共通テスト(理科) 過去問
令和8年度(2026年度)本試験
問29 (化学基礎(第2問) 問3(a))

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問題

共通テスト(理科)試験 令和8年度(2026年度)本試験 問29(化学基礎(第2問) 問3(a)) (訂正依頼・報告はこちら)

農業に不可欠な肥料の中には、鉱物資源などを原料としてつくられているものが多くある(図1)。肥料として利用される物質に関する後の問いに答えよ。

石灰窒素法は、大気中の窒素N2から窒素肥料を製造する方法の一つである。この方法で合成されるカルシウムシアナミドCaCN2は、水と反応するとアンモニアNH3などの窒素化合物を生成し、窒素肥料となる。CaCN2に関連する次の問いに答えよ。

a  石灰窒素法では、次に示す一連の反応ア~ウによってCaCN2を合成する。これらの反応では、石灰石CaCO3から得られた酸化カルシウムCaOを、炭素Cを主成分とするコークスを用いて炭化カルシウムCaC2にしたのち、窒素N2と反応させてCaCN2としている。

ア  CaCO3 → CaO+CO2  約1200℃で行う
イ  CaO+3C → CaC2+CO  約2000℃で行う
ウ  CaC2+N2 → CaCN2+C  950~1200℃で行う

反応ア~ウのうち、酸化還元反応はどれか。すべてを正しく選択しているものとして最も適当なものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。
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  • ア
  • イ
  • ウ
  • ア、イ
  • ア、ウ
  • イ、ウ
  • ア、イ、ウ

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この過去問の解説 (2件)

01

正解は、「イ、ウ」です。

酸化還元反応かどうかは、反応の前後で元素の酸化数が変化しているかを調べると判断できます。

 

ア

CaCO₃ → CaO+CO₂

この反応は酸化還元反応ではありません。

CaCO₃では、

Ca:+2
C:+4
O:-2

です。

反応後のCaOではCaが+2、Oが-2、CO₂ではCが+4、Oが-2です。

つまり、どの元素も酸化数が変化していません。

この反応は、炭酸カルシウムを加熱して酸化カルシウムと二酸化炭素に分ける反応であり、酸化還元反応には当たりません。

 

イ

CaO+3C → CaC₂+CO

この反応は酸化還元反応です。

反応前の単体の炭素Cの酸化数は0です。

CaC₂ではCaの酸化数が+2なので、2個のC全体では-2となり、C1個あたりの酸化数は-1です。

一方、COではOが-2なので、Cの酸化数は+2です。

つまり、炭素の一部は、

0 → -1

となって還元され、別の炭素は、

0 → +2

となって酸化されています。

酸化と還元が同時に起こるため、酸化還元反応です。

 

ウ

CaC₂+N₂ → CaCN₂+C

この反応も酸化還元反応です。

N₂は単体なので、反応前のNの酸化数は0です。

CaCN₂ではCaが+2であり、通常、Nを-3として考えるとCは+4になります。

したがって、窒素Nは、

0 → -3

となり、還元されています。

一方、CaC₂中の炭素は-1ですが、生成物ではCaCN₂中の炭素が+4、単体の炭素が0となっています。炭素の酸化数は大きくなっているため、炭素は酸化されています。

このように、炭素の酸化と窒素の還元が同時に起こるので、酸化還元反応です。

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02

酸化還元反応の判別は、酸化数の変化で判断します。

反応ア

Ca:+2→+2

C:+4→+4

O:-2→-2(CaO)、-2(CO2)

酸化数の変化はないので、酸化還元反応ではありません。

 

反応イとウですが、単体の酸化数は0なので、単体(化合物)→化合物(単体)となっている反応は酸化還元反応です。

選択肢6. イ、ウ

この組み合わせが正解です。

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