毒物劇物取扱者 ③ 基礎化学1:物質・原子・結合

毒物劇物の性質を理解する土台となる、物質の状態変化・原子の構造・化学結合を学ぶ分野です。凝縮や潮解などの状態変化、単体と化合物・同素体の区別、原子番号と質量数、電子殻と価電子、mol(アボガドロ数)や分子量の計算、周期表の族と周期、イオン結合・共有結合・金属結合の違いが頻出です。化学が苦手でも配点の大きい基礎なので、用語の定義と簡単な計算を確実に押さえると安定した得点源になります。

この分野の問題38問を、選択肢・正解・解説つきで掲載しています。まず自分で解答を考えてから「正解と解説を見る」を開いて答え合わせをしてください。

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77気体が冷却されて液体に変化することを何というか。

  1. A凝固
  2. B融解
  3. C凝縮
  4. D昇華
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正解:C凝縮

気体が冷却されて液体に変化することを凝縮(液化)といいます。

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78沸点とは、液体の蒸気圧がどうなる温度のことか。

  1. A外圧より高くなる温度
  2. B0気圧になる温度
  3. C飽和蒸気圧の半分の値になる温度
  4. D外圧と等しくなる温度
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正解:D外圧と等しくなる温度

沸点とは、蒸気圧(飽和蒸気圧)と外圧が等しくなるときの液温のことです。

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79次のうち、単体ではなく化合物であるものはどれか。

  1. A
  2. Bオゾン
  3. C黒鉛
  4. D酸素
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正解:A

水は水素と酸素からなる化合物ですが、他は1種類の元素からなる単体です。

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80次の元素の組み合わせのうち、互いに同素体ではないものはどれか。

  1. Aダイヤモンドと黒鉛
  2. B一酸化炭素と二酸化炭素
  3. C酸素とオゾン
  4. D斜方硫黄と単斜硫黄
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正解:B一酸化炭素と二酸化炭素

同素体は同じ元素からできた単体ですが、一酸化炭素と二酸化炭素は化合物です。

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81固体の物質が空気中の水分を吸収して、その水分に固体自身が溶け込んでしまう現象を何というか。

  1. A風解
  2. B溶解
  3. C潮解
  4. D融解
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正解:C潮解

固体が空気中の水分を吸収し、自ら溶け込む現象を潮解といいます。

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82溶液を加熱して蒸発させ、その蒸気を冷却して再び液化することによって、溶液の成分を分離する方法を何というか。

  1. A抽出
  2. Bろ過
  3. C分留
  4. D蒸留
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正解:D蒸留

溶液を蒸発させ、冷却・液化して分離する方法を蒸留といいます。

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83セ氏27℃は絶対温度で何Kか。

  1. A300K
  2. B273K
  3. C327K
  4. D-246K
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正解:A300K

絶対温度Kはセ氏温度℃に273を足して求めます(273+27=300K)。

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84原子の質量数は、どのように計算されるか。

  1. A陽子の数と電子の数の合計
  2. B陽子の数と中性子の数の合計
  3. C中性子の数と電子の数の合計
  4. D陽子の数のみ
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正解:B陽子の数と中性子の数の合計

原子核に含まれる陽子の数と中性子の数の合計が質量数です。電子の数は含めません。

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85質量数が異なる同位体の間で、数が異なる粒子はどれか。

  1. A陽子
  2. B電子
  3. C中性子
  4. D原子核
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正解:C中性子

同位体は陽子の数が同じですが、中性子の数が異なるため質量数が異なります。

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86水(H2O)やエタノール(C2H5OH)のように、分子を構成する原子の種類と数を表す化学式を何というか。

  1. A構造式
  2. B組成式
  3. C電子式
  4. D分子式
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正解:D分子式

分子を構成する原子の種類と数を表す化学式を分子式といいます。

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87炭素の原子量を12、酸素の原子量を16としたとき、二酸化炭素(CO2)の分子量はいくらか。

  1. A44
  2. B32
  3. C28
  4. D56
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正解:A44

CO2の分子量は、12×1+16×2=44となります。

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88水の分子量を18としたとき、水36gには何モル(mol)の水分子が含まれるか。

  1. A0.5mol
  2. B2mol
  3. C1mol
  4. D3mol
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正解:B2mol

水1molの質量は18gなので、36gは 36÷18=2mol です。

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891molの物質に含まれる粒子の数(アボガドロ数)として正しいものはどれか。

  1. A6.0×10^22個
  2. B6.0×10^24個
  3. C6.0×10^23個
  4. D6.0×10^25個
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正解:C6.0×10^23個

アボガドロ数は6.0×10^23で、この数の粒子のまとまりを1molといいます。

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90電子殻のM殻に収容できる電子の最大数はいくつか。

  1. A2個
  2. B8個
  3. C32個
  4. D18個
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正解:D18個

電子殻の最大収容数はK殻2個、L殻8個、M殻18個、N殻32個です。

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91原子番号12のマグネシウム原子の最外殻電子(価電子)の数はいくつか。

  1. A2個
  2. B1個
  3. C8個
  4. D10個
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正解:A2個

原子番号12のMgは、K殻に2個、L殻に8個、M殻に2個の電子が入り、最外殻電子は2個です。

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92周期表の18族の元素(希ガス)の最外殻電子について、正しい説明はどれか。

  1. A価電子として働き化学反応に関与しやすい
  2. Bヘリウム以外の希ガスの最外殻電子はすべて8個である
  3. Cいずれの希ガスも最外殻電子は2個である
  4. D希ガスには電子が存在しない
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正解:Bヘリウム以外の希ガスの最外殻電子はすべて8個である

希ガスの最外殻電子はHeが2個、それ以外は8個で安定しており、価電子の数は0とみなされます。

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93周期表の縦の列と横の列の名称の組み合わせとして正しいものはどれか。

  1. A縦の列が群、横の列が族
  2. B縦の列が周期、横の列が族
  3. C縦の列が族、横の列が周期
  4. D縦の列が族、横の列が群
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正解:C縦の列が族、横の列が周期

周期表の縦の列を族、横の列を周期といいます。

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94次のうち、アルカリ金属に該当しない元素はどれか。

  1. Aリチウム
  2. Bナトリウム
  3. Cカリウム
  4. Dカルシウム
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正解:Dカルシウム

カルシウムはアルカリ土類金属(2族)であり、アルカリ金属(1族)ではありません。

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95周期表の17族に属する、弗素、塩素、臭素、沃素などの元素を何というか。

  1. Aハロゲン
  2. B希ガス
  3. C典型元素
  4. D遷移元素
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正解:Aハロゲン

17族に属する5種類の元素をハロゲンといいます。

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96金属結合において、重なり合った電子殻を伝わって自由に移動できる価電子を何というか。

  1. A不対電子
  2. B自由電子
  3. C共有電子
  4. D電子対
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正解:B自由電子

金属内で自由に移動でき、金属結合の仲立ちとなる価電子を自由電子といいます。

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97金属がたたくと薄く広がる性質を何というか。

  1. A延性
  2. B弾性
  3. C展性
  4. D塑性
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正解:C展性

たたくと薄く広がる性質を展性、引っ張ると伸びる性質を延性といいます。

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98体心立方格子の単位格子内に含まれる原子の数はいくつか。

  1. A1個
  2. B6個
  3. C4個
  4. D2個
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正解:D2個

体心立方格子は頂点の1/8個×8と中心の1個で、合計2個の原子が含まれます。

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99面心立方格子の配位数(1個の原子と接しているほかの原子の個数)はいくつか。

  1. A12
  2. B6
  3. C8
  4. D4
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正解:A12

面心立方格子の配位数は12です(体心立方格子は8)。

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100原子が電子を1個放出して、正の電荷が負の電荷よりも1だけ多くなったものを何というか。

  1. A1価の陰イオン
  2. B1価の陽イオン
  3. C2価の陽イオン
  4. D同位体
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正解:B1価の陽イオン

電子を1個放出し正の電荷が1多い状態のイオンを、1価の陽イオンといいます。

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101陰イオンになりやすい元素の特徴として正しいものはどれか。

  1. A第1イオン化エネルギーが小さい
  2. B第1イオン化エネルギーが大きい
  3. C電子親和力が大きい
  4. D電子親和力が小さい
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正解:C電子親和力が大きい

原子が電子を得て陰イオンになるとき放出されるエネルギー(電子親和力)が大きいほど、陰イオンになりやすいです。

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102イオン結晶の性質として「誤っているもの」はどれか。

  1. A一般に融点が高い
  2. B強くたたくと一定の方向に割れる
  3. C水に溶けやすいものが多い
  4. D固体の状態でも電気をよく通す
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正解:D固体の状態でも電気をよく通す

イオン結晶は固体のままでは電気を通しませんが、液体や水に溶かした状態では電気を通します。

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103次の金属のうち、イオン化傾向が最も大きいものはどれか。

  1. Aカリウム
  2. Bマグネシウム
  3. Cナトリウム
  4. Dカルシウム
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正解:Aカリウム

イオン化列は Li > K > Ca > Na > Mg ... の順であり、この中で最も大きいのはカリウム(K)です。

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104イオン化傾向が大きいリチウムやカリウム、ナトリウムなどが常温の水と反応したときに発生する気体は何か。

  1. A酸素
  2. B水素
  3. C二酸化炭素
  4. D一酸化窒素
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正解:B水素

イオン化傾向が大きいアルカリ金属などは常温の水と反応し、水酸化物と水素を発生します。

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105銅(Cu)が熱濃硫酸と反応したときに発生する気体は何か。

  1. A水素
  2. B二酸化窒素
  3. C二酸化硫黄
  4. D一酸化窒素
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正解:C二酸化硫黄

銅と熱濃硫酸が反応すると、水素ではなく二酸化硫黄(SO2)などが発生します。

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106白金(Pt)と金(Au)が溶ける唯一の液体は何か。

  1. A希硫酸
  2. B塩酸
  3. C熱濃硫酸
  4. D王水
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正解:D王水

白金と金は化学的に極めて安定しており、王水(濃塩酸と濃硝酸を3:1で混合)にのみ溶けます。

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107原子が不対電子をそれぞれ出し合い、それらが対をなした電子対を共有してできる結合を何というか。

  1. A共有結合
  2. Bイオン結合
  3. C配位結合
  4. D金属結合
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正解:A共有結合

互いの不対電子を共有してできる結合を共有結合といいます。主に非金属元素間で見られます。

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108構造式において、共有電子対1組を表す1本の線を何というか。

  1. A単結合
  2. B価標
  3. C電子対
  4. D水素結合
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正解:B価標

構造式で共有電子対1組を表す線を価標といい、原子から出ている価標の数が原子価です。

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109次のうち、三重結合をもつ分子はどれか。

  1. A塩素(Cl2)
  2. B酸素(O2)
  3. C窒素(N2)
  4. D二酸化炭素(CO2)
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正解:C窒素(N2)

窒素分子は2つの窒素原子が互いに3個の電子を出し合い、三重結合を形成します。

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110共有結合の結晶(ダイヤモンドなど)の特徴として正しいものはどれか。

  1. A分子間力によって形成される
  2. B軟らかく、融点が低い
  3. C固体のままでも電気を通す
  4. D非常に硬く、融点が高い
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正解:D非常に硬く、融点が高い

共有結合は結合力が非常に強いため、共有結合の結晶はとても硬く、融点が高いです。

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111共有結合した原子間で、それぞれの原子が共有電子対を引き寄せる強さを数値で表したものを何というか。

  1. A電気陰性度
  2. Bイオン化エネルギー
  3. C分子間力
  4. D電子親和力
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正解:A電気陰性度

共有電子対を引き寄せる強さを表す数値を電気陰性度といいます。

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112次のうち、極性分子であるものはどれか。

  1. A水素(H2)
  2. B塩化水素(HCl)
  3. C二酸化炭素(CO2)
  4. Dメタン(CH4)
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正解:B塩化水素(HCl)

塩化水素は異なる原子からなり極性を持ちます。二酸化炭素やメタンは対称な形のため無極性分子です。

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113水(H2O)やアンモニア(NH3)などの分子間で働く、電気陰性度の大きい原子と水素原子の間に生じる特有の結合を何というか。

  1. A共有結合
  2. B配位結合
  3. C水素結合
  4. Dイオン結合
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正解:C水素結合

電気陰性度が大きい原子と水素原子を持つ分子間に働く、特有の強い分子間力を水素結合といいます。

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114ドライアイス(固体の二酸化炭素)が分類される結晶の種類はどれか。

  1. Aイオン結晶
  2. B金属結晶
  3. C共有結合の結晶
  4. D分子結晶
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正解:D分子結晶

ドライアイスは二酸化炭素分子が分子間力によって集まってできた分子結晶です。

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