大問Ⅳ　炭化水素の混成軌道・結合角・オゾン分解、混合気体の燃焼量計算、官能基の識別試薬と変化有機化学・難易度 標準　

【1) の前提】9種類の構造を書き出して判断する。propane CH3-CH2-CH3／propene CH2=CH-CH3／propyne CH≡C-CH3／butane CH3-CH2-CH2-CH3／trans-2-butene と cis-2-butene（CH3-CH=CH-CH3 の幾何異性体）／pentane CH3(CH2)3CH3／cyclohexene（六員環に C=C 1個）／benzene。

38 ③（3）

　オゾン分解は C=C を切って両側をカルボニルにする。propene は HCHO と CH3CHO、trans-2-butene と cis-2-butene はどちらも CH3CHO 2分子を与える。アセトアルデヒドを生じるのはこの3種類。

39 ⑥（6）

　自由に回転できない炭素-炭素結合は C=C と C≡C。単結合しかもたない propane・butane・pentane の3つを除いた残り6種類（propene, propyne, trans-2-butene, cis-2-butene, cyclohexene, benzene）があてはまる。

40 ①（1）

　直線状になるのは三重結合をはさむ sp 炭素をもつ propyne だけ。CH≡C-CH3 の3個の炭素が一直線に並ぶ。

41 ④（4）

　アルカンの propane・butane・pentane はすべて sp3、benzene は6個の炭素がすべて sp2。この4種類は全炭素が同じ混成軌道である。

42 ③（3）

　41 のうち sp3 のみでできているのは propane・butane・pentane の3種類。

43 ⑦（70）

　最も大きいのは C≡C-C をもつ propyne の 180°。最も小さいのはアルカンの約112°（propane）。差は 180 − 112 = 68 ≒ 70 度。

44 ①（1）

　propane を x[mol]、1-butene を y[mol] とする。

　CH3-CH2-CH3 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O より CO2 は 3x、H2O は 4x。

　CH2=CH-CH2-CH3 + 6O2 → 4CO2 + 4H2O より CO2 は 4y、H2O は 4y。

　CO2：(3x + 4y) × 44.0 = 484 ……①

　H2O：(4x + 4y) × 18.0 = 216 ……②

　①より 3x + 4y = 11、②より x + y = 3。解いて x = 1、y = 2。よって propane は 1 mol。

45 ②（2）

　44 の連立方程式より 1-butene は 2 mol。

46 ⑧（フェーリング試薬）

　アセトンとアセトアルデヒドの区別。アセトアルデヒドはホルミル基をもち還元性を示す。

47 ⑤（炭酸水素ナトリウム水溶液）

　サリチル酸とサリチル酸メチルの区別。サリチル酸はカルボキシ基をもつので弱酸の塩から強い酸として CO2 を追い出す。

48 ⑨（アンモニア性硝酸銀水溶液）

　エチレンとアセチレンの区別。末端に三重結合の水素をもつアセチレンだけが銀アセチリドをつくる。

49 ⑥（臭素水）

　ステアリン酸とオレイン酸の区別。C=C をもつオレイン酸だけが臭素を付加する。

50 ⑦（一方の溶液に、赤色沈殿が生じる）

　アセトアルデヒドにフェーリング試薬を加えて加熱すると Cu2O の赤色沈殿が生じる。アセトンは変化しない。

51 ③（一方の溶液で、発泡がみられる）

　サリチル酸は NaHCO3 水溶液と反応して CO2 を発生する。サリチル酸メチルのフェノール性ヒドロキシ基は炭酸より弱いので反応しない。

52 ⑥（一方の溶液に、白色沈殿が生じる）

　CH≡CH + 2[Ag(NH3)2]+ → Ag-C≡C-Ag + 2NH4+ + 2NH3。銀アセチリドの白色沈殿が生じる。エチレンでは生じない。

53 ②（一方の溶液が、褐色に着色する）

　臭素水は褐色。飽和脂肪酸のステアリン酸 C17H35COOH を加えても変化がなく褐色のまま残るが、不飽和脂肪酸のオレイン酸 C17H33COOH を加えると付加がおこって臭素水が脱色される。したがって「一方の溶液が褐色に着色する」が区別できる変化にあたる。