平成26年度（2014年）過去問一覧

問1 有機化学及び燃料 次の化合物のうち、芳香族性を持たないものはどれか。 → 問2 有機化学及び燃料 アセチレン（エチン）に関する次の記述のうち、最も不適切なものはどれか。 → 問3 有機化学及び燃料 核磁気共鳴（NMR）スペクトルに関する次の記述のうち、最も不適切なものはどれか。 → 問4 有機化学及び燃料 次の記述の【 】に入る語句の組合せとして最も適切なものはどれか。 マレイン酸は、二重結合を有する【 A 】型の二塩基酸であり、幾何異性体である【 B 】型の酸を【 C 】という。マレイン酸の酸無水物である無水マレイン酸は、ポリマー原料等として重要な化合物である。無水マレイン酸は、工業的には古くから【 D 】を原料として製造されてきたが、その後、【 E 】を原料とする製法が工業化された。この製造法は、反応性の低いアルカンを原料とする数少ないプロセスの1つである。 → 問5 有機化学及び燃料 次の有機化合物のうち、互いに重ね合わせられない鏡像関係にある立体異性体が存在しないものはどれか。 → 問6 有機化学及び燃料 芳香族アルデヒドは合成的に重要な中間体になり得ることから、芳香族化合物のホルミル化反応については多くの例が報告されている。その中で、以下の a) ～ c) に例を示した3つの反応の名称の組合せとして、最も適切なものはどれか。 → 問7 有機化学及び燃料 カルボニル基に対するHCNの付加は可逆反応である。芳香族アルデヒドにHCNが 付加してシアノヒドリン類が生成する反応 a) ～ c) を平衡定数（K）の大きい順に並べ たものはどれか。ただし、平衡定数（K）は、一定の条件（20℃、96%エタノール中）のもので、K＝ ［シアノヒドリン］／［芳香族アルデヒド］［HCN］ とする。 → 問8 有機化学及び燃料 新燃料に関する次の記述のうち、最も不適切なものはどれか。 → 問9 有機化学及び燃料 現在普及している家庭用燃料電池システムに関する次の記述のうち、最も不適切なものはどれか。 → 問10 有機化学及び燃料 次のうち、原油の常圧蒸留工程で留分として得られないものはどれか。 → 問11 有機化学及び燃料 軽油に関する次の記述のうち、最も不適切なものはどれか。 → 問12 有機化学及び燃料 自動車用エンジンオイルのエンジン内部における作用に関する次の記述のうち、最も不適切なものはどれか。 → 問13 有機化学及び燃料 石炭に関する次の記述のうち、最も不適切なものはどれか。 → 問14 高分子化学 次の記述の、【 】に入る語句の組合せとして最も適切なものはどれか。 高分子はその構造により2種に大別できる。一部が結晶で一部が非晶の【 A 】高分子、すべて非晶の【 B 】高分子である。非晶部は低温では【 C 】状態、高温では【 D 】状態であり、【 C 】状態から【 D 】状態への転移を【 E 】という。【 D 】状態は運動性が高く、高分子鎖は、分子振動以外に、【 F 】を行っている。 → 問15 高分子化学 次の反応で得られる（ア）～（オ）の高分子の一般名の組み合わせとして、最も適切なものはどれか。 PMMA：ポリメタクリル酸メチル → 問16 高分子化学 高分子化学と高分子産業の発展に関する次の記述の【 】に入る語句の組合せとして最も適切なものはどれか。 1839年【 A 】は天然ゴムを加硫すると高温にしてもべたつかない高弾性の物質になることを見出し、後のダンロップの空気入りタイヤの発明につながった。1868年ハイアット兄弟はセルロイドを発明し、1905年【 B 】は、ベークライトを発明し、今日のプラスチック産業の発展が始まった。一方、1920年ごろから【 C 】は、セルロースなどが高分子であることを証明し、1953年、ノーベル化学賞が贈られた。1930年代初め、【 D 】は、ナイロンを発明し、合成繊維産業の基礎を築いた。1950年ごろには高分子化学の基礎が確立し、【 E 】は、その集大成として”Principles of Polymer Chemistry”を著し、1974年、ノーベル化学賞が贈られた。 → 問17 高分子化学 高分子の分子構造に関する次の記述の下線部のうち、最も不適切なものはどれか。 出発原料となる低分子物質には、ビニルモノマー、 ① 二重結合1個を含むジエンモノマー 、官能基を2個以上持つアミノ酸、ヒドロキシカルボン酸、さらにエチレンオキシドのような ② 環状モノマー がある。 高分子を形成するモノマーが1種類のときは、この高分子をホモポリマーといい、2種類の以上のモノマーからできているときは、共重合体あるいは ③ コポリマー と呼ぶ。 共重合体中のモノマーの配列にはいろいろの種類があり、モノマーの結合順序がランダムのときは、この共重合体をランダム共重合体と呼ぶ。また、モノマーがある規則性を持って結合する場合、例えば、AとBというモノマーが共重合するとき。 A B A B A B A B…… のようにAとBが交互に結合しているものを ④ 交互共重合体 、 (A A …… A A) (B B …… B B) (A A …… A A) (…… のように、ある程度連続してブロック的な配列をとるものを ⑤ ブロック共重合体 という。 → 問18 高分子化学 t－ブトキシカリウムを触媒としたエチレンオキシドの精密開環重合により、下記のような末端まで構造が明確なポリマーが得られた。その 1 H-NMRスペクトル解析によれば、繰返し単位中のメチレンプロトン由来のシグナルと末端基中のメチルプロトン由来のシグナルとの強度比が40：1であった。得られたポリマーの数平均重合度に最も近いものはどれか。通常、 1 H-NMRスペクトルの各シグナルの強度は由来するプロトン数に正比例する。 → 問19 高分子化学 エンプラ（エンジニアリングプラスチック）などの機能性高分子に関する次のA～Eの記述について、誤っているものの組合せはどれか。 (A) エンプラは、通常100℃以上の温度に耐えることができ、強度も高いプラスチックのことである。 (B) 芳香族ポリアミド（アラミド）は、脂肪族ポリアミド（例えばナイロン66）よりも耐熱性が高く、高強度であるが、プラスチック成形加工しにくい。 (C) 代表的なアラミドとして、イソフタル酸ジクロリド（ m －フタル酸ジクロリド）と m －フェニレンジアミンから合成されるケブラー（デュポン社の登録商標）がある。 (D) ポリカルボナート（ポリカーボネート）は、ホスゲンとビスフェノールAから合成でき、耐衝撃性、寸法安定性に優れたエンプラである。 (E) ポリブチレンテレフタラートは、ポリエチレンテレフタラートより寸法安定性が劣り、結晶化速度が遅いため成形性も悪い。 → 問20 高分子化学 次の記述の、【 】に入る語句の組合せとして最も適切なものはどれか。 高分子鎖上に多くの解離基をもつものを【 A 】と呼ぶ。【 A 】は水中で解離基が一部又は全部解離すると、多数の電荷をもつ巨大な【 B 】と低分子イオンを生じる。低分子イオンは【 C 】と呼ばれ、【 B 】とは反対符号の電荷をもつ。【 B 】はスルホナートイオンやカルボキシラートイオンなどをもつ【 D 】、第四級アンモニウム基などを有する【 E 】などに分類される。 → 問21 無機化学及びセラミックス 硫黄及び硫黄化合物に関する次の記述のうち、誤っているものはどれか。 → 問22 無機化学及びセラミックス 金属酸化物には酸性酸化物、塩基性酸化物、及び両性酸化物がある。次のうち、酸性酸化物はどれか。 → 問23 無機化学及びセラミックス 次の窒素酸化物のうち、25℃、大気圧で固体になるものはどれか。 → 問24 無機化学及びセラミックス 日本のソーダ工業に関する次の記述の下線部のうち、最も不適切なものはどれか。 ソーダ工業は、塩を原料に、幅広い産業分野の原料・副原料、反応剤などに使われる化学薬品を製造する工業で、基礎素材産業の1つである。日本におけるソーダ工業は、塩水を電気分解して、 ① か性ソーダ（NaOH） 、 ② 塩素 、 ③ 酸素 を製造する「電解ソーダ工業」と、同じく塩を原料に、 ④ 炭酸ガス や ⑤ アンモニアガス を反応させてソーダ灰を製造する「ソーダ灰工業」とから成り立っている。 電解ソーダ工業の特徴は、塩水の電気分解によって、 ① か性ソーダ（NaOH） 、 ② 塩素 、 ③ 酸素 という全く性質の異なる製品が、常に一定の比率で製造されること、特に、需要分野の違う、 ① か性ソーダ（NaOH） と ② 塩素 、両製品の需給バランスを常に考慮しながら操業することから、別名「バランス産業」とも言われている。さらに、電解ソーダ工業の主要な原料である塩と電気において、塩がすべて海外から輸入されること及び、電力が、製造コストの約3割を占めることも特徴の1つである。 → 問25 無機化学及びセラミックス 無機物質は多くの技術分野で用いられている。物質とその応用の組合せとして、最も不適切なものはどれか。 → 問26 無機化学及びセラミックス 電池に関する次の記述のうち、最も不適切なものはどれか。 → 問27 無機化学及びセラミックス 物質と構成元素又は化合物の組合せとして、最も不適切なものはどれか。 → 問28 化学プロセス 膜分離に関する次の記述のうち、最も不適切なものはどれか。 → 問29 化学プロセス プロパン30.0 vol%、ブタン70.0 vol%の混合ガス1 m 3 を理論空気量の1.15倍の空気を供給し完全燃焼させたとき、水蒸気を除く燃焼ガス量に最も近い値はどれか。混合ガス、燃焼ガスはともに25℃、100 kPaの条件下にあり、反応は次式による。 なお、空気中の酸素濃度、窒素濃度はそれぞれ21.0 vol%、79.0 vol%とし、各元素の原子量は、H=1、C=12、O=16とする。 → 問30 化学プロセス 1辺4 mの四角形の水槽がある。水槽には底面から高さ100 mmの所に内径φ20 mmのノズルが付いている。この水槽に水を入れ、そのノズルより排出される水の量を計測したところ10秒間に0.013 m 3 であった。このときの水槽の液深として、最も近い値はどれか。 なお、ノズルから水が流出するときの圧力損失は考慮しないものとし、ノズルからの水の流出速度はトリチェリの定理\( u=\sqrt{2gH}\)に従うものとする。 u：流出流速（単位面積単位時間当たりの排出量）［m/s］、H：水面の高さ［m］、g：重力加速度9.8 m/s 2 、水の密度：1,000 kg/m 3 → 問31 化学プロセス 内層に厚み150 mm、熱伝導度1.5 W/m・Kの断熱材を用い、外層に厚み200 mm、熱伝導度0.2 W/m・Kの保温材を用いた炉がある。炉内面温度が800℃、外面温度が140℃のとき、断熱材と保湿材の境界面における温度として、最も適切な値はどれか。 伝熱量（伝熱速度）は\( Q=-kA\frac{dT}{dx}\)で表される。なお、Q：伝熱量［W］、k：熱伝導度［W/m・K］、A：伝熱面積［m 2 ］、T：温度［K］、x：位置（厚さ）［m］である。 → 問32 化学プロセス 水溶液を濃縮するための三重効用蒸発缶がある。蒸発缶の伝熱面積は3缶ともに10 m 2 、第1缶、第2缶、第3缶の操作圧力はそれぞれP 1 ＞P 2 ＞P 3 、蒸発蒸気温度はT 1 ＞T 2 ＞T 3 である。第1缶は132℃のスチームで加熱しており、蒸発蒸気温度T 1 は94℃である。第2缶の加熱に用いられた凝縮水量を計測したところ。1時間当たり456 kgであった。各缶での沸点上昇は第1缶で0℃、第2缶で2℃、第3缶で4℃である。各缶の総括伝熱係数（熱貫流係数）は操作圧力、温度に関係なく一定とした場合、第3缶の蒸発蒸気温度T 3 として、最も適切な値はどれか。 なお、水の蒸発熱及び凝縮熱ともに500 kcal/kgで一定とする。 → 問33 化学プロセス 室内空間容積6,000 m 3 の作業場がある。作業場内は作業環境保護のため送風量12,000 m 3 /hの換気扇で換気をしている。作業場には換気扇の他に循環風量8,000 m 3 /h、冷却能力20 kWのクーラーを設置している。外気温が30℃のとき、室内温度として、最も近い値はどれか。 なお、室内空気は完全に混合しており、室内外ともに圧力変動はないものとする。また、空気比熱は1,010 J/kg・℃、空気密度は1.1 kg/m 3 、1 kWh=3.6×10 6 Jの一定値とする。 → 問34 化学プロセス 1次反応で崩壊するヨウ素131の半減期は8日である。ヨウ素131に基づく放射能の量が100万ベクレル（Bq）であった。放射能の量が1,000ベクレル（Bq）になるには、おおよそ何日かかるか。ただし、Log 10 2=0.301である。 → 問35 化学プロセス 水84 molに成分A 16 molを溶解した水溶液に、純粋なトルエン84 molを加え、容器の中で撹拌し、静置したところ、2液相に分離した。上層の成分Aの量として、最も近い値はどれか。 相互溶解度は非常に小さいので、ここでは、相互溶解度をゼロとして算出してよい。液液平衡のデータを下表に示す。 →