた。 100mg のFに含まれる酸素原子は12.5 mg であった。Eに含まれる酢酸ビニルの物質量xに対するエチレンの物質量y の物質量比(y/x)はいくつか。 -15-
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5 (201) 問22 h π m B d k 7 C Por 23 CH2-CH 0-C-CH3 M ** PD 24 PVAC PVA + n CH3COON --CH2-CH NaOH I cock In CH2-CH 2 CH3COONa + OH In (82) (86) 43,0 X5 : 86h 82 1: m' x=41g ク
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5(その2) 1925 TV = MRT 24 問25 to 83.1 × 1.00 [-4K-CH] OH ④4 = 10 X8:31 X13³×300 M 4 3 *** M = 33000 n = 750 44h =33000 = 7.5×10² P926 PVAL - PERS 2 エチレン くり返し単位 MVA =44 O COCH3 TLC ↓ ME =28 ↓ PVA ( PE (4932) OH " ⑦100mg op= ○中のVAを〆mol、Etymolとすると ○原子が12.5mgあるので、0(mol)=142/5=0.78125(mm) VA単位1つに01つある月g のでx=0.98125mmol ①②より y=234375 g= 44x+28 100-② 2,34375 z 0.78125 3=3.0 00 8
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フルクトースはケトースであるが、フェーリングと混合加熱するとすぐに 反応して褐色沈殿を生じる。 また、以下の実験結果1.2が知られている。 実験結果 フルクトースがフェーリング液と反応して赤褐色沈殿を生じる速さ では、アルドースであるグルコースとほぼ変わらない。 化合物 2 以下の化合物C, D. Eそれぞれをフェーリング液と反応させる とんど生じない。 と、 C. Dからは赤褐色沈殿が生じるが、Eからは赤褐色沈殿はほ CH₂ 素原子数の 基が結合した分子 グルコースなどの 同じCHO の分子式 ノシトールは、シクロヘキサ が付いた分子であり、単ではな ケトン構造(カル もつアルドースと、 れいずれも塩基性水溶液中で加熱すると を に不安定で酸化されや スが生成する thank you for visiting! H- YUOH CHIOH に関して。 の中で像の 7. 「性体の総数を数え また、一 では区別しないもの。 -33- ケ 中間体 A. Bは化学的に不安定で酸化されやすいという事実及び実験 1と2から フェーリングと反応して赤褐色沈殿を生じるために重要 と考えられる単糖の化学構部分構造のみでよい)を記せ。また実験結果 2で化合物CDからは赤色沈殿が生じるが、 化合物Eからは赤色 沈殿がほとんど生じない理由を50字程度で説明せよ。 なお、C.H120分 の 分子式で表される単は、水溶液中で分子と分子の平衡合物 として存在していることが知られているが、 本間ではどの車も直訳分 子として存在する比率は同じであるとする。 HO マンノース(アルドー 加熱による別の単糖の生成 すると、上記の中間体Aを 不安定で酸化されやすいが などが徐々に生成する コ下線部に関して、プシコースの構造式を、 以下の1-5に示した 影にならって記せ。ただし、プシコースのカルボニル基の炭素原子の位 番号はフルクトースと同じである。 グルコース 体A] マンノー 体B] H プシュー 他の 条件下での加熱による (6) H uco H HC-OH H- -OH @c_CHIOH HOC-H HO--- -H H OH H HO OH H OH 図中①~⑥は、グルコース中の素原子の位置番号を表している。 (i) 3次元構造が認識できるように、手前にある結合を太線で表した構造式 手前側に向かう結合をで表した構造式 H-C-OH H-OH H-C-OH HI-OH SCHz OH HH OH 32- 直鎖状分子として、 (8)の構造式に した図投影図 1-5 グルコースの構造を表す方法 またね〜
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