【プロ講師解説】化学のグルメでは、高校化学・化学基礎の一問一答を掲載しています。解説は高校化学・化学基礎を扱うウェブメディア『化学のグルメ』を通じて6年間大学受験に携わるプロの化学講師が執筆します。一問一答コンテンツ一覧は化学のグルメ『高校化学・化学基礎一問一答コンテンツ一覧』をご覧下さい。

一問一答

問1

【】に当てはまる用語を答えよ。

酸素の同素体には【1】と【2】がある。【1】は酸素O原子2つが二重結合してできた分子であり、【2】は【1】にO原子が【3】結合した形になっている。

【問1】解答/解説:タップで表示
解答:【1】酸素【2】オゾン【3】配位

酸素の単体には酸素O2オゾンO3の2種類が存在する。
これら2つは、同じ酸素元素からできているため同素体の関係にあるが、様々な点で違いがある。

酸素 オゾン
化学式 O2 O3
構造
無色 淡青色
におい 無臭 特異臭
酸化力 あり あり
製法 酸化物の分解
液体空気の分留
酸素の無声放電
酸素への紫外線照射
その他性質 助燃性あり 紫外線を吸収する

酸素は酸素O原子2個が二重結合してできた分子であり、オゾンはその酸素分子に1個のO原子が配位結合した構造になっている。

※酸素について詳しくは酸素の単体と化合物の性質・製法を参照

問2

【】に当てはまる用語を答えよ。

酸素は無色無臭であるのに対し、オゾンは【1】色で【2】臭をもつ。

【問2】解答/解説:タップで表示
解答:【1】淡青【2】特異

※酸素について詳しくは酸素の単体と化合物の性質・製法を参照

問3

【】に当てはまる用語を答えよ。

酸素は実験室内で【1】やKClO3などの酸化物を(触媒としてMnO2を用いて)熱分解することによって得られる。

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解答:【1】過酸化水素H2O2

酸素は実験室内ではH2O2やKClO3などの酸化物を(触媒としてMnO2を用いて)熱分解することによって得られる。

\[
2H_{2}O_{2} → 2H_{2}O + O_{2}\\
2KClO_{3} → 2KCl + 3O_{2}
\]

※酸素について詳しくは酸素の単体と化合物の性質・製法を参照

問4

【】に当てはまる用語を答えよ。

酸素は工業的に【1】の分留によって生成する。

【問4】解答/解説:タップで表示
解答:【1】液体空気

酸素は工業的に(窒素と同じく)液体空気の分留によって生成される。

※窒素について詳しくは窒素の単体と化合物の性質・製法を参照
※酸素について詳しくは酸素の単体と化合物の性質・製法を参照

問5

【】に当てはまる用語を答えよ。

オゾンはO2の【1】(高電圧の放電)や【2】照射によって得ることができる。

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解答:【1】無声放電【2】紫外線

オゾンは、O2の無声放電(高電圧の放電)や紫外線照射によって得ることができる。

\[
3O_{2} → 2O_{3}
\]

※無機化学で頻出の気体の製法については気体の製法(反応式・原理・注意事項など)を参照
※オゾンについて詳しくは酸素の単体と化合物の性質・製法を参照

問6

【】に当てはまる用語を答えよ。

酸素の代表的な水酸化物として、分子式H2Oで表される【1】や分子式H2O2で表される【2】などがある。

【問6】解答/解説:タップで表示
解答:【1】水【2】過酸化水素

酸素の主な水素化物としては、水H2Oと過酸化水素H2O2が挙げられる。

※酸素の水酸化物について詳しくは酸素の単体と化合物の性質・製法を参照

問7

【】に当てはまる用語を答えよ。

水H2Oは分子間で【1】結合を形成するため沸点・融点が高い。

【問7】解答/解説:タップで表示
解答:【1】水素

水は分子間で水素結合を形成するため(分子間の繋がりがなかなか切れないので)沸点・融点が高いのが特徴的。

※水素結合について詳しくは分子間力(水素結合・ファンデルワールス力・沸点のグラフなど)を参照

問8

【】に当てはまる用語を答えよ。

過酸化水素H2O2が酸化剤、還元剤として働くときの半反応式をそれぞれ書け。

【問8】解答/解説:タップで表示
解答:以下参照

過酸化水素は半反応式一覧にあるように、酸化還元反応において酸化剤としても還元剤としても働く。

\[
酸化剤: H_{2}O_{2} + 2H^{+} + 2e^{-} → 2H_{2}O\\
還元剤: H_{2}O_{2} → O_{2} + 2H^{+} + 2e^{-}
\]

※半反応式の作り方について詳しくは半反応式・酸化還元反応式(作り方・覚え方・問題演習など)を参照

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著者プロフィール

・化学のグルメ運営代表
・高校化学講師
・薬剤師
・デザイナー/イラストレーター

数百名の個別指導経験あり(過去生徒合格実績:東京大・京都大・東工大・東北大・筑波大・千葉大・早稲田大・慶應義塾大・東京理科大・上智大・明治大など)
2014年よりwebメディア『化学のグルメ』を運営
公式オンラインストアで販売中の理論化学ドリルシリーズ・有機化学ドリル等を執筆

著者紹介詳細