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京都大学2014年化学第3問b
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解説


内容としては非常に基本ですが,後半の記述が実験に関する考察になれていないと厳しい気がします。

問4 1
1:誤り。問5の通り3:1で反応します。
2:正しい。初めの橙色はニクロム酸イオン,後半の緑は三価クロムの色です。塩基性下でニクロム酸イオンはクロム酸イオンになり,黄色となることもあわせて覚えましょう。
3:正しい。ニクロム酸イオンのすべてが三価クロムにってしまったことになるので,これ以上は反応が進みません。
4:正しい。+6→+3です。酸化剤は還元されるものです。

問5 a:3 b:8 c:3 d:7
酸化還元反応は各反応物の酸化数の変化に着目して,その逆比で立式していきます。
エタノールのOHがついているCの酸化数に着目すると,H二つ(-2),Oと単結合(+1),C一つ(±0)がついているので,酸化数は-1です。これがアルデヒドになるので,H一つ(-1),Oと二重結合(+2),Cが一つ(±0)となり,酸化数は+1となります。-1→+1なので酸化数は2増加です。
一方,ニクロム酸イオンは+6のクロムが+3のクロムに二つなっているので,合計の酸化数変化は+12→+6で6の減少です。
よって,反応比率は2:6の逆比である3:1になります(a=c=3)。

次に余るHとOをカウントします。エタノールがアセトアルデヒドになる際には2個Hが出てくるので,3個のエタノールでは6個です。一方,二クロム酸イオン1個からは,Oが7個出てきます。水にするために足りないHは14-6=8個で(b=8),できる水は7個です(d=7)。

問6 1
酸化すると第1級はアルコール→アルデヒド→カルボン酸,第2級はアルコール→ケトン,第3級は酸化されません。このような反応をする簡単な理由は,Oの隣のCに水素がついてないと水素をとって酸化したり,HをOHに変えて酸化する所がないということです。
ただ,フェノールは隣の炭素にHはないのですが,ベンゼン環の共鳴を通して炭素と電子のやりとりができるため,ヒドロキノンなどを生じて,さらに複雑な化合物へと酸化が進みます。

問7 5
存在している有機物がアルコール,アルデヒド,カルボン酸と考えられるので,ここからアルデヒドを取り出すことを,図1の装置で考えることになります。蒸留の装置なので沸点差であることは明白で,実際に水素結合能の違いでアルデヒドは低沸点です。

問8
熱でアセトアルデヒドを反応系から追い出し,更なる酸化を防ぐ

生成物を取り除くことは良く使う手です。平衡的に生成物があるとそれ以上反応が進まなくなってしまったり,今回のように目的の生成物が更に反応してしまう場合などに良く使います。

問9
液体が逆流する

問10
試験管Aやガラス管内でアセトアルデヒドが水に溶けて圧力が低くなるから。

アンモニアの噴水と同じ感じです。
また,通常の蒸留装置では見られない蒸留水が試験管Cに入っている理由も,アセトアルデヒドは水溶性なので溶かしてしまった方がしっかり回収できるからです。

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