東大合格者が2022年九大化学を徹底解説!



2022年大学入試、旧帝大の第3弾は「九州大学」です。


当ブログの解説記事は、読者の成績を最難関レベルまでグングン伸ばすことを目標にしており、読者が必死に3年間努力すれば東大(理三以外)・京大(医以外)・九大医レベルに80%以上の確率で合格できることを目的に作成しています


市販の問題集のように、解法を丁寧に示すだけではありません!多角的なアプローチで問題を解きほぐしています✊


しかし、扱う内容はハイレベルなので、全くの初心者が手を出しても収穫は得られません

① 各問の難易度
② 他分野や一般常識との関連事項
③ 問題の躓きポイント
 極力曖昧な表現をしない説明

を示しています。

イマイチ成績が突き抜けられない受験生に貴重な情報が提供できればと思いますm(__)m

九大化学の特徴

九大の理科は2科目で150分。

そのうち化学は全5問で、前半3つが理論・無機、後半2つが有機と高分子みたいな構成です。

問題は、7〜8割が易しめ〜標準的な問題ですが、問題量は多く、時折思考力を要する問題も潜んでいるので、時間の余裕は思った以上にありません🤥💦

第1問



解答

(1)
(問1) やや易~標準
(ア) B (同位体)
(イ) F (中性子)
(ウ) E (陽子)
(エ) H (ヘリウム)
(オ) K (少ない)

分析

同位体の知識があれば(ア),(イ)は簡単です。

(ウ)は「放射線を出すと中性子が2→1個になった」がキーポイントです🔑これはつまり・・・原子物理でいうβ崩壊てやつですな🤔中性子(±)が分解して、陽子(+)と電子(−)になるとイメージしましょう💡

(オ)は³H₂Oの沸点が¹H₂Oの沸点より高いことから、優先的に¹H₂Oが気化すると読み取りたいですね~🎵

(問2) 易~やや易
16¹H-¹⁶O-³H

分析

半減期をTとすると、T経過するごとに物質が半分になっていくことを理解しときましょう💡

ソース画像を表示

上記の反応は、一次反応で起きます。時間tのときにいくら残っているかの導出については以下を参照してください👇

ソース画像を表示







(問3) 易~やや易
47(kJ)



分析

水温を100℃まで上げる熱量」と「100℃の液体を100℃の気体にする熱量」の和を計算します。

(2)



(問4)
5.87×10⁻²(g)

分析

Auの析出量と問題文の質量比から、簡単に出ます。

(問5) やや易~標準
1.33(g)




分析

あの~、九大さんはCuやNiの原子量の暗記が前提なのでしょうか😅❓普通、原子量与えてますよね??

まあいいや・・粗銅から溶けたCu,Niの物質量の和が純銅に析出したCuの物質量に等しい点を把握するのが本問の要です🤔ちなみに、Niの代わりにLiだった場合はそうはいきません(1mol酸化するのに電子は2molでなく1molだから)。

(問6) やや易~標準
2.03×10³(秒)





分析

これは(問5)ができていればできますね。(電気量)=(電流)×(時間)の関係に着目します👀これは覚えておきましょう!!物理選択者なら、電磁気(コンデンサー,コイル)の分野で馴染があるでしょうけど💦

感想

(1)はHの同位体に関する問題。β崩壊を自分で思いつく点がやや難所だったかなと思います🤔

(2)は超頻出の粗銅と純銅の電気分解の問題。問5,6で差が付いたかもしれませんね💦電池,電気分解では、流れた電子を基準に考察するのが王道パターンですよ~👑

第2問



解答

(問1) 易~やや易
P₁>P₃

分析

同じ温度で考えると、圧力P₁の方がP₃よりもC(気)の生成量が多いですね!「圧力を大きくすると総物質量が減少する向きに平衡移動する」点を考えると、P₁の方が圧力が大きいのだろうとわかります💡

(問2)

発熱反応

分析

今度は高温にするほどC(気)の生成量が減少する点に着目です👀

温度を高くすると吸熱方向に移動する」点を考えると、逆反応が吸熱反応、つまり正反応は発熱反応といえます💡

(問3) 標準
小さくなる

分析

Kp=pc/pA×pB。高温にするほどC(気)の割合は減少しA(気)とB(気)の割合は増加します。また、状態方程式PV=nRTよりn,T増加によりPも増加しますが、Kpは全圧Pに反比例するのでKpは小さくなると言えます。

厳密に示すには少し難しいかな~という印象ですが・・・2択なんで、適当に書いても当たるんですけどね😏💦

(問4)



分析

A,B,Cすべての分圧が等しいので、Kp=P(全圧)は自明でしょう。

(問5) やや易~標準

分析

Aのうちα(mol)が変化したとして条件を満たすように数式を解くのは、化学平衡の分野では超頻出パターンです☝この手の問題は旧帝大志望者ならマスターしておきたいところ🤔

感想

前半はルシャトリエの原理を利用する良問でした💡特に、(3)なんかは考察力を問ういい問題ですね~🎵

後半は、初期状態⇒平衡時の変化に着目して、条件を利用して解く典型的なパターンです。

第3問




解答

(1)

(問1)
+1


分析

Naを+1,Oを−2とし、酸化数の合計が0となることを利用すれば、Clの酸化数は+1と出ます☝

(問2) 標準
Ca(ClO)₂・2H₂O+4HCl → CaCl₂+4H₂O+2Cl₂

分析

Xに何を入れるかが本問最大のポイントでした🔑何となくCaCl₂だろ?的なノリで答えても当たるんですが・・・なぜCaCl₂が妥当なのか考えてみましょう🤔

反応式よりXにCaを含むのは確実です!CaCl₂以外にはCa(OH)₂も候補に挙りますが、実は、これでは不都合なのです💦💦だって、塩酸加えてますからね・・・塩基性下でしか生じない水酸化物が生じる訳がないのです☝

あとは、係数比較「Cl:2+a=2+2c、O:2+2=b、H:4+a=2b」して、a,b,cを解けば終了です✋

(問3) 標準
2.5(L)


分析

どんな反応が起きているかよくわからん受験生も多かったでしょう💦💦塩素(Cl₂)を水に溶かすときのCl₂+H₂O → HCl+HClOは覚えているでしょう💡今回はこれが逆に起きたと考えられればGOOD JOBでした✊

(2)

(問4) やや易
4.1

分析

(2)の電離定数の式を立てると、分母に比べて分子がえらく低い値になるとわかります。あとは、[H⁺]=[HPO₄²⁻]=x(mol/L)、[H₂PO₄⁻ ]≒0.10(mol/L)として、xが求められます。

そして、pHの定義式(pH=−log₁₀[H+])を用いてpHを出します☝️

結果もpH:4〜10に収まるため、(2)の反応のみ考えて差し支えがないことも言えました☝️

(問5) やや易
7.2

分析

(問4)の状態からNaOHを加えるので、pHは4.1よりはやや大きくなるのかな?と考えられますね🤔あとは、[H+]=Kに着目して、(問4)と同様の処理をすれば OKでしょう!

感想

(1)は今流行りの?次亜塩素酸関連の計算問題。

(2)はリン酸の電離平衡の問題で、満遍なく学習していればどこかで見たような内容でしょう😄

第4問



解答

実験のまとめ


(問1)
C₁₇H₂₀O₄

分析

<実験のまとめ>参照。実験結果からC,H,Oの質量を求めて物質量比を求める典型的解法はちゃんと身につけておきましょう☝️

(問2) やや易
(C) フェノール
(D) アジピン酸
(G) ベンゼン
(H) クメン
(I) アセトン

分析

(C)はまず決まりません!最初にわかるのは(G)でしょう。アセチレンx3だとC₆H₆になるので、当然(G)はベンゼンです。そして、G+プロペンで思い出してほしいのが「クメン法」です☝️

クメン法によって、フェノールとアセトンが生じることも覚えておきたいですね。

(D)は(6)に思い切りヒントがあります。66ナイロンの原料は有名なので、覚えておきましょう🙆‍♂️


(問3) 標準

(A)

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(E)



分析

C,Dが判明したので、Bの分子式が決まります。あとは、(4)からBに三重結合があると解釈すれば、結果としてA,Eの構造式が確定します✊

(問4) やや易〜標準

分析

Fの分子式はC₅H₁₂Oなので、この分子式で表されるアルコールの異性体数を求めればOKです。

(問5) 易〜やや易
D>C>B

分析

これは、最悪Aの構造式がわからなくても、カルボン酸、フェノール、アルコールの識別さえできていれば答えられるサービス問題です😄💦

感想

全統記述模試に出てきそうな、ごく標準的な有機化合物の構造決定の問題です。

本問のキーポイントとなるのは、アセチレンx3からベンゼンを考える点とクメン法の理解でしたね🤔


第5問


解答

実験のまとめ

(問1) やや易

分析

(実験2)では、カルボン酸とメタノールのエステル反応が起きますが、分子量+28=14×2より、アミノ酸Bにはカルボキシ基が2つある、つまりBはアスパラギン酸だとわかります。

(問2) やや易
バリン


分析

(実験3)では、フェニルアラニンの-CO側の結合を切ったと言ってます。このとき、3個のペプチドが生じたことから、フェニルアラニンは2個あり、かつC末端にはないことがわかります🤔

Gの分子式は、(E+H2O)÷2より出ますので、これよりGがバリンと確定します☝

(問3) やや易
アスパラギン酸リシンフェニルアラニン

分析

pH=6で正に帯電するので、Hの等電点はpH>6です。つまり、Hはリシンだとわかります💡

(問4) 標準
,

分析

Eにフェニルアラニンが含まれないことから、G2個がAのC末端を構成していると読み取りましょう👀

これね、(問2)で化合物Gを求めることに気を取られると、見逃しやすいんですよね~😅

(問5) 標準
ア-リ-フ-シ-グ-フ-バ-バ

分析

これは(問4)でペプチドE,Fの順番が特定できていれば問題なくできたでしょう。なお、システインの位置は消去法で決めます☝

感想

ペプチドの配列決定問題ですね。この類の問題も、有機化合物の構造決定のように1つ詰まると後が進まないという嫌らしい性質を帯びた問題ですが・・・東大(京大)模試なんかに比べるとまだ易しい😂

EとFの位置関係をきちんと決めれるかがkeyだったと思います🔑

総括

第1〜5問まで特別どれが難しいという大問は存在しませんでした。よって、広範囲な分野の基礎理解がいかに固まっているかで出来・不出来が分かれたのでは?と思いました🤔

ただ、点数取れたぜウェーイ!ではより難しい問題を粘り強く解く地盤が身につきませんので…解けても人にペラペラと説明できるくらいに理解を深めてほしいのです✊

合格点は

非医で60〜65%

医で75〜80%

程度でしょうか。

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