【令和5年度（2023年度）大学入学共通テスト】化学［第1問］解答・解説

去る1月15日に行われた『令和5年度（2023年度）大学入学共通テスト：化学』を解いてみました。

問題や解答はネット上に公開されていますので、そちらでご確認ください。
（『朝日新聞デジタル』、『読売新聞オンライン』、『毎日新聞』）

解答自体は公開されているので、一応、解説がメインです。
……ですが、私製の宿命として、もしかしたら誤りがあるかもしれません。
あしからずご了承下さいませ。

記事は大問ごとに分割しています。
この記事ではその1として、第1問を取り扱います。

令和5年度（2023年度）大学入学共通テスト：化学

• 第1問（20点）［この記事］
• 第2問（20点）［2023/01/25］
• 第3問（20点）［2023/01/26］
• 第4問（20点）［2023/01/27］
• 第5問（20点）［2023/01/28］

【第1問】（20点）

問1［1］③（3点）
化学結合の種類を考える問題。

①②には二重結合が含まれる。
④はイオン結合の化合物である。

したがって、正解は③。


（画像クリックで高解像度版表示）

問2［2］⑥（3点）
コロイドを流動性で分類する問題。

流動性のあるコロイド溶液を、ゾルという。
そのゾルが流動性を失ったものを、ゲルという。
そしてゲルを乾燥させ、内部の溶媒を失わせたものをキセロゲルという。

エアロゾルは液体が気体に分散している状態のコロイドを指す。
つまり、分類の種類がほかの項目と異なる。

したがって、aがゲルでbがキセロゲルとなる。
正解は⑥。

ちなみに、『キセロ（xero-）』が「乾いた～」という意味なので、言葉通り。

問3［3］②（4点）［※問題訂正あり］
蒸気圧を考慮した気体の状態方程式の問題。

まず圧縮前の水蒸気について、気体の状態方程式を立てる。
これがこの系の水の全量になる。

$\begin{align}
3.0 \times {10^3}\;[{\text{Pa}}] \times 24.9\;[{\text{L}}] &= n\;[{\text{mol}}] \times 8.3 \times {10^3}\;[{\text{Pa}} \cdot {\text{L}}/({\text{K}} \cdot {\text{mol}})] \times 300\;[{\text{K}}] \\
n &= 3.00 \times {10^{ - 2}}\;[{\text{mol}}] \\
\end{align} $

そして圧縮後について、液体の水として失われた分を考慮して再び気体の状態方程式を立てる。

$\begin{align}
3.6 \times {10^3}\;[{\text{Pa}}] \times 8.3\;[{\text{L}}] &= \left( {n - x} \right)\;[{\text{mol}}] \times 8.3 \times {10^3}\;[{\text{Pa}} \cdot {\text{L}}/({\text{K}} \cdot {\text{mol}})] \times 300\;[{\text{K}}] \\
x &= 1.8 \times {10^{ - 2}}\;[{\text{mol}}] \\
\end{align} $

したがって、正解は②。

問4a［4］②（2点）
結晶構造の問題。

硫化カルシウムは、図2に示されているように塩化ナトリウム型の結晶構造である。
与えられた図をよく見て、それぞれに接する原子の数を数える。

したがって、正解は②。

問4a［5］①（2点）
単位格子の体積を求める問題。

与えられたイオン半径を用いて、立方体の体積を求める。

$\begin{align}
V &= {\left( {{R_{\text{S}}} + 2{r_{{\text{Ca}}}} + {R_{\text{S}}}} \right)^3} \\
&= 8{\left( {{R_{\text{S}}} + {r_{{\text{Ca}}}}} \right)^3} \\
\end{align} $

したがって、正解は①。

問4b［6］②（3点）
密度から単位格子の体積を求める問題。

硫化カルシウムの密度について等式を立てる。
単位格子中に各イオンは4個ずつ含まれることに注意。

$\begin{align}
\dfrac{{40\;[{\text{g}}]}}{{55 - 40\;[{\text{c}}{{\text{m}}^3}]}} &= \dfrac{{\dfrac{{72\;[{\text{g}}/{\text{mol}}] \times 4}}{{6.0 \times {{10}^{23}}\;[{\text{mo}}{{\text{l}}^{ - 1}}]}}}}{{V\;[{\text{c}}{{\text{m}}^3}]}} \\
V &= 1.8 \times {10^{ - 22}}\;[{\text{c}}{{\text{m}}^3}] \\
\end{align} $

したがって、正解は②。

問4c［7］②［8］①（完答3点）
イオンのサイズ限界の問題。

図2の右側を用いて、同種のイオン同士が接する条件を求める。

$\begin{align}
\left( {R + 2r + R} \right) \times \sqrt 2 &< R + 2R + R \\
R &> \left( {\sqrt 2 + 1} \right)r \\
\end{align} $

したがって、正解はウが②でエが①。