日本医科大学
医学部 化学
2026年度 解答・解説

(1) 凝固点。過冷却が起こらなければ凝固が始まっていたはずの温度が凝固点です。回復後の「緩やかに下がる直線」を左上へ延長し、過冷却の前の下がり方の直線と交わる点の温度を読みます。要確認

(2) 過冷却。液体のまま凝固点より下がった不安定な状態です。結晶の核になるものがないのが原因なので、種結晶を入れる、かき混ぜる、衝撃を与えるのどれかで結晶化が始まります。要確認

(3) 凝固が始まる温度。実際に結晶ができ始めるのは、温度がいちばん下がった点です（凝固熱が出て温度が上がり始める直前）。要確認

(4)(5) 論述。溶液では、溶媒だけが結晶になるので、残った溶液は濃くなり、凝固点降下度が大きくなって温度が下がり続けます（(4)）。さらに濃縮が進んで飽和に達すると、溶質と溶媒が決まった割合で同時に析出し、組成が変わらなくなるので温度が一定になります（(5)）。要確認

ア・イ。$\mathrm{CO_2(aq)+H_2O\rightleftharpoons H_2CO_3}$。$[\mathrm{H_2CO_3}]$ の代わりに $[\mathrm{CO_2^*}]$（$\mathrm{CO_2(aq)}$ と $\mathrm{H_2CO_3}$ の合計）を使い、

ウ。pH 5.70 は $[\mathrm{H^+}]=10^{-5.70}=10^{0.30}\times10^{-6}=2.00\times10^{-6}$ mol/L（$\log_{10}2=0.30$ を使う）。第2段階の電離は無視できる（$K_2$ が非常に小さい）ので $[\mathrm{HCO_3^-}]=[\mathrm{H^+}]$。

エ。ヘンリーの法則より溶解量は分圧に比例します。空気中の $\mathrm{CO_2}$ の分圧は $1.01\times10^5\times0.0004=40.4$ Pa。$5.05\times10^6$ Pa はその $\dfrac{5.05\times10^6}{40.4}=1.25\times10^5$ 倍です。

オ。実在気体では、同じ圧力でも気体の物質量が理想気体の $\dfrac1Z$ 倍になります。そこで、溶解に効く圧力を $P/Z$ に置き換えます。要確認

カ。$[\mathrm{H^+}]$ が $7.07\to8.33\times10^{-4}$ に増えるので、pHは低くなります（3.15 → 3.08）。

(1) 原子量。電気量は $Q=2.00\times(32\times60+10)=3860$ C。電子の物質量は

酸化数 $+2$ なので金属は電子の半分の物質量、$2.00\times10^{-2}$ mol。原子量は $\dfrac{1.27}{2.00\times10^{-2}}=63.5$。銅です。

(2)(3) 陽極から出て赤インクを脱色する気体は塩素。$\mathrm{Cl_2+H_2O\rightleftharpoons HCl+HClO}$ で、できた次亜塩素酸が漂白作用をもちます。硫化水素で黒色沈殿（CuS）になる金属が銅で、陰イオンは塩化物イオンなので、Xは塩化銅(II) $\mathrm{CuCl_2}$です。

無色の気体が空気中で赤褐色になるのは一酸化窒素 NO（A）が二酸化窒素 $\mathrm{NO_2}$（B）になる変化です。BがH₂Oと反応して強酸の硝酸（C）とAを生じ、途中の不安定な弱酸が亜硝酸 $\mathrm{HNO_2}$（D）です。排ガスの浄化では、触媒がNOやNO₂を還元（ウ）して $\mathrm{N_2}$ に戻すのと並行して、不完全燃焼で生じる一酸化炭素（エ）を酸化（イ）します。Nの $\mathrm{N_2}$ が高温で酸化されることもイに入ります。ア：水素よりイオン化傾向の小さい金属（Cu など）が希硝酸と反応する。オ：芳香族アミンに亜硝酸を作用させて得られる中間体はジアゾニウム塩です。要確認

NO₂のNの酸化数は $+4$。一部は $+5$（HNO₃）へ酸化され、一部は $+2$（NO）へ還元される自己酸化還元です。

HNO₂のNの酸化数は $+3$ で、$+2$（NO）と $+4$（NO₂）に分かれます。窒素化合物が2種類、あわせて3種類の生成物（NO、NO₂、H₂O）という条件に合います。

問5：Eはスルファニルアミド（アミノ基をもつ芳香族化合物）。酸性で亜硝酸と反応するとジアゾ化が起こり、アミノ基 $\mathrm{-NH_2}$ が $\mathrm{-N{\equiv}N^+}$ に変わったジアゾニウムイオンになります。F（ナフチルアミン誘導体）とカップリングして桃赤色のアゾ化合物になる、というのが比色の原理です。

温度が高いと反応が速いので、立ち上がりが急になり、早く一定値に達します。呈色の強さが同じとあるので、最後に到達する高さ（生成物の量）は26 ℃と同じです。つまり「急に立ち上がって、同じ高さで早く平らになる」曲線を描きます。要確認

標準液の濃度。$\mathrm{NaNO_2}=69.0$。

希釈標準液は $4.35\times10^{-5}\times\dfrac{v}{100}$。③（10 mL）は $4.35\times10^{-6}$、⑤（20 mL）は $8.70\times10^{-6}$ mol/L で、⑤は③のちょうど2倍です。⑤の呈色が③と同じということは、中間体（ジアゾニウムイオン）のちょうど半分が分解したことになります。

分解は $\mathrm{N_2}$ が1個ずつ出る反応（ジアゾニウムイオン1個から $\mathrm{N_2}$ 1個）です。試験管の10 mL中の中間体は $8.70\times10^{-6}\times0.010=8.70\times10^{-8}$ mol、半分で $4.35\times10^{-8}$ mol。

$[\mathrm{H^+}]=10^{-6.7}=10^{0.30}\times10^{-7}=2.00\times10^{-7}$ mol/L。全濃度を $c$、電離度を $\alpha$ とすると $K_a=\dfrac{[\mathrm{H^+}]\alpha}{1-\alpha}$。

井戸水の弱酸D（およびそのイオン）の総濃度は②と同じです。②は $4.35\times10^{-5}\times\dfrac{5.0}{100}=2.17\times10^{-6}$ mol/L。Nの質量に換算すると

基準値以下なので、適合している。理由の書き方は「Nに換算して 0.030 mg/L で、基準 0.04 mg/L 以下だから」です。

問1：濃硝酸で黄色、塩基性で橙黄色はキサントプロテイン反応で、ベンゼン環（芳香環）のニトロ化が原因です。要確認

問2：酸素原子はヒドロキシ基とカルボキシ基にしかありません。不飽和度 $X=3$ とすると $b=2(a+1-X)+c$ に $c=0$ を入れて $b=2a-4$。分子量 $174=12a+(2a-4)+16d$。

問3。ヒドロキシ基をカルボニル基に酸化できるのは第二級アルコール（$\mathrm{CH(OH)}$）。酸化すると $\mathrm{C{=}O}$ になり不斉炭素でなくなる。3つの不斉炭素がすべて不斉でなくなったので、不斉炭素の3つはどれもヒドロキシ基がついた炭素。要確認

問4。不飽和度3のうち、カルボキシ基の $\mathrm{C{=}O}$ が1、環が1、残りの1が炭素原子間の二重結合。答えは1。

問5。炭素7個からカルボキシ基の炭素を除いた6個が、メチル基も枝もないのですべて環。

問6。カルボキシ基は環炭素の C1 につき、C1 には水素がない。C1 は不斉炭素ではないので、二重結合は C1 を含む C1=C2 と考えるのが自然です（C1 に水素がなく、不斉炭素がヒドロキシ基つきの3つだけ）。残る C3〜C6 の4つの環炭素のうち、3つが $\mathrm{CH(OH)}$、1つが $\mathrm{CH_2}$。$\mathrm{CH_2}$ の位置が C3・C4・C5・C6 の4通りで、構造異性体は4つ。要確認

問7。エステル結合の加水分解でエタノール（46）、アミド結合の加水分解で酢酸（60）、残りが分子量の大きい環状の化合物（アミノ基2つとカルボキシ基をもつ）。分子量100以下の2つはエタノールと酢酸。

問8。エタノールの沸点は78 ℃、酢酸は118 ℃。100 ℃に加熱するとエタノールだけが沸騰する。また、酢酸は炭酸より強い酸なので、炭酸水素ナトリウムを加えると $\mathrm{CO_2}$ の泡を出して反応するが、エタノールは変化しない。（別解：酢酸の融点は17 ℃なので、10 ℃に冷やすと酢酸だけが固まる。）要確認

問9。エステル $\mathrm{COOCH_2CH_3}$ だけが加水分解されて $\mathrm{COOH}$ になる（アミドは残る）。活性体はオセルタミビルのカルボン酸で、不斉炭素は環の3か所。要確認

ア：アンモニアは空気より軽く水に非常によく溶けるので上方置換。イ：三角錐形。ウ：アンモニウムイオンは正四面体形。エ：非共有電子対を使ってできた結合なので配位結合。オ：もともとの N-H は共有結合（できてしまえば区別できない）。カ・キ：$\mathrm{C_{18}H_{37}Cl}$ は有機溶媒に溶けやすく水に溶けにくい。NaCN はイオン結晶で、水に溶けやすく有機溶媒に溶けにくい。要確認

問3。Cの窒素原子に $\mathrm{CH_3Cl}$ のメチル基が結合して、窒素は4つの炭素基をもつ正電荷のイオンになる：

Dは、長い疎水性のアルキル基と、水になじむ正電荷の頭部をあわせもつので界面活性剤（陽イオン界面活性剤）としてはたらく。要確認

問4。塩化テトラブチルアンモニウムの陽イオンは、ブチル基が4つあるため水層にも有機層にも存在できます。水層の $\mathrm{CN^-}$ とイオン対をつくって有機層へ運ぶので、有機層の $\mathrm{C_{18}H_{37}Cl}$ と反応でき、生じた $\mathrm{Cl^-}$ を水層へ戻す。つまり相間移動触媒としてはたらく。要確認

問5。Aは $[\mathrm{C_6H_5CH_2{-}N^+(CH_3)_2C_{12}H_{25}}]\mathrm{Cl^-}$。塩化ベンジルのClが窒素に置き換わった形なので、Eはドデシルジメチルアミン $\mathrm{(CH_3)_2N{-}C_{12}H_{25}}$。

問6。セッケンは陰イオン界面活性剤、Aは陽イオン界面活性剤。混ぜると正電荷と負電荷が結びついて、Aの殺菌作用のもとになる正電荷が失われます。要確認

問7。$p$-ジビニルベンゼンは2つのビニル基をもつので、ポリスチレンの鎖どうしを橋かけして網目構造にする（架橋）。これで樹脂は水に溶けず、形を保つ。要確認

スチレン $\mathrm{C_8H_8}=104$ は $\dfrac{52.0}{104}=0.500$ mol。ジビニルベンゼン $\mathrm{C_{10}H_{10}}=130$ は $0.100$ mol。共重合体の質量は $52.0+0.100\times130=65.0$ g。

クロロメチル化された位置は $0.500\times0.400=0.200$ mol。1個につき $\mathrm H\to\mathrm{CH_2Cl}$ で $+48.5$（$\mathrm{CH_2Cl}=49.5$ から $\mathrm H=1.00$ を引く）。さらに $\mathrm{(CH_3)_3N}$（59.0）が結合して $\mathrm{CH_2N^+(CH_3)_3Cl^-}$ になるので $+59.0$。

$\mathrm{SO_4^{2-}}$ は1個につき $\mathrm{OH^-}$ を2個、$\mathrm{Cl^-}$ は1個につき1個放出します。流出液の $\mathrm{OH^-}$ の物質量は滴定から $0.200\times0.0108=2.16\times10^{-3}$ mol。$\mathrm{SO_4^{2-}}$ を $x$ mol、$\mathrm{Cl^-}$ を $y$ mol とすると