同圧下で最も沸点の高いのはどれか。1つ選べ。

1. HF
2. HCl
3. HI
4. H₂O
5. H₂S

　解 説　　　　　

沸点は、原則として分子量が高いほど高くなります。例外として、水素結合を形成することができる分子は同じ分子量でも、沸点が高くなります。水素結合を形成する分子の中でも「水素を２つ持っている」点　及び「O の電気陰性度がかなり高い」点から、正解は 4 であると考えられます。

ちなみに「水が、分子量の割に、異常に沸点・融点が高い」という知識から ４ と考えてもよいと思われます。

参考　物理化学まとめ　化学結合のなりたち

下図のような反応において、E₃ が示すものはどれか。1つ選べ。

1. 活性化エネルギー
2. 活性化自由エネルギー
3. 活性化エンタルピー
4. 活性化エントロピー
5. 反応熱

　解 説　　　　　

E₁ , E₂ は、活性化自由エネルギー（選択肢 2 ）、E₃ は、反応熱（選択肢 5）です。正解は 5 です。

ちなみに、選択肢 1 ですが
活性化エネルギー（Ea）とは、反応速度と温度の関係　を表したアレニウスの式に出てくるパラメータです。（物理化学まとめ　反応速度と温度との関係（Arrheniusの式））。

選択肢 3,4 ですが
自由エネルギーとエンタルピー、エントロピーの間には、G＝H－TS　の関係が成り立ちます。活性化自由エネルギー（ΔG）も同様に、ΔG = ΔH － T ΔS が成り立ちます。言い換えると、活性化自由エネルギーの値は、活性化エンタルピー（ΔH）の寄与　と　活性化エントロピー（ΔS）の寄与　に分けて考えることができます。

参考　有機化学まとめ　反応のエネルギー図

示強性状態関数の熱力学的パラメータはどれか。1つ選べ。

1. ギブズ自由エネルギー(G)
2. エンタルピー(H)
3. 圧力(P)
4. エントロピー(S)
5. 内部エネルギー(U)

　解 説　　　　　

示強性とは「全く同じ条件の系を２つ考えて、１つに合わせたり、１つの系を半分ずつに分けて
そのうち１つに注目したりした時に変化しない」ようなパラメータのことです。例としては、温度や圧力があります。以上より、正解は 3 です。

ちなみに、自由エネルギーについては、1mol なら、x のエネルギーがあったとすると、2 mol あれば、2 倍のエネルギーになるので示強性では、ありません。（示量性と呼ばれます。）エンタルピー、エントロピー、内部エネルギーも同様に、示量性です。

参考　物理化学まとめ　状態関数

クロマトグラフィーで用いられるパラメータのうち、クロマトグラム上のピーク相互の保持時間の関係を示す値はどれか。1つ選べ。

1. 分離係数
2. シンメトリー係数
3. 保持容量
4. 理論段数
5. 理論段高さ

　解 説　　　　　

クロマトグラムにおける基本的な注目する場所を以下にまとめました。

試料導入時からカラムに保持されない成分のピークの頂点が現れるまでの時間が、① のホールドアップタイムです。試料導入時から 目的ピークまでの時間が ② の保持時間です。

また、本問の選択肢は、全てクロマトグラムの基本用語です。本問の演習を通じて、各用語の定義を一言で思い出せるようにするとよいです。

選択肢 1 は、正しい選択肢です。
分離係数とは、複数の試料がある時の、t_R －t₀ の比　です。式で表すと、以下のようになります。

pHメーターを用いたpH測定に最も関係する物理定数はどれか。1つ選べ。

1. アボガドロ定数
2. ファラデー定数
3. プランク定数
4. ボルツマン定数
5. リュードベリ定数

　解 説　　　　　

pH メータを用いた pH 測定の原理は「ガラス電極を隔てた溶液間の電位差」による測定です。電位差、つまり電気的な概念と最も関係する物理定数はファラデー定数であると考えられます。よって、正解は 2 です。

ちなみに、アボガドロ定数とは
原子の個数　と　mol を対応させる数です。約 6.0 × 10²³ のことです。「原子の個数を考える時に出てくる数！」です。（これを含む以下の文中 「 」 の中身は、それぞれの物理定数に関する大雑把な理解のための表現です。）

ファラデー定数とは
1 F = 96500 C のことです。電子の物質量あたりの電荷にあたる定数です。「電気化学のこと（＋とか－とか）を考える時に出てくる数！」 です。

プランク定数とは
約 6.6 × 10^-34 のこと。光子の持つ、とびとびの（量子的）エネルギーの値を定義づける比例定数のことです。「すごく小さい、量子とかの話で出てくる数！」です。

ボルツマン定数（k）とは
約 1.38 × 10^-23 ぐらいの数のことです。統計力学において状態数とエントロピーを関係づける数です。また、気体の分子運動を考えた時にエネルギーと温度の関係において比例定数として現れます。「乱雑な運動　を考える時に出てくる数！」です。

リュードベリ定数（R）とは
1.1 × 10⁷ (/m) ぐらい。「吸収スペクトルの式に出てくる数！」です。

参考　分析化学まとめ　電気滴定