2021年度共通テスト化学基礎（第１日程）第１問 問題
化学基礎 (解答番号1～17)
必要があれば,原子量は次の値を使うこと。
H 1.0 C 12 O 16 Cl 35.5 Ca 40
第１問 次の問い(問1~8)に答えよ。(配点 30)
問1 空気,メタンおよびオゾンを,単体,化合物および混合物に分類した。この 分類として最も適当なものを、次の1~4のうちから一つ選べ。
| 単体 | 化合物 | 混合物 | |
| ① | 空気 | メタン | オゾン |
| ② | 空気 | オゾン | メタン |
| ③ | メタン | オゾン | 空気 |
| ④ | メタン | 空気 | オゾン |
| ⑤ | オゾン | 空気 | メタン |
| ⑥ | オゾン | メタン | 空気 |
問2 次の記述で示された酸素のうち,含まれる酸素原子の物質量が最も小さいものはどれか。正しいものを、次の①~④のうちから一つ選べ。
①0°C, 1.013 × 105 Pa の状態で体積が 22.4 L の酸素
②水18gに含まれる酸素
③過酸化水素1.0 mol に含まれる酸素
④黒鉛12gの完全燃焼で発生する二酸化炭素に含まれる酸素
問3 図1は原子番号が1から19の各元素について,天然の同位体存在比が最も大きい同位体の原子番号と,その原子の陽子・中性子・価電子の数の関係を示 す。次ページの問い(a・b)に答えよ。
a 図1のア〜ウに対応する語の組み合わせとして正しいものを、次の①〜⑥のうちから一つ選べ。
| ア | イ | ウ | |
| ① | 陽子 | 中性子 | 価電子 |
| ② | 陽子 | 価電子 | 中性子 |
| ③ | 中性子 | 陽子 | 価電子 |
| ④ | 中性子 | 価電子 | 陽子 |
| ⑤ | 価電子 | 陽子 | 中性子 |
| ⑥ | 価電子 | 中性子 | 陽子 |
b 図1に示した原子の中で,質量数が最も大きい原子の質量数はいくつか。 また,M殻に電子がなく原子番号が最も大きい原子の原子番号はいくつか。質量数および原子番号を2桁の数値で表すとき,[4]~[7]に 当てはまる数字を,下の1~0のうちからそれぞれ一つずつ選べ。ただし, 質量数や原子番号が1桁の場合には,[4]あるいは[6]に⓪を選べ。また,同じものを繰り返し選んでもよい。
質量数が最も大きい原子の質量数:[4][5]
M殻に電子がなく原子番号が最も大きい原子の原子番号[6][7]
① 1
② 2
③ 3
④ 4
⑤ 5
⑥ 6
⑦ 7
⑧ 8
⑨ 9
⓪ 0
問4 結晶の電気伝導性に関する次の文章中の[ア]〜[ウ]に当てはまる語 句の組合せとして最も適当なものを,下の①〜⑥のうちから一つ選べ。
結晶の電気伝導性には,結晶内で自由に動くことのできる電子が重要な役割を果たす。たとえば,[ア]結晶は自由電子をもち電気をよく通すが,ナフタレンの結晶のような、[イ]結晶は,一般に自由電子をもたず電気を通さない。また[ウ]結晶は電気を通さないものが多いが,[ウ]結晶の一つである黒鉛は,炭素原子がつくる網目状の平面構造の中を自由に動く電子があるために電気をよく通す。
| ア | イ | ウ | |
| ① | 共有結合の | 金属 | 分子 |
| ② | 共有結合の | 分子 | 金属 |
| ③ | 分子 | 金属 | 共有結合の |
| ④ | 分子 | 共有結合の | 金属 |
| ⑤ | 金属 | 分子 | 共有結合の |
| ⑥ | 金属 | 共有結合の | 分子 |
問5 金属には常温の水とは反応しないが,熱水や高温の水蒸気と反応して水素を発生するものがある。そのため,これらの金属を扱っている場所で火災が発生した場合には,消火方法に注意が必要である。
アルミニウム Al,マグネシウム Mg,白金 Pt のうちで,高温の水蒸気と反応する金属はどれか。すべてを正しく選択しているものとして最も適当なものを,次の①~⑦のうちから一つ選べ。
①Al
②Mg
③Pt
④Al, Mg
⑤Al, Pt
⑥Mg, Pt
⑦Al, Mg,Pt
問6 下線を付した物質が酸化剤としてはたらいている化学反応式を,次の①~④のうちから一つ選べ。
① 3CO + Fe2O3 → 3CO2 + 2 Fe
② NH4Cl + NaOH → NH3 + NaCl + H2O
③ Na2CO3 + HCI → NaHCO3 + NaCl
④ Br2 + 2KI → 2 KBr + I2
問7 質量パーセント濃度(%),密度d(g/cm3)の溶液が100 mLある。この溶液に含まれる溶質のモル質量が M(g/mol)であるとき,溶質の物質量を表す式として最も適当なものを,次の①~⑧のうちから一つ選べ。
① xd/M
② xd/100M
③ 10xd/M
④ 100xd/M
⑤ M/xd
⑥ 100M/xd
⑦ M/10xd
⑧ M/100xd
問8 放電時の両極における酸化還元反応が,次の式で表される燃料電池がある。
正極 O2+ 4H+ + 4e–→ 2H2O
負極 H2→2H+ + 2e–
この燃料電池の放電で, 2.0 mol の電子が流れたときに生成する水の質量と,消費される水素の質量はそれぞれ何gか。質量の数値の組合せとして最も適当なものを, ①~⑨のうちから一つ選べ。ただし,流れた電子はすべて水の生成に使われるものとする。
| 生成する水の質量(g) | 消費される水素の質量(g) | |
| ① | 9.0 | 1.0 |
| ② | 9.0 | 2.0 |
| ③ | 9.0 | 4.0 |
| ④ | 18 | 1.0 |
| ⑤ | 18 | 2.0 |
| ⑥ | 18 | 4.0 |
| ⑦ | 36 | 1.0 |
| ⑧ | 36 | 2.0 |
| ⑨ | 36 | 4.0 |