大学入学共通テスト（理科）過去問
令和4年度（2022年度）本試験
問20 (化学基礎（第1問）問3)

問題文

次の問いに答えよ。

臭素Brには質量数が79と81の同位体がある。¹²Cの質量を12としたときの、それらの相対質量と存在比（％）を表1に示す。臭素の同位体に関する記述として誤りを含むものはどれか。最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。問題文の画像

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問題

大学入学共通テスト（理科）試験令和4年度（2022年度）本試験問20（化学基礎（第1問）問3）（訂正依頼・報告はこちら）

次の問いに答えよ。

臭素Brには質量数が79と81の同位体がある。¹²Cの質量を12としたときの、それらの相対質量と存在比（％）を表1に示す。臭素の同位体に関する記述として誤りを含むものはどれか。最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。

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「同位体」に関する問題です。
同位体とは、同じ元素でありながら中性子の数が異なる原子です。
中性子の数が異なると、質量が異なります。質量以外の性質はほとんど同じです。

響きが似た言葉で“同素体”という言葉がありますが、全く別のものを指すので混同しないように注意しましょう。
同素体は同じ元素からなる単体で、原子の配列や結合方法が異なるため性質も異なります。

選択肢1. 臭素の原子量は、⁷⁹Brと⁸¹Brの相対質量と存在比から求めた平均値である。

同位体をもつ原子の原子量は、相対質量と存在比から求めた平均値です。

よって、正しい文章です。

選択肢2. ⁷⁹Brと⁸¹Brの化学的性質は大きく異なる。

同位体どうしの化学的性質(反応性、燃焼性など)に大きな差はありません。
同位体は中性子の数が異なるため、質量には大きな差があります。

よって、間違った文章です。

選択肢3. ⁷⁹Brと⁸¹Brの中性子の数は異なる。

同位体は同じ元素でありながら中性子の数が異なるものです。

よって、正しい文章です。

選択肢4. ⁷⁹Brと⁸¹Brからなる臭素分子Br₂は、おおよそ⁷⁹Br⁷⁹Br：⁷⁹Br⁸¹Br：⁸¹Br⁸¹Br＝1：2：1の比で存在する。

示されている表から読み取れる計算問題です。
臭素分子は臭素原子2つから成るため、Br-Brの組み合わせが3通り考えられます。
それらがどんな割合で存在しているかを問われています。
表1より、⁷⁹Brと⁸¹Brは約1:1の割合で存在しています。
同量の2種類の臭素の組み合わせは

⁷⁹Br⁷⁹Br：⁷⁹Br⁸¹Br：⁸¹Br⁸¹Br＝1：2：1と考えられます。

よって、正しい文章です。

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