☆化学 九州大学 後期(2019年)の理由を問う記述問題
今日は、九州大学(2019年)で出題された理由を問う記述問題を紹介します。
挑戦してみてください！
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米はデンプンの成分の違いから，もち米とうるち米とに分類される。
デンプンは化合物Aおよび化合物Bから構成され，もち米には化合物Aのみが含まれ，うるち米では化合物Aが主成分で，化合物Bが10～30％ほど含まれている。
また，うるち米には日本で栽培され食べられているジャポニカ種と，世界の多くで栽培されているインディカ種がある。
精米したもち米とジャポニカ種米およびインディカ種米を粉状にして，それぞれ試験管に0.1gとり，10cm3の温水を加えて懸濁させた。
これらの懸濁液にヨウ素デンプン反応を試みたところ，ジャポニカ種米では濃青紫色の発色が，インディカ種米ではより濃い発色がみられたが，もち米は薄い赤紫色を示した。
さらに，これらの懸濁液を試験管ごと沸騰水につけて放置したところ，青紫も赤紫色も退色した。
次に，甘酒をつくるために，うるち米(ジャポニカ種)の精米を炊飯器で炊いた。炊く前の精米のかたさがなくなると同時に，ヨウ素デンプン反応では炊く前のときのような濃い青紫色は示さず，全体が薄い青紫色を示した。
炊いた精米を放置して冷やすと固くなり，ヨウ素デンプン反応では，炊く前よりは薄いものの，炊きたての精米よりも濃い青紫色を示した。
炊いた精米に適量の水を加えて鍋で約60℃まで加熱し，それにカビの仲間である麹(コウジ)菌を少量加えて約8時間保温したところ，①甘く美味しい甘酒ができあがった。
②また，得られた甘酒にはアルコールが全く含まれていなかった。
原理的には，甘酒に酵母菌を加えると日本酒ができる。③炊いた精米の場合とは異なり，甘酒では温かいものも冷えたものも，ヨウ素デンプン反応での青紫色の発色はみられなかった。
■問題１
炊きたての精米が炊く前のような濃い青紫色を示さない理由を答えなさい。
■問題２
下線部①にあるように，甘酒が甘くなる理由を答えなさい。
■問題３
下線部②にあるように，この方法でつくった甘酒にアルコールが含まれない理由を答えなさい。
■問題４
下線部③にあるように，甘酒は冷えてもヨウ素デンプン反応で発色しない理由を答えなさい。
九州大学 後期(2019年) 一部改良
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■問題１
デンプンにおける分子内水素結合ができなくなり，らせん構造が消失するため。
■問題２
コウジ菌のアミラーゼ等の酵素によりデンプンが分解され，マルトースやグルコースになるため。
■問題３
コウジ菌はアルコール酵母と違いアルコール発酵ができないため。
■問題４
酵素によるグリコシド結合の切断は不可逆的なもので，温度が下がってもらせんが戻ることはなく，形成もされないため。
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☆化学 埼玉大学 後期(2019年)の理由を問う記述問題
今日は、埼玉大学 後期(2019年)で出題された理由を問う記述問題を紹介します。
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19世紀後半，メンデレーエフは元素を原子量の順に並べたとき，融点や沸点，化学的性質が周期的に変化することを発見した。
このように性質のよく似た元素が周期的に現れることを元素の周期律という。
現代では原子番号の順に並びかえられ，周期表としてまとめられている。下の表は周期表の一部を示している。
■問題１
上記の周期表中には，原子が一価の陰イオンになりやすい族がある。この族に固有の名称を答えよ。
また，一価の陰イオンになりやすい理由を述べよ。
■問題２
水素を除く1族元素において，原子から価電子を1つ取り去るのに必要なエネルギーの大きさは周期が増えるごとにどのようになるか，
理由と共に説明せよ。
■問題３
13族元素であるアルミニウムの工業的製法では，アルミナに氷晶石を加えて温度約1000℃で溶融塩電解を行う。
このようにAl3＋を含む水溶液での電解を用いない理由と，溶融塩電解で氷晶石を用いる理由についてあわせて説明せよ。
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■問題１
ハロゲン
理由…ハロゲン原子は最外殻電子が7個あり，外部から電子を1個受け取って一価の陰イオンとなることにより，希ガス型の安定な電子配置となるため。
■問題２
周期が増えると，原子半径が大きくなるため原子核と最外殻電子の距離も大きくなり，これらの間に働く引力が弱くなるため，イオン化エネルギーは小さくなる。
■問題３
・電解を用いない理由…アルミニウムは水素よりもイオン化傾向が小さいため，Al3＋を含む水溶液を電気分解しても水素が発生するだけで，アルミニウムが得られない。
・氷晶石を用いる理由…アルミナの融点は非常に高く，そのままでは融解させることが難しいため，融点の低い氷晶石にアルミナを少しずつ溶かすことにより，低い温度で融解塩電解することができる。
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☆化学 神戸大学(2019年)の理由を問う記述問題
今日は、神戸大学(2019年)で出題された理由を問う記述問題を紹介します。
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キサントプロテイン反応の呈色は，卵白タンパク質の構成アミノ酸のうち，特定のアミノ酸の側鎖が，ニトロ化されることによって生じる。
さらに，卵白タンパク質を精製して得られたオボアルブミンを酸性水溶液に溶解後，加熱したところ，①)沈殿が生じた。
■問題
下線部①の現象を何というか答えなさい。
また，この現象が生じた理由を20字以内で説明しなさい。
ただし，句読点も字数に含まれるものとする。
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現象…変性，
理由…タンパク質の立体構造が破壊されたため。
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