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重要問題集の歩き方 '2013 vol.23 化学Ⅱの無機化学
「重要問題集の歩き方」では、実戦 化学I・II重要問題集 2013年効果的な使い方について解説しています。

 目指せ、重問マスター!!

実戦 化学I・II重要問題集 2013年実戦 化学I・II重要問題集 2013年
(2012/11)
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 前回は第9章の化学Ⅱの範囲についてお話しました。

今回は 化学Ⅱの無機の分野 についてです。


 無機化学は大半が化学Ⅰの分野で、センター試験でも必ず問われますが、化学でも少しあります。

 ①錯イオン

 ②溶解度積

以上の2つです。


①錯イオンに関する問題が
 【172】→【179】
です。

これは遷移元素が配位子と配位結合して、錯体を作るというものです。どのような配位子が結合するか、錯体の形、色について押さえておきましょう


②溶解度積に関する問題が
 【185】→【186】
です。

溶解度積は平衡定数の応用で、沈殿の生成状況の指標になる値です。融合問題で出題されやすい分野です。


 以上が化学Ⅱの無機分野についてのお話でした。

次回は化学Ⅱの有機分野についてお話しようと思います。
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重要問題集の歩き方 '2013 vol.22 第9章(化学Ⅱ)
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 前回は第8章についてお話しました。

今回は 第9章の化学Ⅱの範囲 についてです。


 本章の内容は化学Ⅰで学んだ酸塩基反応に基づいていますが、化学Ⅱの化学平衡(第8章)の分野との融合が主になってきます。二次試験では頻出のテーマです。

化学Ⅰで学んだ、内容を更に深く理解していくのが化学Ⅱの酸塩基です。

たとえば、溶液はpH=7で中性で、pH<7で酸性、pH>7で塩基性、数値が7から遠ざかるほど酸性、塩基性の度合いが増していくという理解に留まっていました。(問題で言うと、【123】のように。)化学Ⅱでは、log計算によって実際に溶液のpHを算出することができるようになります。それが、
 【130】
の問題。これは高校の数学Ⅱで学ぶ対数計算の知識が必要になります
 ※対数計算の公式の確認
  → http://www.geisya.or.jp/~mwm48961/kou2/log1.html

あとの問題は平衡反応である酸塩基反応についての量的関係を追う、平衡定数などの数値を求めるといった計算問題が主になります
 【122】→【131】→【135】→【136】→【137】
【131】、【136】は入試レベルでは基本的な問題です。
【135】が入試標準レベル。
二次で高得点を目指すなら【137】を完答できないといけません。

難関大では、更に難しい問題(滴定曲線を理論的に書く問題など)が出題されることもあります。とりあえず、重問のレベルはサラッとこなせるようになりたいですね。


 以上が第9章の化学Ⅱについてのお話でした。

次回は化学Ⅱの無機分野についてお話しようと思います。
重要問題集の歩き方 '2013 vol.21 第8章
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 前回は第7章についてお話しました。

今回は 第8章 反応の速さと化学平衡 についてです。


 化学平衡(平衡定数)の数式的な基盤は、反応速度に基づいています。まずは反応速度について押さえましょう。

反応速度の知識の確認の問題が、
 【101】→【102】
です。

あとの反応速度に関する問題は、与えれらたデータから反応速度を計算したり現象の意味を考察する問題です。
 【103】→【105】→【106】→【104】→【115】→【116】
反応速度の計算問題は、【105】、【106】、【115】のように表に数値がまとめらていて、それを用いるという問い方がメジャーですが、【103】、【104】のようにグラフの形になっていることもあります。
115】が入試の標準レベルと言えます。
【116】の放射性同位体の半減期を求める問題は、反応速度の分野の発展的内容として出題されます。


 反応速度の問題が追われば、次は化学平衡です。

化学平衡は、「正反応の反応速度と逆反応の反応速度がつり合った状態」というのが定義でしたね。この定義から平衡定数の定義が導かれます。

化学平衡でまず押さえるべきは、何といっても「ル・シャトリエの原理」です。これをテーマにした問題が
 【109】→【110】→【111】
です。変化を嫌うように平衡状態が移動する、がポイントです。

あとは主に平衡定数を題材に量的関係を追う計算問題です。
 【107】→【108】→【112】→【113】→【114】→【117】→【118】→【119】
【107】、【108】が基本レベルの問題。
【113】、【114】が反応速度との融合問題。2分野同時に問えるので出題者にとってはオイシイ形式です。
【117】、【119】が圧平衡定数の問題。気体の分野と融合して出題され、二次試験でも頻出です。

平衡定数は単体で出題されるよりも、酸塩基の分野と融合した電離平衡、無機化学と融合した溶解平衡など、他分野と融合して出題されやすく、二次試験でも必ずと言って良いほど出題される分野です。計算の手順がややこしく感じるかもしれませんが、演習を重ねて流れを把握しておきましょう。


 以上が第8章についてのお話でした。

次回は第9章の化学Ⅱの分野についてお話しようと思います。
重要問題集の歩き方 '2013 vol.20 第7章
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 前回は第6章についてお話しました。

今回は 第7章の化学Ⅱの範囲 についてです。化学Ⅰの範囲についてはコチラ


化学Ⅱの熱化学の分野は、原子・分子間の結合のもつエネルギーに関する内容です。

問題番号としては、

 【94】→【95】→【99】→【100】

ですね。

【94】の問題が二次試験の標準レベル
。二次試験で化学が必要な方は、まずはこの問題を解けるようになりましょう。

【100】の問題がいわゆるボルン・ハーバーサイクルをテーマにした問題で、この問題が解ければ熱化学に関しては敵なしと言ってもよいレベルの問題です。


 以上が第7章の化学Ⅱについてのお話でした。

次回は第8章についてお話しようと思います。
重要問題集の歩き方 '2013 vol.19 第6章
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 前回は第5章についてお話しました。

今回は 第6章 溶液とその性質 についてです。


 溶液は溶媒に溶質を溶解させたものですが、まずはどれくらい溶けるか、すなわち溶解度に関わる話があります。これは物質によって固有の値で、温度によって変化します。その温度によって溶解度が変わる様をグラフに表したのが溶解度曲線です。

固体の溶解度に関する問題が、
 【72】→【73】→【74】→【75】→【77】→【84】


また、固体ではなく気体が溶解する場合は、ヘンリーの法則を頭に入れておく必要があります。
気体の溶解度に関する問題が、
 【76】→【85】
です。


溶液は、存在する溶質分子の数に依存する束一的性質を持ちます。すなわち、以下のものです。

 (1) 蒸気圧降下
【88】

 (2) 沸点上昇
【78】

 (3) 凝固点降下
【79】→【81】


 (4) 浸透圧
【80】→【86】→【87】

以上の4つです。(1)と(2)は関連性があります。(1)と(3)を混同しないようにしましょう。


また、溶質がコロイドを形成する場合もあります。コロイドに関する問題が、
 【82】→【83】→【87】
です。コロイドに関する知識事項は整理しておく必要があります。知識問題として問われることもあるし、計算問題と絡めての出題もあります。


 以上が第6章についてのお話でした。

次回は第7章の化学Ⅱの範囲についてお話しようと思います。
重要問題集の歩き方 '2013 vol.18 第5章
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 前回は第4章についてお話しました。

今回は 第5章 気体の法則と性質 についてです。


 気体の分野で何と言っても外せないのが、気体の状態方程式 PV=nRT です。
P [Pa] が pressure 「圧力」、V [L] が volume 「体積」、T [K] が temperature で温度を表しますね。

この状態方程式はボイル・シャルルの法則から導かれたものです
(こちらのHPが参考になるでしょう。 → http://www2.yamamura.ac.jp/chemistry/chapter2/lecture3/lect2031.html

ボイル・シャルルの法則はピストン容器の問題でよく用います。それが【69】の問題。


 この章のテーマは大きく3つに分けられます。

① PV=nRT に関する問題

②混合気体

③蒸気圧



① PV=nRT に関する問題
 【57】→【59】→【56】→【61】→【66】→【67】

【61】が PV=nRT のn[mol]を変形して分子量M[g/mol]を求める問題。分子量測定法の一つです。
【66】が実在気体の状態方程式に関する問題。理想気体においては無視される細かい条件を考慮したらどうなるかという問題です。実在気体の状態方程式(ファンデルワールスの状態方程式)についてはコチラのHPが詳しいです → http://fnorio.com/0105van_der_Waals'_equation_of_state1
/van_der_Waals'_equation_of_state1.htm


②混合気体についての問題は
 【60】→【58】→【62】→【63】→【64】→【68】

この中でコック付きの容器に関する問題が【58】、【63】、【68】です。バリエーションを押さえておきましょう。

③蒸気圧についての問題は
 【65】→【70】→【71】
ですね。「気体が液体になる」とはどういう状態かを押さえましょう。


 以上が第5章についてのお話でした。

次回は第6章についてお話しようと思います。
重要問題集の歩き方 '2013 vol.17 第4章
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 前回前々回の2回にわたって、第3章についてお話しました。

今回は 第4章 物質の三態 についてお話します。


 この章は気体、液体、固体の状態変化(相転位)についての話題です。

物質の状態は、粒子の運動の激しさ(運動エネルギー)によって変わります。運動が激しい(運動エネルギーが大きい)ほど気体、運動が緩慢である(運動エネルギーが小さい)ほど固体に近づきます。気体と固体の中間が液体です。

物質の状態が変化する主な要因が、【54】の縦軸と横軸に示されている圧力温度圧力が高いと、粒子の運動が押さえられ固体へ近づきます温度が高いと、その分粒子に加わる熱エネルギーが大きくなり、粒子の運動エネルギーも大きくなって気体へ近づきます

さて、問題についてですが、
 【52】~【55】
の4題がありますが、全て解きましょう

【52】~【54】はグラフが示されていて、そこから化学現象の様子を読み取る力が試されています。それぞれ頻出のグラフなので、意味を押さえておきましょう。


 以上が第4章についてのお話でした。

次回は第5章についてお話しようと思います。
重要問題集の歩き方 '2013 vol.16 第3章(Ⅱ)後編
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 前回は、第3章の化学Ⅱの範囲を2つのテーマに分け、一つ目のテーマについて解説しました。

今回は第3章の第二のテーマ 結晶格子についてお話しようと思います。


 結晶は、原子や分子が規則正しく並んだものです。理科の実験で、食塩水をゆっくり蒸発させて塩化ナトリウムの美しい結晶を見たことがある方は多いと思います。規則を持って並ぶと、あのように綺麗な形になるのですね。

その繰り返す規則性の単位を結晶格子と呼びます。立体(箱の外枠)になっているので格子です。ですので結晶格子がn個(無限個)集まると結晶になります。

言うまでもないことですが、格子点(結晶格子の頂点)にある原子同士は化学結合しています。金属結合イオン結合共有結合が結晶格子を作る主な結合です。

 (1)金属結合

金属結合の作る結晶格子で押さえておくべきは3つ。

  (a)面心立方格子 → 【41】

  (b)体心立方格子 → 【42】

  (c)六方最密構造 → 【50】

 それぞれの粒子の配置については、名前を見れば明らかでしょう。格子点と、格子の"面"の中"心"に配置するのが面心立方格子。格子点と立"体"(格子)の中"心"に配置するから体心立方格子。六方最密構造は、格子が正六角柱で、真ん中の面の1原子から上下に"六方"向へ配位して(加えて同一面で六配位していて合計12配位)、立体的に粒子が"最も密に"詰め込まれるので六方最密構造という名称になります。

 六方最密構造は理解が難しいと思われるので、以下に参考になるページを紹介しておきます。

http://rikanet2.jst.go.jp/contents/cp0200a/contents/30508.html
http://sstweb.ee.ous.ac.jp/lecture/ee/SoldStatePhisics/sp20081211.pdf


 (2)イオン結合

金属結合の作る結晶格子で頻出なのは以下の2つ。

  (a)NaCl型 → 【45】,【51】

  (b)CsCl型 → 【51】

また、重問では取り上げられていませんが難関大を目指す方は、以下の3つも押さえておきたいところです。

  (c)蛍石型
   → http://chemieaula.blog.shinobi.jp/Entry/254/

  (d)閃亜鉛鉱(ウルツ鉱)型
   → http://extreme.phys.sci.kobe-u.ac.jp/extreme/student/2007/tomoo/Crystal_gallery.html

  (e)ペロブスカイト型
   → http://mikecat.org/zome/ionic-crystal.html

イオン結晶は、格子内に2種類の粒子が存在します。それぞれの粒子ごとに分けて見ることができるか、がポイントです。たとえばNaCl型だと、Na+を中心に考えるとCl-は面心立方格子の配置。逆にCl-を中心に考えるとNa+はやはり面心立方格子の形をとっています。ということは、金属結合の結晶格子の知識が流用できるわけですね。

イオン結合の結晶格子の配置は、イオン粒子の半径(イオン半径比)によって決まります。それを題材にしたのが【51】です。


 (3)共有結合

共有結合の作る結晶格子で頻出とされるのは以下の2つですね。

  (a)ダイヤモンド型 → 【48】

  (b)フラーレン型 → 【49】

この2つは(1),(2)と違って粒子の配置が一目で分かりづらいです。しっかり演習しておきましょう。


また、結晶格子のところで導出できるようになっておきたいものは、
 格子定数a[cm]
 粒子半径r[cm]
 イオン半径比r+/r-
 充填率[%]
 配位数
 粒子間結合距離[cm]

です。

これらは、「六方最密構造の充填率が74%」・・・というように数値を丸暗記するのでなく、しっかり導出の過程を理解しておくようにしましょう。でないと、
 密度d[g/cm^3]
 アボガドロ定数N[/mol]
 原子量M[g/mol]

のように、条件が文字で与えられて文字式で答えることになった際に苦労するハメになります。ヘタな丸暗記は大ケガのもとです。


 以上が結晶格子の問題についてのお話でした。

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