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浜松医科大学入試対策講座 演習問題 2 No. 2 (裏) 生物の細胞内では、さまざまな化合物の緩衝作用により,pHが中性付近に保たれている。リン酸二水素塩とリン酸 水素塩の組み合わせもその一例である。以下では、これらのリン酸塩の25℃における電離平衡と緩衝作用について 考えよう。リン酸は水中で次のように3段階で電離する。 HsPOH+ + H2PO4 (1) H2PO4H+ + HPO HPO H+ + PO (3) (2) Ki = 7.5×10mol/L K = 6.2×10mol/L K's = 2.1×10-13mol/L K. K, K はそれぞれ (1) (2) (3) 式の平衡定数である。 また、水のイオン積を K(=1.0×10-14mol/L2 ) とする。 はじめに, 0.10mol/LのNaH2PO4 水溶液の平衡について考える。 この塩は水中で完全に電離する。 生じたH2P O イオンに関しては, (2) 式の平衡の他に次の平衡が存在する。 .(4) H2PO4 + H2O H3PO4 + OH- この平衡において、水のモル濃度 [H2O][mol/L]は一定とみなせるため, (4) 式の平衡定数 Ka は H2PO4 HsPO4, OH-のモル濃度を用いて、 [H3PO4] [OH-1 K₁ = A [H2PO4] と表される。」との値の比較から、この水溶液はウ性を示すことがわかる。 次に, 0.10mol/LのNa2HPO 水溶液の平衡について考える。 この塩も水中で完全に電離する。 ここで生じたHP 042 イオンに関しても、 (3) 式の平衡の他に次の平衡が存在する。 HPO42 + H2O HPO + OH- (5)式の平衡定数は, K5 = [H2PO4][OH-] [HPO2] B と表される。面との値の比較から,この水溶液はエ性を示すことがわかる。 (5) さらに、この NaHPO4 水溶液の水素イオン濃度[H+] [mol/L] を表す式を導いてみよう。 そのために, (2) 式と(3)式 を組み合わせた次の平衡を考える。 2HPO H2PO4 + PO」-. ・(6) (6)式の平衡定数は,次式で表される。 [H2PO4][PO4] K6 = C [HPO42-J2 リン酸一水素塩の濃度が0.10mol/Lの場合, (3) (5) (6) 式のうち, (6) 式の平衡が最も大きく右方向に偏る。 また, (3) 式と (5) 式の平衡定数を比較すると,前段の考察からオ式の平衡定数の方が十分に大きいため、もう一方の 式の平衡は無視できる。 したがって, [H+] を求めるためには,オ式と(6)式の2つの平衡を考慮すればよい。 オ式と(6)式の平衡反応によって消費される HPO4 イオンの濃度を、 それぞれ [mol/L] と [mol/L] とおくと、 HPOPOの各イオンのモル濃度は次のように表される。 H2PO4 [H2PO4] = I [HPO42] = 0.10-x-y [PO-] = II ここでオ式と (6) 式の平衡定数は非常に小さいので, 0.10-x-y≒0.10 と近似できる。 よって, x, y, 平衡 定数を含む2つの関係式から,[H+] [mol/L] は, [H+] = K2Ks+ D と導かれる。 問4 問5 問6 ウオにあてはまる語句または数字を記入せよ。 I II にあてはまる数式を, x, y を用いて記せ。 A~Dにあてはまる数式を K, K, K, Kw を用いて記せ。 7 0.10mol/LのNaH2PO4 水溶液10mL と 0.10mol/LのNa2HPO4 水溶液10mL を混合して緩衝液を調製した。 この緩衝液に関して、次の(i), (ii)の問に答えよ。 ただし、この緩衝液については、(2)式の電離平衡のみを考慮す ればよい。 数値は有効数字2けたで答えよ。 (i) この緩衝液の水素イオン濃度 [mol/L] を求めよ。 この緩衝液に 0.10mol/Lの塩酸をpHが7.0になるまで加えた。加えた塩酸の体積 [mL] を求めよ。 また、この 値を用いて、塩酸の添加による水素イオン濃度の増加量 (AD [H+]) と塩化物イオン濃度の増加量(4[CI-I)の比 A[H+1 A[CI-] を求めよ。 計算過程も含めて、解答欄の枠内で記せ。

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化学 高校生

科学です 〇ついてるところ教えてください 回答答えしか載ってなくて困ってるので お願いします

2 原子番号1から20までの元素のみで出来た単体や化合物がある。 これらが常温常圧で 存在するとして次の問いに答えよ。 必要なら以下の原子量を参考にせよ。 [元素の原子量〕 H 1.008 He 4.003 Li 6.941 Be 9. 012 B 10.81 C12.01 N 14.01 ○ 16.00 F 19.00 Ne 20.18 Na 22.99 Mg24.31 A1 26.98 Si 28.09 P 30.97 S 32.07 C135.45 A-r 39.95 K 39.10 Ca 40.08. (1)原子量は12C=12を基準とする元素の相対質量である。 炭素の原子量がちょうど12では ない理由を記せ。 (2)同素体の存在がよく知られている元素のうち固体であるものを3つ、元素名(元素記号で はなく)で記せ。 (3)次の各項目に該当する気体を2つずつ分子式で記せ。 (あ) 分子中の電子の総数がネオンと等しい気体。 (い) 2 原子分子で電子の総数がアルゴンと等しい気体。 (う) 窒素より重く、 酸素より軽い気体。 (え) 3原子分子で窒素分子の1.5倍以上の重さを持ち、 加圧すると液化しやすく、水に溶 けると酸性を示す無色の気体。 (4)気体の単体で最も重いものと2番目に重いものを分子式で記せ。 (5)最も陽性の強い元素と最も陰性の強い元素から成る塩の名称を記せ。 3 次の文中の【 】内に適当な数値を記入し,文を完成せよ。 水素原子には主に'H (=H) (原子量1.00) 2H (=D) (原子量2.00)の2種類の同位体が、 酸素原子には160 170 180の3種類の同位体があるが、 同位体の存在比が偏っているた め、水素と酸素の原子量はそれぞれ1および16に近い値となる。 一方、塩素原子には35C1 (原子量35.0) 37C1 (原子量37.0)の2種類の同位体が存在する。 (1) いま塩素の原子量を35.5とすると 35C1の存在比は 【ア】%となり、また塩素分子に は質量の異なる3種類の分子が存在するが、 このうち最も重い分子の分子量は【イ】 である。 (2) 塩素 C120.200mol と 'Hのみからなる水素H20.200molを反応させて生じる塩化水素は質 量の異なる2種類の塩化水素分子からなり、その平均分子量は【ウ】である。 (3) 塩素C120.200mol 'Hのみからなる水素 0.100mol 2Hのみからなる重水素D.20.100mol を反応させると質量の異なる4種類の塩化水素分子が生成し、その平均分子量は【 エ 】である。

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化学 高校生

2014年度岐阜大学の問題です 解説をお願いします🙇‍♂️

次の人を見 字2桁で示せ。 Ⅰ群 酢酸メチルと希塩酸をガラス容器内で混合して全量を100mLとし, ゴム栓をして25℃ 酢酸メチルの加水分解の実験を次のように行った。 に保った。一定時間ごとに反応溶液 5.00 mL を取り出し, 0.200 mol/L 水酸化ナトリウム 水溶液で中和滴定を行い, 下表の結果を得た。 反応時間 0 min における滴定は反応が進行 しないうちに素早く行った。また,反応時間∞min の値は,3日後に酢酸メチルがほぼ完全 に消失した時の滴定値である。なお,この酢酸メチルの加水分解反応による体積変化は無視 できるものとする。 (A)強酸 (B) 弱酸 (C) 強塩基(大 (D) 弱塩基 Ⅱ群 (E) 強酸性 (F) 弱酸性 (G) 強塩基性 (H) 弱塩基性 (Ⅰ) 中性 群 (JJ) 酸性 (K) 塩基性 反応時間 [min] 20 10 20 60 40 200 80 ∞ 水酸化ナトリウム水 11.9 13.4 14.7 17.1 18.9 20.5 25.5 27.5 溶液の滴下量 [mL] 1. 酢酸メチルの加水分解の反応を化学反応式で示せ。 2. 加水分解の反応に,水でなく,希塩酸を用いた理由は何か。 10字以内で説明せよ。 問3.この実験において, 滴定を行うときの指示薬として最も適切なものを,次の(A)~(E) から選び, 記号で答えよ。 (A) フェノールフタレイン (C) メチルレッド (E) 過マンガン酸カリウム (B) メチルオレンジ (D) プロモチモールブルー (BTB) 問5. 最初にガラス容器内に入れた塩酸中の塩化水素の物質量[mol] を求めよ。 6. 反応時間 ∞min における酢酸の濃度 [mol/L] を求めよ。 問7. 酢酸メチルの加水分解率が、ある一定の時間内では反応時間と直線関係にあるとした とき、表中の最も適切な値を用いて, 酢酸メチルが50%加水分解される反応時間 [min] を 求めよ。 なお、答のみでなく, 計算過程も示して答えよ。 RE 問8. この加水分解反応において, 酢酸メチルの初濃度を ao [mol/L], 反応時間 [min] にお ける酢酸メチルの濃度を α [mol/L], また, 反応時間 [min] における水酸化ナトリウム 水溶液の滴下量をx[mL] とするとき,濃度比を x を用いて表せ。 ai 問9.この加水分解の速度は,一定温度では酢酸メチルの濃度に比例することがわかってい る。 したがって, 問8 の α α を用いると次の関係式が成り立つ。 4. 次の文は3での指示薬を選んだ理由について述べたものである。ア イに はⅠ群から,ウにはⅡ群から,またエにはⅢ群から適する語句を選び, それぞれ 記号で答えよ。 この実験の反応は、 アである酢酸とイである水酸化ナトリウムの中和を含み, 過不足なく中和したとき溶液はウになるので、指示薬は変色域がエ側にあるも のを用いる。 kt = 2.30log100 at ここでは反応速度定数とよばれ、 酢酸メチルの濃度に無関係に定まる定数である。 =40min の値をもとに, 25℃における酢酸メチルの加水分解反応の反応速度定数 k[min] を求めよ。 ただし, 必要であれば, 10g102=0.301, log103=0.477, 10g107=0.845 を用いよ。 4

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生物 高校生

生物の酵素の問題です。 分かる方いますか?

1. 次の文章を読んで、あとの問いに答えよ。 生命活動は、 様々な化学反応の組合せによって支えられており、 複数の 酵素が順番にはたらく ことによって、 複数の化学反応が円滑に進行する。 その際、一連の酵素反応によってできた最終産 物がその生成の初期段階に関わる酵素のはたらきを促進、 または抑制することがあり、これを ( ① )調節という。 酵素反応において、 反応の進行を妨げる物質のことを阻害物質という。 B 基質と似た阻害物質が 酵素の反応部分に結合することで反応速度が低下することを(②)といい、 酵素の反応部分以 外の場所に阻害物質が結合することで反応速度が低下することを ( 3 )という。 また、酵素の はたらきは温度やpHの変化によって変わり、 ペプシンの最適 pHは ( 4 ) である。 (1) 下線部 A について洗濯用洗剤には様々なものがあり、 酵素洗剤はその1つである。 衣服の汚 れのうち、 身体から出た汚れの主な成分は、 タンパク質と脂肪である。 そこで、酵素洗剤には 細菌が作り出したタンパク質分解酵素や脂肪分解酵素などが配合されている。 このことに関す る記述として最も適当なものを、次のア~オから選び、記号で答えよ。 ア. 酵素洗剤に含まれるタンパク質分解酵素は、タンパク質と脂肪の両方を分解できる。 イ. 酵素洗剤に含まれる酵素は、 反応の前後でアミノ酸配列が変化する。 ウ. 多くの合成洗剤は弱アルカリ性なので、 用いる酵素の最適 pHは弱酸性が望ましい。 酵素による分解量は時間と共に増すので、あらかじめ酵素洗剤液に衣類をつけておく と良い。 オ. 酵素洗剤に含まれる脂肪分解酵素は、 脂肪でできていることが望ましい。 (2) 下線部 B について、 基質が結合する酵素の反応部分を何というか答えよ。 (3) 下線部B について、 阻害物質の濃度と酵素濃度、温 度を一定にし、 基質濃度を変化させると反応速度は どのように変化するか。 最も適当なグラフを図中の ア~ウから選び、 記号で答えよ。 (4) 文章中の空欄 ( ① )~(3)に当てはまる 語句を答えよ。 反応速度 阻害物質なし 基質濃度 2. 次の文章を読み、あとの問いに答えよ。 生体内では、主にタンパク質である酵素によって、さまざ まな化学反応が起こっている。 ある酵素反応の反応時間と生 成物量との関係を図に示す。 図の太線Aで示した反応は、最 適温度かつ最適 pHの条件で行われ、 基質濃度は酵素濃度に 対して十分に高く、酵素活性も安定であった。 ←生成物量(相対値) に追加 D 反応時間→ (1)Aが得られる条件から、他の条件は変えずに反応開始時の基質濃度のみを2倍にしたときに得 られる結果として最も適切なものを、 図のA~F のなかから選べ。 (2)Aが得られる条件から、 他の条件は変えずに反応開始時の酵素濃度のみを2倍にしたときに得 られる結果として最も適切なものを、図のA~F のなかから選べ。 (3)Aに示すように、 反応開始からある程度の時間が経過すると、 生成物量は増加しなくなる。こ の理由を簡潔にせ説明せよ。 10-A (4) A が得られる条件で、図に示す矢印の反応時間の段階で、酵素濃度のみを増加させたとき、反 応時間と生成物量の関係を示す曲線は、 その後どのようになるか。 最も適切なものを次のア~ ウのなかから1つ選べ。 ア.生成物量が増加する。「生成物量が減少する 変化しない (1) B (2) D (3) 基質が消費されるから、 (4) (5) 文章中の空欄 ( 4 ) に当てはまる数値として適切なものを次のア~エから選び、 記号で答 えよ。 ア.2.0 イ.7.0 ウ.8.0 (1) ウ I 2 (2) 活性部位 (3) イ (4) ① フィードバック ② ③ (5) T I. 9.5

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化学 高校生

この問題の問4がわかりません。教えてください。

入試問題演習 (脂肪族・芳香族 No.8) 解答時間:20分 奈良女子大学 2016 全3問75分 炭素 水素酸素からなる化合物 A~Dは同じ分子式を有し, ベンゼン環を1つもつエステルである。 以下の文章 (1)~(5)を読んで問1~7 に答えよ。 必要があれば次の原子量を用いよ。 3 H=1, C=12,0=16 (1) 1 エステルAを2.05mgとり, 酸素気流中で完全燃焼させたところ、 二酸化炭素 5.50mgと水 1.35mg が得られた。 (2)エステルAに希塩酸を加えて加熱し, 加水分解を行った。 反応液が冷えてから,エーテルで数回抽出 した。 エーテル層を合わせ、穏やかに加熱してエーテルを注意深く蒸発させると, 1価のカルボン酸Eと エタノールが得られた。 ② 純粋なEを816mgとり, 水に溶解した後に0.10mol/Lの水酸化ナトリウム水 溶液で滴定すると, 中和するまでに60mL を必要とした。 E を過マンガン酸カリウムで酸化すると化合物 Fが得られ,F を加熱すると分子内で脱水反応が起こり, 化合物Gが得られた。 (3)エステルBに水酸化ナトリウム水溶液を加えて加熱し, 加水分解を行った。 反応液を冷やし,エーテ ルで抽出すると,エーテル層から不斉炭素原子をもつ化合物Hが得られた。 ③Hに濃硫酸を加えて加熱す ると脱水反応が進行して炭素-炭素二重結合が生成し, 3種類の異性体が得られた。 (4)エステルCに過剰の水酸化ナトリウム水溶液を加えて加熱した後, 反応液を冷やし, エーテルで抽出 を試みたが,エーテル層からは何も得られなかった。 そこで, 水層に二酸化炭素を十分に通じた後にエー テルで抽出すると, エーテル層から化合物Iが得られた。 Iに塩化鉄(Ⅲ) 水溶液を加えると紫色に呈色 した。 Iに臭素を反応させたところ, 反応の初期段階で生成する, ベンゼン環に直接結合した水素原子が 1つだけ臭素原子に置き換わった化合物は1種類のみであり、 異性体は存在しなかった。 さらに反応を続 けると,Iのベンゼン環の水素原子はすべて臭素原子に置き換わり, 同じ置換基が隣り合わない構造を有 する6置換ベンゼン Jが得られた。 一方, ⑤水層に塩酸を加えて弱酸性にし, その一部を取ってアンモニ ア性硝酸銀水溶液を加えると銀が析出した。 (5) エステルDに希塩酸を加えて加熱し, 加水分解を行った後,反応液を冷やしてからエーテルで抽出す ると,エーテル層から不斉炭素原子をもつカルボン酸Kが得られた。 問1 下線部 ①の結果から, A の組成式を求めよ。 計算過程も示せ。 問2 下線部②の結果から,Eの分子量を求めよ。 計算過程も示せ。 問3 (1)および(2)の結果から, A の分子式を求めよ。 考え方も示せ。 問4 下線部 ③で得られた異性体の構造式をすべて示せ。 問5 下線部④の結果から, I が有する構造上の特徴を簡潔に説明せよ。 問6 下線部⑤で弱酸性にした水層に含まれる有機化合物の名称を答えよ。 問7 エステルA~Dの構造式を示せ。 また, 不斉炭素原子の右上に印をつけよ。

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