共通テスト（理科） 過去問
令和5年度（2023年度）追・再試験
問108 (化学（第5問） 問3)
問題文
次の文章を読み、後の問いに答えよ。
（a）モノマー間の共有結合だけで網目状の立体構造をつくっている高分子や、架橋構造（橋かけ構造）により網目状の立体構造をつくっている高分子は、機能性高分子などとして身のまわりで多く利用されている。（b）ポリアクリル酸ナトリウムに架橋構造をもたせ、網目状の立体構造となった高分子は、高吸水性樹脂（吸水性高分子）として利用されている。この高吸水性樹脂内部には電離する官能基―COONaが存在する。（c）高吸水性樹脂を水に浸すと、水分子が樹脂の中に吸収され、樹脂の内側と外側でイオン濃度が異なるため浸透圧が生じる。すると水分子がさらに吸収され、網目が広がって図1のように樹脂が膨らむが、分子鎖が共有結合で架橋されているため、樹脂内に一定量の水が保持された状態で吸水がとまる。浸透圧については、希薄溶液では一般にファントホッフの法則が成り立つ。（d）ファントホッフの法則を用いると、浸透圧や溶質の分子量を決定することができる。
下線部（c）に関して、純水に浸した場合と塩化ナトリウムNaCl水溶液に浸した場合に起こる現象の記述として正しいものはどれか。最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
（a）モノマー間の共有結合だけで網目状の立体構造をつくっている高分子や、架橋構造（橋かけ構造）により網目状の立体構造をつくっている高分子は、機能性高分子などとして身のまわりで多く利用されている。（b）ポリアクリル酸ナトリウムに架橋構造をもたせ、網目状の立体構造となった高分子は、高吸水性樹脂（吸水性高分子）として利用されている。この高吸水性樹脂内部には電離する官能基―COONaが存在する。（c）高吸水性樹脂を水に浸すと、水分子が樹脂の中に吸収され、樹脂の内側と外側でイオン濃度が異なるため浸透圧が生じる。すると水分子がさらに吸収され、網目が広がって図1のように樹脂が膨らむが、分子鎖が共有結合で架橋されているため、樹脂内に一定量の水が保持された状態で吸水がとまる。浸透圧については、希薄溶液では一般にファントホッフの法則が成り立つ。（d）ファントホッフの法則を用いると、浸透圧や溶質の分子量を決定することができる。
下線部（c）に関して、純水に浸した場合と塩化ナトリウムNaCl水溶液に浸した場合に起こる現象の記述として正しいものはどれか。最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
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問題
共通テスト（理科）試験 令和5年度（2023年度）追・再試験 問108（化学（第5問） 問3） （訂正依頼・報告はこちら）
次の文章を読み、後の問いに答えよ。
（a）モノマー間の共有結合だけで網目状の立体構造をつくっている高分子や、架橋構造（橋かけ構造）により網目状の立体構造をつくっている高分子は、機能性高分子などとして身のまわりで多く利用されている。（b）ポリアクリル酸ナトリウムに架橋構造をもたせ、網目状の立体構造となった高分子は、高吸水性樹脂（吸水性高分子）として利用されている。この高吸水性樹脂内部には電離する官能基―COONaが存在する。（c）高吸水性樹脂を水に浸すと、水分子が樹脂の中に吸収され、樹脂の内側と外側でイオン濃度が異なるため浸透圧が生じる。すると水分子がさらに吸収され、網目が広がって図1のように樹脂が膨らむが、分子鎖が共有結合で架橋されているため、樹脂内に一定量の水が保持された状態で吸水がとまる。浸透圧については、希薄溶液では一般にファントホッフの法則が成り立つ。（d）ファントホッフの法則を用いると、浸透圧や溶質の分子量を決定することができる。
下線部（c）に関して、純水に浸した場合と塩化ナトリウムNaCl水溶液に浸した場合に起こる現象の記述として正しいものはどれか。最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
（a）モノマー間の共有結合だけで網目状の立体構造をつくっている高分子や、架橋構造（橋かけ構造）により網目状の立体構造をつくっている高分子は、機能性高分子などとして身のまわりで多く利用されている。（b）ポリアクリル酸ナトリウムに架橋構造をもたせ、網目状の立体構造となった高分子は、高吸水性樹脂（吸水性高分子）として利用されている。この高吸水性樹脂内部には電離する官能基―COONaが存在する。（c）高吸水性樹脂を水に浸すと、水分子が樹脂の中に吸収され、樹脂の内側と外側でイオン濃度が異なるため浸透圧が生じる。すると水分子がさらに吸収され、網目が広がって図1のように樹脂が膨らむが、分子鎖が共有結合で架橋されているため、樹脂内に一定量の水が保持された状態で吸水がとまる。浸透圧については、希薄溶液では一般にファントホッフの法則が成り立つ。（d）ファントホッフの法則を用いると、浸透圧や溶質の分子量を決定することができる。
下線部（c）に関して、純水に浸した場合と塩化ナトリウムNaCl水溶液に浸した場合に起こる現象の記述として正しいものはどれか。最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
- 樹脂に吸収される水の量は、純水よりもNaCl水溶液に浸した場合の方が少ない。
- 樹脂に吸収される水の量は、純水よりもNaCl水溶液に浸した場合の方が多い。
- 樹脂に吸収される水の量は、いずれの場合も同じである。
- NaCl水溶液に浸した場合は、架橋が切れて樹脂が溶解する。
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この過去問の解説 （3件）
01
高吸水性樹脂と浸透圧についての問題です。
樹脂の内側と外側でのイオン濃度の差によって浸透圧が生じるとあるため、
NaCl水溶液に浸したときのほうがイオン濃度の差が小さく、吸水する水の量が少ないと考えられます。
この選択肢が正しいです。
NaCl水溶液に浸した場合の方が少ないため、この選択肢は誤りです。
NaCl水溶液に浸した場合の方が少ないため、この選択肢は誤りです。
NaCl水溶液に浸したときに架橋構造が崩れることはないため、
この選択肢は誤りです。
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02
高吸水性樹脂の原理に関する問題で、設問通り浸透圧で考えます。
この場合、塩化ナトリウムに浸した方が樹脂の内側と外側でイオン濃度の差が小さくなります。
そうなると吸水される水の量は減少します。
正しい
記述通りです。
誤り
純水よりもNaCl水溶液に浸した場合の方が少なくなります。
誤り
NaCl水溶液に浸した場合の方が少なくなります。
誤り
このような現象は起こりません。
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03
浸透圧についての問題です。
正しいです。
NaCl水溶液の場合、樹脂内外のイオン濃度差が純水よりも小さくなるため、吸収される水の量が少なくなります。
誤りです。
NaCl水溶液の場合、樹脂内外のイオン濃度差が純水よりも小さくなるため、吸収される水の量が少なくなります。
誤りです。
NaCl水溶液の場合、樹脂内外のイオン濃度差が純水よりも小さくなるため、吸収される水の量が少なくなります。
誤りです。
NaCl水溶液で架橋は切れません。
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