以下のガラス器具のうち、溶質を溶媒に溶かして正確に一定の液量の溶液を調製するために用いられるのはどれか。1つ選べ。

　解 説　　　　　

選択肢 1 はホールピペットです。
「溶質を溶媒に溶かして」調製するために用いられる器具ではありません。よって、選択肢 1 は誤りです。

選択肢 2 はメスフラスコです。
妥当な記述です。

選択肢 3 ～ 5 ですが
それぞれメスシリンダー、有栓メスシリンダー、メートグラスです。正確な秤量用ではありません。

以上より、正解は 2 です。

日本薬局方アスピリンの逆滴定による定量法で使用する標準液で、ファクターの値が必要なのはどれか。1つ選べ。

1. 0.1mol/Lエチレンジアミン四酢酸二水素二ナトリウム液
2. 0.1mol/L硝酸銀液
3. 0.5mol/L水酸化ナトリウム液
4. 0.1mol/Lチオ硫酸ナトリウム液
5. 0.25mol/L硫酸

　解 説　　　　　

「逆滴定」とあるため、アスピリンをいったん過剰の塩基と反応させた後、酸で滴定すると読み取ることができます。酸の標準液だから、塩酸や硫酸と考えれます。選択肢から 0.25 mol/L 硫酸と判断できるのではないでしょうか。

以上より、正解は 5 です。

次の原子のうち、核スピンをもたない(核スピン量子数＝0)のはどれか。1つ選べ。

1. ¹H
2. ¹²C
3. ¹³C
4. ¹⁴N
5. ¹⁵N

　解 説　　　　　

陽子数・中性子数が共に偶数の核は、核スピンが０になります。

各原子の左上についている小さな数字は質量数と呼ばれ、陽子数＋中性子数を示します。また、各原子の陽子数＝原子番号です。

¹H ・・・ 陽子数１、中性子数０
¹²C・・・ 陽子数６、中性子数６
¹³C・・・ 陽子数６、中性子数７
¹⁴N・・・ 陽子数７、中性子数７
¹⁵N・・・ 陽子数７、中性子数８

とわかります。従って、核スピンが 0 であるのは、¹²C です。

ちなみにですが
NMR の原理が核スピンに基づき、炭素原子について ¹³C-NMR が用いられることは基礎知識です。そこから ¹²C は NMR で使われていない → 核スピンが 0 だからではないか、という推測をしてもよいかと考えられます。

以上より、正解は 2 です。

元素の原子量をH＝1.0079、C＝12.0107、O＝15.9994、Pb＝207.2とするとき、酢酸鉛(Ⅱ)の式量の有効数字の桁数として正しいのはどれか。1つ選べ。

1. 3
2. 4
3. 5
4. 6
5. 7

　解 説　　　　　

酢酸鉛（Ⅱ）は Pb(CH3COOH)₂ です。

元素の原子量について、有効数字の桁数は
H が 5 桁、C が 6 桁、O が 6 桁、Pb が４桁です。

式量は、各元素の原子量を足し合わせて出すので、「最も小さい桁数」が有効数字の桁数となります。つまり「４桁」です。

以上より、正解は 2 です。

類題 103-5

混合物中の一つの成分の化学ポテンシャルは、圧力と温度が一定の条件下、混合物中にその成分を1mol加えたときの、系全体の(　　)の変化量として定義される。(　　)にあてはまる熱力学量はどれか。1つ選べ。

1. 内部エネルギー
2. エンタルピー
3. エントロピー
4. ギブズエネルギー
5. ヘルムホルツエネルギー

　解 説　　　　　

化学ポテンシャルとは、混合物が関与する際の、各物質の「部分モルギブスエネルギー」です。これを特に「化学ポテンシャル」と呼び、μ でよく表されます。従って、□ にあてはまる熱力学量は「ギブスエネルギー」です。

そもそもギブスエネルギーとは、G = H -TS で定義する物理量です。エンタルピー H、エントロピー S を扱う上で導入される物理量の一つです。そして、混合物が関与する系の自発性を考える際に、全ギブスエネルギーに対する各物質の寄与が必要となるため、部分ギブスエネルギーを考えます。この部分ギブスエネルギーが、化学的には特に重要な意味を持つため、「化学ポテンシャル」という別名を持って用いられます。

ちなみに
化学ポテンシャルについて重要な関係式が (dμ/dT)p = -S です。圧力 p が一定の定圧条件において、μ を T で微分すると、ーS　となる　という式です。

以上より、正解は 4 です。

メチルカチオンのルイス構造式として正しいのはどれか。1つ選べ。

　解 説　　　　　

「カチオン」なので、「＋」がついていると読み取れます。これにより、正解は 1 or 4 です。

C の最外殻電子数は 4、H は 1 です。（これは周期表からわかる基礎知識です。）選択肢は全て C 1つ、H 3 つなので、電子７つが基本です。カチオンなので、電子が１つ不足します。従って、電子を表す点が 「6 つ」であるルイス構造式が正解とわかります。

以上より、正解は 4 です。

参考）有機　１－１　４）

以下に示す薬物のIUPAC名として正しいのはどれか。1つ選べ。

1. (1S,2S)-1-Methylamino-2-phenylpropan-2-ol
2. (1S,2R)-1-Methylamino-2-phenylpropan-2-ol
3. (1S,2S)-2-Methylamino-1-phenylpropan-1-ol
4. (1R,2S)-1-Methyl-1-methylamino-2-phenylethan-2-ol
5. (1S,2S)-2-Methyl-2-methylamino-1-phenylethan-1-ol

　解 説　　　　　

IUPAC 名なので、まずは主鎖を考えます。

選択肢 をふまえると、ベンゼン環は「phenyl・・・」で表されているとわかります。従って、下図の部分が主鎖と考えられます。

次に、官能基のナンバリングが小さくなるようにすると、OH 基がついている方を１とすればよいとわかります。すると「１－phenyl…」「1-ol」と考えられます。選択肢 3 or 5 です。さらに、2 位に注目すれば、2 位についているのは メチルアミンと考えられます。

以上より、正解は 3 です。

参考）有機化学まとめ　IUPAC命名法（炭化水素）

下線部で示した化合物のうち、塩素原子の酸化数が＋1なのはどれか。1つ選べ。

_⒜次亜塩素酸ナトリウムは漂白剤として用いられる化合物の1つである。その水溶液に_⒝塩酸を加えると_⒞塩化ナトリウムを生じると同時に有毒な_⒟塩素ガスを発生する。また、次亜塩素酸ナトリウムを40～50℃で保存すると、塩化ナトリウム及び爆発性をもつ_⒠塩素酸ナトリウムを生じる。

1. ａ
2. ｂ
3. ｃ
4. ｄ
5. ｅ

　解 説　　　　　

a ですが
次亜塩素酸ナトリウムは NaClO です。O の酸化数が－２，Na の酸化数が +1、全体での酸化数は０なので、Cl の酸化数が＋１です。

b ですが
塩酸は HCl です。H の酸化数が +1、全体での酸化数が 0 なので、Cl の酸化数は－１です。

c ですが
塩化ナトリウムは NaCl です。Na の酸化数が +1、全体での酸化数は０なので、Cl の酸化数がー１です。

d ですが
塩素ガスは Cl₂ です。全体での酸化数が０なので、Cl の酸化数も０です。

e ですが
塩素酸ナトリウムは NaClO₃ です。O の酸化数が－２，Na の酸化数が +1、全体での酸化数は０なので、Cl の酸化数が＋5 です。

以上より、正解は 1 です。

類題 101-7

以下に示すイノシトールの立体異性体のうち、キラルなのはどれか。1つ選べ。

　解 説　　　　　

不斉炭素があるので原則として光学活性を示すはずですが、メソ体であれば光学活性がない（アキラル）です。メソ体かどうかとは、対称面が存在するかで判断します。以下のように、選択肢 1,2,3,5 の構造については、対称面が存在します。

以上より、正解は 4 です。

類題 97-8

次の生薬成分のうち、シキミ酸経路で生合成されるのはどれか。1つ選べ。

　解 説　　　　　

シキミ酸経路で合成されると、「C６－C３　単位のフェニルプロパン構造」が見られます。従って、シンナムアルデヒドと考えられます。

以上より、正解は 2 です。

類題 103-108