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慶應大学理工学部2013年化学第3問
keio_riko_2013_kagaku_3q.png
記憶が曖昧で間違えるとしたらオキぐらい?そんなレベルの問題です。なお、スペースの都合上、問題文中の構造式の例は省略しています。

(1)
ア:有機物を燃やして二酸化炭素いくら、水いくらって問題は解き方決まっています。燃やした後の二酸化炭素と水に含まれるCとHのモル比を出します。もとの有機物がCとH以外も含むならCとHの重さも出しておいて、燃やした有機物から引いてあげるとC,H以外の重さがわかるので、そこからモル比を計算します。これで組成式がわかるので、あとは分子量(与えられている場合もあれば、状態方程式などで求める場合もあります)の制限で何倍かしてあげます。
CO266mgには66/44=3/2mmolのCで、質量は18mgです。一方、32.4mgのH2Oには32.4/18×2=3.6mmolのHがあり、3.6mgです。よって有機物中のOは26.4-18-3.6=4.8mgあることになり、4.8/16=0.3mmol存在します。よって、C:H:O=3/2:3.6:0.3=5:12:1となり組成式はC5H12Oとなります。
この式量は88であり、分子量が125以下なのでC5H12Oがそのまま分子式になります。

イ:とりうる物質を考える際には与えられている反応もそうですが、飽和炭化水素からどれだけ水素が少なくなっているかが重要です。5×2+2=12なので飽和しています。よってOが1つで取り得るものはアルコールかエーテルになります。Aだけナトリウムと反応しないのでエーテルになります。
keio_riko_2013_kagaku_3a-1.png
ウ、エ:以下のヨードホルム反応(ハロゲン一般ならハロホルム反応)によってヨードホルム(ハロホルム)とカルボン酸塩ができます。
CH3-CO-R+3I2+4NaOH→CHI3↓+R-COONa+3NaI+3H2O
CH3-CHOH-R+4I2+6NaOH→CHI3↓+R-COONa+5NaI+5H2O
アルコールのほうだと酸化されてケトンになってから反応する感じでOKです。
さて、BとCですが、取り得る構造をあげるとOH基を二番目の炭素に持つものなので、下図左の構造が必須です。
それに炭素3つ分加えればよいので、真ん中と右の構造が考えられます。それぞれ、→後のカルボン酸Naができるので、Bは真ん中、Cは右になります。
keio_riko_2013_kagaku_3a-3.png
オ:一酸化炭素。CH4+H2O→CO+3H2。生成物が水素と与えられているので知らなくても天を取りたいです。
カ:ジメチルエーテル。2CH3OH→CH3-O-CH3
キ:エチレン。ワッカー酸化とか言う反応です。2CH2=CH2 + O2→2CH3CHO
ク:水の付加なので考えられる物質は第3級アルコール(OHが着いているCにCが3つ着いているもの)と第1級アルコール(OHが着いているCが1つ着いているもの)がありますが、参加されないことから第3級アルコールの方とわかります(第1級はアルデヒド→カルボン酸、第2級はケトン)。
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反応の仕方を考えるとヒントの酸化云々がなくても第3級とわかったりします(マルコフニコフ則ってやつですね。逆につく逆マルコフニコフ則もあるので覚えりゃいいってもんじゃないですが)。

ケ:今度は逆に脱水です。OHを隣の炭素についているHと共に持ち去るので、どちらの炭素のものから取るかで2通り、うち1通りはシストランス異性があるので計3通りです。
keio_riko_2013_kagaku_3a-5.png
オゾン(というかよく見る酸化剤)とアルケンの酸化還元反応は2重結合が切れて、そこにOの2重結合が両方につくというものなので、左のみ2種類できます。
コ:エチレングリコール(1,2-エタンジオール)有名どころ。知らないとエチレンと答えてしまう人がいるかも。テレフタル酸はカルボン酸なのでCOOHということから付加重合じゃなく縮合重合だと思いついて欲しい。
HO-CH2-CH2-OH
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テーマ:大学受験 - ジャンル:学校・教育

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