【高分子化学】一問一答100問ノック!【受験対策, 高校化学】

高分子化学分野の問題をランダムで100問集めました。主に入試対策として基本事項を確認できるようになっています。難関大向け問題にはをつけています。不備ありましたらコメントまでお願いいたします。

高分子化学は対策が疎かになりがちです!最後まで行って力をつけましょう!出題分野はバラバラです!

理論と無機と有機もあります!

この100問は分野をまたいで並んでいます。入試本番も分野順には出ないので、そのまま通しで解いてください。見出しは「その範囲に何が入っているか」の目印です。

この記事の目次

問1〜10|高分子の基本・単糖と二糖

1. 高分子化合物とは、分子量が何以上のことを指すことが多いか。

分子量が約1万以上の巨大分子を高分子化合物と呼びます。

2. 次の文は正しいか。
「高分子化合物の固体は、加熱をしても一定の融点を示すことはなく、徐々に軟化して液体となる。」

正しいです。高分子化合物は、分子が規則的に配列した結晶部分と、不規則に配列した部分が混ざった構造になっているために、一定の融点をもちません。徐々に軟化していきます。

3. 次の文章は正しいか。「高分子化合物は溶液中では主にコロイドとして存在している。」

正しいです。1個あたりのサイズが大きいため、主に分子コロイドとして溶液中では存在します。

4. 単量体(モノマー)が互いに繋がっていく現象を何というか。

重合といいます。

5. 重合体1分子を構成する繰り返し単位の数を何というか。

重合度といいます。

6. 分子内に多くのヒドロキシ基をもち、Cm(H2O)n で表される化合物をなんというか。

糖類もしくは炭水化物といいます。

7. グルコースのように、それ以上の小さな分子に加水分解されないような糖類のことをなんというか。

単糖類といいます。

8. 加水分解によって単糖類が2分子生じる糖類を二糖類といいますが、以下のうち二糖類を全て選びなさい。
フルクトース・マルトース・ラクトース・セルロース・スクロース

マルトース、ラクトース、スクロースです。

9. 次の文は正しいか。
「Cm(H2O)n の形で表せない糖類もある。」

正しいです。例えばデオキシリボースはC5H10O4であり、表せません。

10. グルコースは25℃において、α型かβ型のどちらが多く存在しているか。

β型です。(α型:約37% β型:約63% 鎖状構造:微量)

何問正解出来たでしょうか?あと40問続きます。頑張ってください!

問11〜20|アルコール発酵・アミノ酸と等電点

11. スクロースを加水分解して得られるグルコースとフルクトースの混合物をなんと呼ぶか。

転化糖といいます。

12. 問題11の糖は還元性を示すか?

示します。

13. グルコースはチマーゼによって、2つの化合物に分解される。2つの化合物は何か。

二酸化炭素とエタノールです。

C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 という化学反応式です。

14. 問題13の反応をなんというか。

アルコール発酵といいます。

15. アミノ基(-NH2)とカルボキシ基(-COOH)を同一の分子内に持つ化合物を何というか。

アミノ酸です。

16. 問題15において、アミノ基とカルボキシ基が同一炭素に結合しているものを特に何というか。

α-アミノ酸です。

17. 1つの分子中に陽イオンの部分と陰イオンの部分を持つイオンをなんというか。

双性イオン、または両性イオンといいます。

18. 水溶液中のアミノ酸分子の正と負の電荷が等しくなって、分子全体としては電荷が0になる時のpHを何というか。

等電点といいます。

19. グリシン・グルタミン酸・リシンの中で等電点が9.7であるものはどれだと考えられるか。

リシンです。リシンは塩基性アミノ酸です。

20. グリシン・グルタミン酸・リシンの中で等電点が3.2であるものはどれだと考えられるか。

グルタミン酸です。グルタミン酸は酸性アミノ酸です。

この辺りで離脱する方が多いみたいです。
頑張りましょう!

問21〜30|タンパク質の呈色反応・生分解性高分子・ゴム

21. アミノ酸にニンヒドリン水溶液を加えて加熱するととある色に呈色する。この色は何色か。

赤紫色です。ニンヒドリン反応といいますね。

22. タンパク質水溶液に水酸化ナトリウム水溶液と硫酸銅(II)水溶液を加えると赤紫色を示す。この反応を何というか。

ビウレット反応といいます。

23. 次の文は正しいか。
「ビウレット反応はトリペプチド以上のペプチドの検出に用いられる。」

正しいです。ポリエチレンなどの合成高分子は微生物に分解されにくく、廃棄物として残ります。ただし「高分子化合物」全体では誤りになります。デンプン・セルロース・タンパク質などの天然高分子は自然界で分解されます。

24. タンパク質水溶液に濃硝酸を加えて加熱すると黄色になる。この反応を何というか。

キサントプロテイン反応といいます。

25. 問題24において、冷却後にアンモニア水を加えると何色になるか。

橙黄色になります。

26. 次の文は正しいか。
「一般に合成高分子は自然界では分解されにくい。」

正しいです。

27. とある化合物を重合して得られた化合物は微生物によって分解される。とある化合物とは何か。

乳酸です。

28. 問題27のような高分子のことを何というか。

生分解性高分子化合物、または生分解性ポリマーといいます。

29. 最も多く生産されている合成ゴムで、自動車のタイヤにも利用されている合成ゴムは何か。

スチレン-ブタジエンゴムです。

30. 次の文は正しいか。
「一般に、天然ゴムは合成ゴムよりも耐久性に優れている。」

誤りです。合成ゴムは天然ゴムよりも水・温度・薬品などへの耐久性が高いです。

問31〜40|セルロースとデンプン・タンパク質の分類

31. 次の文は正しいか。
「セルロースは還元性をもち、ヨウ素デンプン反応を示す。」

誤りです。「セルロースは還元性をもたず、ヨウ素デンプン反応も示さない。」が正しいです。

32. セルロースに対してセルラーゼという酵素を作用させると何になるか。

セロビオースになります。

33. セルロースは熱水に溶けるか。

熱水に溶けません

34. 次の文は正しいか。
「セルロースは植物の細胞壁の主成分である。」

正しいです。植物の体の質量のうち、30~50%をセルロースが占めています。

35. デンプンがアミラーゼによって分解される時、たどる経路を答えなさい。(以下を並び替えなさい)
デンプン・マルトース・グルコース・デキストリン

デンプン→デキストリン→マルトース→グルコース という順番です。

36. 糖の縮合により生じた C-O-C の結合を何というか。

グリコシド結合といいます。

37. 次の文は正しいか。
「一般にアミロースの平均分子量はアミロペクチンの平均分子量よりも大きい。」

誤りです。アミロペクチンの方が大きいです。

38. タンパク質水溶液に水酸化ナトリウムを加えて加熱したのち、酢酸鉛(Ⅱ)を加える。この時に硫黄が含まれていると、どんな化合物の沈殿が生じるか。

硫化鉛 PbSです。黒色の沈殿で、この反応により硫黄を検出できます。

39. 加水分解によってα-アミノ酸のみを生じるタンパク質のことを何というか。

単純タンパク質といいます。

40. 反対に加水分解すると、α-アミノ酸以外に糖類や核酸やリン酸などを生じるタンパク質を何というか。

複合タンパク質といいます。

あと10問です!もう少し!

問41〜50|グリコーゲン・熱可塑性・合成繊維

41. 動物の体内に存在し、エネルギーの貯蔵物質となっており、動物デンプンとも呼ばれる多糖類は何か。

グリコーゲンです。

42. グリコーゲンはどんな化合物が縮合重合した多糖類か。

α-グルコースです。

43. グリコーゲンとアミロペクチンとではどちらの方が枝分かれが多い構造をしているか。

グリコーゲンの方が多いです。

44. 熱を加えると柔らかくなって変形し、冷却してもその変形が維持される性質を何というか。

熱可塑性(ねつかそせい)といいます。

45. 酢酸ビニルを付加重合させると、ポリ酢酸ビニルになる。これを水酸化ナトリウムでけん化すると何になるか。

ポリビニルアルコールです。

46. 次の文は誤りです。その理由は何か。
「ポリビニルアルコールは、ビニルアルコールを付加重合させることによっても作ることができる。」

ビニルアルコールが不安定だから。

47. 1935年に最初の合成繊維として合成された、ナイロン66は何と何を重合させたものか。

ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸です。

48. ポリエチレンテレフタラートは、何と何を重合させたものか。

エチレングリコールとテレフタル酸です。

49. ポリビニルアルコールをアセタール化させることで得られる、日本初の国産合成繊維は何か。

ビニロンです。親水性のヒドロキシ基が残っているので適度な吸湿性があるのが特徴です。

50. 尿素樹脂は何と何を重合させたものか。

ホルムアルデヒドと尿素です。ちなみに熱硬化性樹脂です。

問51〜60|糖類の構造と還元性

51. グルコースを水に溶かしたとき、存在する3つの構造を答えなさい。

α-グルコース・β-グルコース・鎖状構造の3つが平衡状態で共存しています。

52. グルコースが還元性を示す理由を答えなさい。

水溶液中でわずかに存在する鎖状構造がホルミル基(アルデヒド基)を持つためです。

53. フルクトースはケトースなのに還元性を示す。その理由を答えなさい。

水溶液中で一部が異性化してホルミル基を生じるためです。ケトンだから還元性がない、と早合点しないよう注意してください。

54. スクロースが還元性を示さない理由を答えなさい。

グルコースとフルクトースが、それぞれ還元性を示す部分どうしで結合しているためです。開環できる部分が残っていません。

55. マルトース・ラクトース・セロビオースは、それぞれどの単糖が結合したものか。

マルトースはグルコース2分子、ラクトースはガラクトース+グルコース、セロビオースはグルコース2分子(結合の仕方がマルトースと異なる)です。

56. アミロースとアミロペクチンの構造上の違いを答えなさい。

アミロースは直鎖状、アミロペクチンは枝分かれのある構造です。

57. ヨウ素デンプン反応で、アミロースとアミロペクチンはそれぞれ何色を示すか。

アミロースは濃青色、アミロペクチンは赤紫色です。らせん構造の長さの違いによります。

58. デンプンやセルロースのように、多数の単糖が結合した糖類を何というか。

多糖類です。多糖類は一般に還元性を示しません(末端の割合が極めて小さいため)。

59. デンプンとセルロースは、どちらもグルコースからできている。両者の違いを答えなさい。

結合しているグルコースが、デンプンはα-グルコース、セルロースはβ-グルコースである点です。この違いでヒトが消化できるかどうかが変わります。

60. ヒトの体内で合成できず、食事から摂る必要があるアミノ酸を何というか。

必須アミノ酸です。

問61〜70|アミノ酸とタンパク質の立体構造

61. α-アミノ酸のうち、不斉炭素原子を持たないものは何か。

グリシンです。側鎖が水素原子なので、中心炭素に同じものが2つ付き、鏡像異性体が存在しません。

62. アミノ酸どうしが脱水縮合してできる結合を何というか。

ペプチド結合(-CO-NH-)です。

63. タンパク質の一次構造とは何を指すか。

アミノ酸の配列順序のことです。

64. タンパク質の二次構造を2つ挙げ、それを保っている結合を答えなさい。

α-ヘリックス(らせん構造)β-シート(ひだ状構造)で、水素結合によって保たれています。

65. タンパク質の三次構造を安定化させている、硫黄を含む結合を何というか。

ジスルフィド結合(S-S結合)です。システインどうしが結びついて生じます。

66. 複数のポリペプチド鎖が集まってできた立体構造を何というか。

四次構造です。ヘモグロビンが代表例です。

67. タンパク質が熱や酸によって立体構造を失い、性質が変わることを何というか。

変性といいます。ゆで卵が固まるのがこの例です。

68. タンパク質を変性させる原因を3つ挙げなさい。

加熱・強酸や強塩基・有機溶媒(アルコール)・重金属イオンなどです。

69. タンパク質の変性が起きても、ふつう変化しないのはどの構造か。

一次構造(アミノ酸配列)です。変性で壊れるのは水素結合などで保たれた高次構造のほうです。

70. 酵素の主成分は何か。

タンパク質です。そのため熱に弱いという性質を持ちます。

問71〜80|酵素と核酸

71. 酵素が特定の物質にしかはたらかない性質を何というか。

基質特異性です。酵素が作用する相手の物質を基質といいます。

72. 酵素が最もよくはたらく温度を何というか。またおよそ何℃か。

最適温度といい、ヒトの酵素ではおよそ35〜40℃です。

73. 酵素を高温にすると、はたらきを失って元に戻らない。この理由を答えなさい。

主成分がタンパク質であり、熱で変性して立体構造が壊れるためです。この状態を失活といいます。

74. ペプシンとトリプシンの最適pHは、それぞれ酸性・塩基性のどちらか。

ペプシンは強い酸性(およそpH2)、トリプシンは弱い塩基性(およそpH8)です。はたらく場所(胃と小腸)と対応しています。

75. 核酸の構成単位を何というか。

ヌクレオチドです。

76. ヌクレオチドは、どんな3つの成分からできているか。

塩基・糖(五炭糖)・リン酸の3つです。

77. DNAとRNAで、構成する糖はそれぞれ何か。

DNAはデオキシリボース、RNAはリボースです。

78. DNAを構成する4種類の塩基を答えなさい。またRNAではどれが置き換わるか。

DNAはアデニン・グアニン・シトシン・チミンで、RNAではチミンの代わりにウラシルが使われます。

79. DNAの二重らせん構造で、塩基はどう対をなすか。またその結合は何か。

アデニンとチミン、グアニンとシトシンが対になり、水素結合で結ばれています。

80. 付加重合と縮合重合の違いを答えなさい。

付加重合は二重結合が開いてつながり、他に何も生じない反応、縮合重合は水などの小さな分子が取れながらつながる反応です。

問81〜90|重合の分類と合成樹脂

81. 環状の分子の環が開いて重合する反応を何というか。また代表例を1つ挙げなさい。

開環重合です。ε-カプロラクタムからナイロン6ができるのが代表例です。

82. 2種類以上の単量体を混ぜて重合させることを何というか。

共重合といいます。ABS樹脂や合成ゴムのSBRがこの例です。

83. 熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の違いを、構造から説明しなさい。

熱可塑性樹脂は鎖状(線状)構造で加熱すると軟らかくなり、熱硬化性樹脂は三次元の網目状構造のため加熱しても軟らかくなりません。

84. 熱可塑性樹脂の例を3つ挙げなさい。

ポリエチレン・ポリプロピレン・ポリスチレン・ポリ塩化ビニルなどです。

85. 熱硬化性樹脂の例を3つ挙げなさい。

フェノール樹脂・尿素樹脂・メラミン樹脂などです。

86. フェノール樹脂は何と何から作られるか。

フェノールとホルムアルデヒドです。

87. メラミン樹脂は何と何から作られるか。

メラミンとホルムアルデヒドです。食器などに使われます。

88. 高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンの違いを答えなさい。

枝分かれの多さです。枝分かれが少ないほど分子が密に並ぶため高密度になり、硬くなります。

89. ポリ塩化ビニルの単量体は何か。

塩化ビニル CH2=CHCl です。

90. 木材パルプのセルロースを溶かして繊維に再生したものを何というか。

再生繊維(レーヨン)といいます。ビスコースレーヨンや銅アンモニアレーヨンがあります。

問91〜100|繊維・ゴム・機能性高分子

91. セルロースの一部のヒドロキシ基をアセチル化して作る繊維を何というか。

半合成繊維(アセテート繊維)といいます。

92. アクリル繊維の主な原料は何か。

アクリロニトリルです。羊毛に似た風合いを持ちます。

93. ビニロンが適度な吸湿性を持つ理由を答えなさい。

アセタール化の際に一部のヒドロキシ基が反応せずに残るためです。すべてが反応すると水になじまなくなります。

94. 生ゴム(天然ゴム)の主成分は何か。

ポリイソプレンです。イソプレンが付加重合した構造をしています。

95. 天然ゴムの二重結合は、シス形とトランス形のどちらか。またそれによる性質を答えなさい。

シス形です。分子が折れ曲がった形になるため弾性(伸び縮みする性質)が生まれます。

96. 生ゴムに硫黄を加えて加熱する操作を何というか。

加硫といいます。

97. 加硫を行うと、ゴムの性質はどう変わるか。理由も答えなさい。

弾性と強度が増します。硫黄が分子鎖の間に架橋構造を作るためです。

98. 硫黄を多量に加えて長時間加熱して得られる、硬い物質を何というか。

エボナイトです。

99. 紙おむつなどに使われ、自重の数百倍の水を吸収する高分子を何というか。

高吸水性高分子(高吸水性樹脂)です。網目構造の内部にイオンを持ち、浸透圧で水を取り込みます。

100. 水中のナトリウムイオンを水素イオンと交換する樹脂を何というか。

陽イオン交換樹脂です。スルホ基(-SO3H)を持ち、純水の製造などに使われます。

50問おつかれさまでした。Part2を用意しました。Part1と重複しない範囲で、タンパク質の高次構造・酵素・核酸・重合の分類・機能性高分子をまとめています。

お疲れ様でした!わからなかった事項はメモしておきましょう!

理論と有機もあります!

無機分野の一問一答も用意しています。

有機分野の一問一答も用意しています。

理論分野(計算)の一問一答も用意しています。

全8回の一覧と、どの分野から解くべきかは次の記事にまとめています。

よかったらシェアしてね!
  • URLをコピーしました!
  • URLをコピーしました!

この記事を書いた人

兵庫県のとある学習塾の塾長。私大理系卒。塾バイト・家庭教師を経て、長年の経験を基に幅広く受験をサポートします。生徒だけでなく、それを支える保護者や先生の力にもなりたいという思いで立ち上げました。

コメント

コメントする

CAPTCHA


この記事の目次