最新！名大・化学の攻略法2018

日も短くなり、すっかり秋の訪れを感じると同時に、受験が刻々と近づき不安が大きくなっている時期であると思うがみんなはきちんと勉強できているだろうか？

模試で思うような成績を出せているひともいれば、なかなか思うような結果が出せていないひともいるかもしれない。

これから模試も増えてくると思うが、一喜一憂しすぎずにコツコツ進めていってほしいと思う。

さてこの記事では前回の名大数学や物理に引き続き、名大の化学についてその特徴と対策について解説していく。

2018年度入試の問題の方式や傾向、アプローチの仕方をメインに説明していくので参考程度に、気を張らずに読んでいただきたい。

名大についての説明や志望校の決める時期などについては名大数学の記事で紹介しているので、そちらも参照してもらえればと思う。

名大・化学の特徴

まずは名大・化学の配点、傾向などの特徴について説明していく。

試験時間

試験時間は理科2科目合わせて150分。

理科合わせて2科目で150分与えられるため、各科目での時間配分が重要となってくる。

配点　(理科2科目の配点/2次試験の合計点)

配点に関しては以上に記載した通りである。

化学は情報学部コンピュータ学科、工学部は必須科目であり、情報学部自然情報学科は物理・化学・生物・地学から1科目から選択、理学部は物理・化学・生物・地学の2科目から選択、医学部医学科/保健学科、農学部は物理・化学・生物から2科目選択しなければならない。

理系学部であるから、理科の比率は3割から4割程度と大きなウェイトを占めており、しっかりと対策することが必要であると分かるだろう。

名大・化学の特徴

また後ほど2018年度入試の問題を詳しく見ていくので、ここでは概要を説明する。

2014年以前は難題と呼ばれる問題も出題されていたが、2015年以降は比較的易しい問題が多く出題される傾向にあった。

しかし2018年は2014年以前のような難しい問題が出題された。

その問題以外は例年と難易度は変わっていないため総合的に見て昨年よりやや難化したといえるだろう。

また、暗記だけでは解けない計算力や数学力を用いて解かなければならない問題も出題されており、総合的な化学の力を計ることができる入試問題といえるだろう。

他学であれば載っているであろう誘導問題がないような問題も出題されるので演習で大問ひとつ解くときに最後まで解ききるという意識をもって日々の勉強に取り組んでほしい。

よく出されるテーマなども多いので知識の抜けがないように日ごろから演習を積むことも大切である。

では、どのような問題が実際に出題されてきたか、試験内容の特徴について説明していく。

2018年度入試の詳細

それでは、ここからは2018年度入試を大問ごとにみていこう。

第1問・理論化学/イオン化エネルギー，電気陰性度

第1問は結合や極性などの原子や分子に関する理論化学からの出題であった。

設問(1)は語句を空欄に当てはめる問題。

ナトリウム原子が価電子を放出して一価の陽イオンになりやすいのはナトリウムの「イオン化エネルギー」が大きいためである。

また、価電子が複数の原子で共有し、その電子が自由に原子間を移動できる結合を「金属結合」という。

設問(2)はナトリウムイオンと塩化物イオンと同じ電子配置の元素を元素記号で表す問題。

ナトリウムイオンはナトリウム原子よりも電子がひとつ少ない状態であるから、周期表のひとつ前のネオン(Ne)、塩化物イオンは塩素原子よりも電子がひとつ多い状態であるからアルゴン(Ar)と電子配置が等しい。

設問(3)は、塩化ナトリウムが結晶のままではほとんど電気を通さない理由を記述するという問題。

理由としては、結晶の状態だとイオン結合によって「イオンの位置が固定されて自由に動けないから」ということがあげられる。

設問(4)は、各二原子分子の結合エネルギーと与式から分子ABの生成熱を求めるという問題であった。

設問(5)は炭素原子Cと塩素原子Clの電気陰性度の差が大きいが四塩化炭素分子は無極性分子となる理由を言葉で述べるという問題。

答えとしては炭素原子と塩素原子の結合事態に極性はあるが、分子が正四面体形であるため分子全体でみると極性が相殺されるから、ということを書けばよい。

以上が第1問であったが、設問(4)の計算問題など時間をかけすぎてしまった受験生も多かったのではと思う。

しかし、いかにスピーディに問題を捌いて後問に時間を残すかがカギとなる問題であった。

第2問・酸と塩基

第2問は問1と問2に分かれており、問1はブレンステッドとローリーの酸と塩基の定義ついての正誤問題であった。

(a)~(f)の中から誤った文章を選択し、その根拠を示せばよいというものであるが、今回は(c)と(f)が誤り。

(c)は水分子は水素イオンを電離するため、酸であって塩基になることはないというのが誤りであり、その根拠は酸性の水溶液中では水素イオンを受け取り，オキソニウムイオンになるので塩基になる可能性があるためである。

(f)については、電離定数は速度定数の積ではなく k1/k2の商の形で表されるため誤りである。

問2は過酸化水素の反応速度に関する問題であった。

設問(1)は過酸化水素の構造式と酸素原子の酸化数を答える問題。

過酸化水素の構造式はH-O-O-Hとなり、酸素原子の酸化数は-1である、知識問題であった。

設問(2)はlog[H₂O₂]_a – log[H₂O₂]0となるため、空欄アに入るのはlog[H₂O₂]_a /log[H₂O₂]0 が当てはまる。

設問(3)は[H₂O₂]0 = 2.0 mol/Lの水溶液10 mLを反応させたときのモル濃度が半減する時間t_1/2を求めるという問題。

モル濃度が半減するため、式(Ⅳ)を用いてlog(1/2) = -(3.0 x 10^-3) x t_1/2と表すことができ、それを解くとt_1/2 = 2.3 x 10² sが答えとなる。

また設問(4)について、設問(3)と同様の計算過程を踏めば答えを出すことは可能であるが、実は半減期は初期の濃度に左右されないということを知っていれば計算せずとも答えられる問題であった。

よって答えは設問(3)と同じでt_1/2 = 2.3 x 10² sとなる。

設問(5)は[H₂O₂]0 =  Aの過酸化水素の水溶液1.0Lを反応させて酸素を発生させた場合t = 0からt = n x t_1/2までの時間で発生した酸素の体積を求めるという問題。

過酸化水素1 molに対して酸素が0.5 mol発生することと、半減期がn回繰り返されるのを(1/2)ⁿで表されることを考慮すれば答えは11.2A(1 – (1/2)ⁿ) Lとなることが分かる。

以上が第2問であったが、苦手意識をもつ高校生の多い、酸と塩基、反応速度からの出題で、計算問題もあったため差がつく問題であったと思う。

焦っているときこそ計算ミスで失点しかねないので、普段の演習で最後まで計算問題を解ききる練習をしてほしいと思う。

第3問・無機化学/溶解度積/ヘスの法則

第3問はカドミウムや鉛、クロムなどの排水中に含まれる有害物質をテーマにした無機化学の問題であった。

設問(1)は空欄に当てはまる元素や化学式を埋める問題。

12族に属し、かつ銅との合金が黄銅となる元素は亜鉛Znが(ア)に当てはまる。

(イ)は12族の元素のうち、硫黄との化合物が朱である元素は水銀Hgである。

(ウ)ははんだの主成分であるスズSnが当てはまり、(エ)には比較的水に溶け、その水溶液は弱い酸性を示す黄鉄鉱の燃焼によって生じる期待は二酸化硫黄SO₂が当てはまる。

設問(2)は難溶性塩である水酸化カドミウムCd(OH)₂に関する溶解平衡の問題であった。

(ⅰ)は水溶液XのpHを計算によって求める問題であった。

K_sp = [Cd²⁺][OH^–]² = 2.50×10^-14となり、問題文から[OH^–] =√(2.50×10^-14/(0.0280×10^-3/112)) = 10^-3.5となる。

ここで[H⁺][OH^–] = 10^-14であるから[H⁺] = 10^-14/10^-3.5 = 10^-10.5となり、有効数字2桁で答えるためpH ≑ 11となる。

(ⅱ)は水溶液Xに溶解しているカドミウムイオンのモル濃度[Cd²⁺]をその常用対数log₁₀[Cd²⁺]の変化の概要を答案用紙の図に表すという問題。

この問題は文章中の沈殿の生成量からカドミウムイオンの最初の濃度を求める必要がある。

設問(3)は鉛イオンを含むいくつかの金属イオンが溶解した水溶液にいくつかの操作を施してえられる沈殿物を答える問題であった。

操作Ⅰで希塩酸と反応してできる沈殿Bは塩化銀AgClである。

また沈殿Bを分離したろ液にアンモニア水を加えて生成される沈殿Cはアンモニアが電離してできる水酸化物イオンと鉛イオンが反応してPb(OH)₂となる。

希塩酸を加えてろ過したろ液に硫化水素を通じてできる沈殿Dは硫化カドミウムCdSであり、沈殿Dについては色を答える必要があり、硫化カドミウムの色は黄色である。

アンモニア水を加えてろ過したろ液を煮沸して硫化水素を取り除いたのちに希硝酸を加えて熱し、冷却したのちにアンモニア水を加えて生成した沈殿Eは水酸化ナトリウム水溶液を加えると完全に溶解したと記述されているため、沈殿Eはイオン化傾向の小さいAl(OH)₃となる。

これらは知識問題であるから無機化学に関しても覚えるべきことはしっかり押さえておこう。

設問(4)の(ⅰ)はCr₂O₇^2-がCr³⁺に変化する反応をイオン反応式で表すという問題であった。

二クロム酸イオンCr₂O₇^2-は硫酸酸性水溶液中の水素イオンと反応してCr³⁺ができるため、水も生成されることが分かるだろう。

よって求めるイオン反応式は、”Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6e^– → 2Cr³⁺ + 7H₂O” となる。

(ⅱ)は二クロム酸イオンCr₂O₇^2-と亜硫酸イオンSO₃^2-の反応をイオ反応式で表す問題。

SO₃^2-に関しては問題文に反応式が書かれているため、(ⅰ)の反応式とSO₃^2-の反応式の電子e^–を消去すれば答えが出てくる。

よって解答は”Cr₂O₇^2- + 3SO₃^2- + 8H⁺ → 2Cr³⁺+ 3SO₄^2- + 4H₂O”となる。

設問(5)はメタンCH₄と水蒸気の反応によって一酸化炭素COとH₂が発生するときの生成熱Qを求めるという問題。

COの生成熱は黒鉛CとCOの燃焼によりCO₂が発生する反応の燃焼熱より394 – 283 = 111 (kJ/mol)となるため、Q = 111 – 242 – 75 = -206 (kJ)となる。

これで第3問は以上であるが、溶解度積の対数グラフを作図させる問題は難しかった。

しかし、そのほかの設問に関しては誘導がついていたり、知識が身についていれば解ける問題が多かったため満点を狙っていきたい設問であった。

第4問・芳香族化合物の構造決定

第4問は芳香族化合物の構造決定に関する設問であった。

問題文を読んで化合物を決定していく有機化学の分野ではよく出題される問題である。

設問(1)は問題文の空欄に当てはまる物質の名称や語句を答える問題。

分子内に三重結合を有する炭化水素化合物は(ア)アルキンといった。

ちなみに二重結合を有するものをアルケン、C_nH_2n+2で表される鎖状飽和炭化水素をアルカンといったので復習しておこう。

文章を順に追っていくと、まずアセチレンは酢酸との付加反応によって生じる物質は酢酸ビニル(化合物A)となる。

酢酸ビニルを付加重合した高分子をけん化するとポリビニルアルコール(化合物B)となり、それをアセタール化させてつくる物質は(イ)ビニロンである。

また2分子のアセチレンを反応させるとC4H4の組成式をもつ鎖式化合物であるビニルアセチレン(化合物C)が得られることが分かる。

ビニルアセチレンに塩化水素を付加するとクロロプレン(もしくは2-クロロブタジエン)(化合物D)が生成される。

そしてそれのポリマーはポリプロロプレンと呼ばれる高分子化合物となる、という流れであったが。

今回は化合物の構造式を書けばよいので、化合物の名称が分からなくても文章から推察できる問題であった。

問題文の後半は、ベンゼンの反応についてで、触媒を使ってプロペンにベンゼンを付加させるとクメン(化合物F)が生成され、それを酸化したのちに硫酸で分解すると(ウ)フェノールとアセトンが得られる。

この製法を(エ)クメン法と呼び、重要な製法のひとつであるので反応機構を含めてしっかり覚えておこう。

また、触媒を用いてエチレンにベンゼンを付加させるとエチルベンゼン(化合物G)となり、それを酸化した後に中和させると安息香酸(化合物H)となる。

そしてエタノールと安息香酸を縮合させると安息香酸エチル(化合物I)が生成される。

これで設問(1)と設問(3)は以上であるが、これらの化合物は名称と構造式を覚える必要があるが、何の触媒を用いて何と何を反応させたら得られるのかを含めて相関図を自分で書いて覚えるようにすると記憶に定着するから参考にしていただければと思う。

設問(4)は、アセタール化をエチレングリコールとベンズアルデヒドの間で行うとC₉H₁₀O₂の化合物ができ、その構造式を書くという問題。

アセタール化はアルコールをアルデヒドと脱水反応させることであり、エチレングリコールの2つのヒドロキシ基のHとアルデヒド基のOが水となって脱水することでエーテル結合ができるような構造となる。

設問(5)は(ア) ~ (カ)の文章から誤った記述のものを答えるという問題で、答えは(ウ)、(エ)、(カ)であった。

(ウ)は尿素樹脂は尿素とホルムアルデヒドが重合してできるものであり、メラミンとホルムアルデヒドが重合してできるものはメラミン樹脂であるため誤りである。

(エ)について、スルホ基は電離した水素イオンと水溶液中の別の陽イオンが交換されるため陰イオン交換樹脂ではなく陽イオン交換樹脂である点で誤りである。

(カ)について、トランス型のポリイソプレンは折れ曲がった構造ではなく直線鎖になりやすく、逆にシス型が折れ曲がった構造となりやすいため誤りである。

また発展な内容に少し触れると、シス型は分子鎖が折れ曲がった構造をとって不規則な形を取りやすく、分子鎖と分子鎖の間に多くの隙間を生じ分子間力が比較的小さくなる為、柔らかく弾性が大きくなるが、トランス型は分子鎖が直線になり分子鎖と分子鎖が近く配置されやすく分子間力が大きくなるため、固い性質をもつ傾向があるため、幾何異性体によって弾性に違いが生じるのである。

以上が第4問であったが、例年よりもやや難しい印象であった。

特に後半の設問(4)は問題の意図をしっかり読み取る必要がある問題で、設問(5)は曖昧な知識では誤りに気付かず、反応機構や生成物をしっかりと理解・暗記している必要のある問題で差がつきやすかったのではないかと思う。

第5問・高分子化合物

第5問はアミノ酸や糖の高分子化合物からの出題であった。

高分子化合物は暗記量が多く、ニガテなひとも多いからできるだけ早く、たくさん演習を積んで得意な分野にしてほしい。

それでは設問(1)から見てみよう。

設問(1)は図の空欄に当てはまる原子、もしくは官能基を答える問題であった。

グルコースは1位の炭素のOH基の方向が下方向を向いているものがα-グルコース、逆に上を向いているものがβ-グルコースと分類される。

このような構造になるように空欄を当てはめればよいので、(a)から順に、H, OH, OH, Hが入る。

設問(2)は、グルコースの平衡状態に関する問題。

グルコースは通常α-グルコース、β-グルコースのほかに鎖状構造の３つの構造で平衡状態にある。

その鎖状構造の構造式を書くという問題であるが、グルコースの鎖状構造は環状構造の1位の炭素原子と酸素原子の結合が外れ、1位の炭素と結合していたOH基の水素原子が別のOに移動して5位の炭素にOH基として結合し、1位の炭素はアルデヒド基を形成する。

また、逆にグルコースの鎖状構造から環状構造に変換されることヘミアセタール化と呼ぶから仕組みを理解して覚えておこう。

設問(3)は糖の名称を答える問題であった。

デンプンをアミラーゼで加水分解するとマルトース(二糖A)になる。

マルトースはα-グルコース2分子が脱水縮合するとでき、また水溶液が還元性を示すということを覚えておいてほしい。

また、セルロースをセルラーゼで分解すると生じる二糖Bはセロビオースである。

セロビオースはβ-グルコース2分子が脱水縮合して生成されるということを覚えておこう。

設問(4)は1位と1位のグルコース2分子が縮合したときにできる二糖の水溶液にフェーリング溶液を添加して加熱しても赤色沈殿が析出しない理由を答える問題。

マルトースのような1位と4位の炭素の縮合ならば、ヘミアセタール構造が壊されずに残るため、その部分が還元性を示し、フェーリング溶液を加えると銅(Ⅱ)イオンが還元されて酸化銅(Ⅰ)の赤色沈殿が析出する。

しかし、1位同士が縮合するとヘミアセタール構造を持たず、アルデヒド基をもつ鎖状構造をとれないためフェーリング溶液中の銅(Ⅱ)イオンが還元されないため、赤色沈殿が析出しない、というのが理由である。

設問(5)について、1位の炭素同士でグリコシド結合が形成された二糖はα – α、β – β、α – βの縮合パターンが考えられるため空欄アには3種類が入る。

空欄イはグリコシド結合をしていない1位の炭素はαとβの区別をつけないため注意が必要であり、数え上げると11通りあることがわかる。

設問(7)についても同様で計算で求めようとするとミスしやすいため、数え上げで求めるのが無難である。

設問(7)はアスパラギン酸とリシンがアミド結合したジペプチドが立体異性体を区別せずに何種類できるかという問題であった。

シス-トランス異性体は幾何異性体といって立体異性体の一種であるから、区別せずにカウントすると5種類が答えとなる。

以上が第5問であったが、グルコースの平衡状態などの基本的な問題や糖やペプチドを数え上げるような応用的な問題も出題され、後半で差がつくような問題であった。

高分子化合物は構造や結合が複雑であるが、演習を積むことで身につけてぜひ得意な分野にしてほしいと思う。

名大・化学の攻略法

2018年度の試験内容を詳細について説明したので、この章では名大の化学にはどのような勉強が必要なのかを解説していく。

名大の化学は分野的にはまんべんなく出題されているため、知識の漏れがないようにすることと、分野に偏りができないように演習を積むことが必要である。

難しい問題でも誘導なしで出題してくること、受験生が苦手なひとが多い反応速度や酸と塩基の分野から出題されていることから、普段の演習で間違えた問題もひとつひとつ確実に理解することが重要となってくる。

また、過去に文章量の多い問題が出題されていることや前後の問題がつながったりしていることから、ひとつの分野を体系的に学習することが必要になってくるため、様々な大学の過去問が載っている問題集を取り組むのも良いかもしれない。

過去問にチャレンジしてみよう

高校3年生のひとたちはぜひこの時期から志望大学の過去問にチャレンジしてほしい。

具体的にどのような時間配分で解けばすべてに目を通すことができ、高得点が狙えるかなどを体感し、体得するためにもこの時期からとりかかり始めるのが良いと思う。

過去問10年分を12月中旬、センター直前期と呼ばれる時期までにひと通り解いてみるのが理想であるから、計画的に勉強を進めよう。

また名大は理科が2科目で150分間の試験時間であるから、物理や生物などほかの理科科目とのバランスも考えながら解く練習もしよう。

まとめ

名大の化学の特徴について2018年度入試の問題を中心に説明してきた。

名大の化学は文章の沿って解いていく問題が多く、また他大学なら誘導をつけるであろう問題も誘導なしで出題されていたりと、少し難しい傾向にある。

大問5題中3題が有機化学からの出題であり、有機化学は体系的に学習すればかなり高得点を狙える分野であるから学習量としては多いが頑張って勉強してほしいと思う。

もちろん、理論化学や無機化学も重要で偏りなく出題されるため、苦手な分野は必ず克服して抜けのないようにしておこう。

以上、2018年度の入試問題を中心に名大・化学について解説してきたが、この記事を少しでも役に立てていただけたら幸いである。