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⚗️化学クイズ 問題と解説

元素・化合物・化学反応など、化学に関するクイズです。元素周期表から身近な化学現象まで、化学の面白さを体験できます。1240問のうち第741760問を掲載しています(38ページ目/全62ページ)。

  1. 741難易度 ★★☆☆☆

    アスピリン(アセチルサリチル酸)の生理作用として正しいものはどれか?

    正解:消炎・解熱・鎮痛作用(プロスタグランジン合成阻害)
    解説:アスピリンはシクロオキシゲナーゼ(COX)酵素を不可逆的にアセチル化して阻害し、炎症・発熱・痛みを引き起こすプロスタグランジンの合成を抑制する。抗血小板作用ももち血栓予防にも使われる。
  2. 742難易度 ★★★☆☆

    芳香族化合物がほかの不飽和化合物と比べて付加反応より置換反応を起こしやすい理由はどれか?

    正解:芳香族性(4n+2個のπ電子の非局在化)に由来する安定性を保つために置換反応が優先するため
    解説:芳香族化合物のπ電子系が環状に非局在化(休克の規則、4n+2個のπ電子)することによる安定性(芳香族性)を保つため、π結合を消費する付加反応より水素を置き換える求電子置換反応が優先する。
  3. 743難易度 ★★★☆☆

    エステルのうち「リン酸エステル」として正しい記述はどれか?

    正解:リン酸と糖がエステル結合を形成した化合物(核酸の骨格など)
    解説:リン酸エステルはリン酸(H₃PO₄)のOH基がアルコール・糖・タンパク質などのOHとエステル結合した化合物。DNAやRNAの糖とリン酸のホスホジエステル結合、ATP・ADP、細胞膜のリン脂質がその代表例である。
  4. 744難易度 ★★☆☆☆

    アセチル化とは一般にどのような反応か?

    正解:アセチル基(CH₃CO−)を化合物に導入する反応
    解説:アセチル化はアセチル基(CH₃CO−、エタノイル基)を水酸基やアミノ基などに導入する反応。無水酢酸・塩化アセチルなどが試薬として使われる。アスピリン合成(サリチル酸のOHのアセチル化)が代表例。
  5. 745難易度 ★★☆☆☆

    タンパク質を構成するアミノ酸において、すべてのアミノ酸が(グリシン以外)もつ特徴はどれか?

    正解:不斉炭素原子(α炭素に4種類の置換基)
    解説:グリシン以外の天然アミノ酸はα炭素に水素・アミノ基・カルボキシ基・R側鎖(4種類の置換基)が結合しており、不斉炭素原子をもつ。天然アミノ酸はほぼすべてL型で、光学活性である。
  6. 746難易度 ★★★☆☆

    α-アミノ酸において両性電解質(ツビッターイオン)とはどのような状態か?

    正解:アミノ基がプロトン化(−NH₃⁺)されカルボキシ基が脱プロトン(−COO⁻)した内部塩の状態
    解説:ツビッターイオン(双性イオン)状態ではアミノ基(−NH₂)がプロトンを受け取り−NH₃⁺になり、カルボキシ基(−COOH)がプロトンを失って−COO⁻になった内部塩を形成する。等電点(pI)のpHでこの状態が最も安定する。
  7. 747難易度 ★★★☆☆

    セルロースのアセチル化で得られる重要な工業材料はどれか?

    正解:酢酸セルロース(セルロースアセテート)
    解説:セルロースに無水酢酸を反応させてOH基をアセチル化すると酢酸セルロース(セルロースアセテート)が得られる。フィルム・繊維(アセテート繊維)・たばこフィルターなどに使われる。
  8. 748難易度 ★★☆☆☆

    合成繊維ナイロンの発見・発明はどの会社によるものか?

    正解:デュポン社(アメリカ)
    解説:ナイロン(ナイロン6,6)は1938年にアメリカのデュポン社が開発・市販化した世界初の合成繊維であり、ウォーレス・カロザースらによる縮合重合の研究成果として生まれた。
  9. 749難易度 ★★★☆☆

    アントラセン(C₁₄H₁₀)の構造はどれか?

    正解:ベンゼン環3つが直線状に縮合した三環式芳香族
    解説:アントラセンはベンゼン環3つが直線状に縮合した多環式芳香族炭化水素(PAH)で分子式C₁₄H₁₀。フェナントレン(屈曲状縮合)は同一分子式の異性体。染料・光導電体などに使われる。
  10. 750難易度 ★★☆☆☆

    石けん(脂肪酸ナトリウム塩)が油を乳化する仕組みはどれか?

    正解:石けん分子の親水性の頭部(カルボキシ基)が水側に、疎水性の尾部(炭化水素鎖)が油側に向いてミセルを形成する
    解説:石けん分子(脂肪酸ナトリウム)はイオン性の親水性頭部(COONa)と長鎖炭化水素の疎水性尾部をもつ両親媒性分子である。水中で疎水性尾部を内側に、親水性頭部を外側に向けたミセルを形成し、油分を取り込んで乳化することで洗浄効果を発揮する。
  11. 751難易度 ★★★☆☆

    ポリビニルアルコール(PVA)の製造方法として正しいものはどれか?

    正解:ポリ酢酸ビニルをけん化(加水分解)してアセチル基をOHに変換する
    解説:ビニルアルコール(CH₂=CHOH)は不安定なエノール型のためモノマーとして存在できない。PVAはポリ酢酸ビニル(PVAc)をNaOHでけん化してアセテート基をOH基に変換することで製造される。洗濯糊・紙の表面処理・繊維に使われる。
  12. 752難易度 ★★☆☆☆

    核酸の二次構造においてグアニン(G)とシトシン(C)の塩基対の水素結合の数はどれか?

    正解:3本
    解説:DNAの二重らせんでG−C塩基対は3本の水素結合(N-H···O、N-H···N、O···H-N)をもつ。A−T塩基対は2本の水素結合である。G−C含量が高いDNAは融解温度(Tm)が高い。
  13. 753難易度 ★★★☆☆

    スクロース(ショ糖)が非還元糖である理由はどれか?

    正解:α-グルコースとβ-フルクトースが還元性を示すアノマー位(1位・2位のOH)どうしでグリコシド結合しているため
    解説:還元糖の特性はグルコース等の開環形でアルデヒドが生じるアノマー位(1位のOH)の有無による。スクロースはグルコースの1位とフルクトースの2位(アノマー位)がグリコシド結合で連結されているため、両方の還元性末端が塞がれ非還元糖となる。
  14. 754難易度 ★★★☆☆

    ポリアクリロニトリル(PAN)を高温で熱処理することで得られる材料はどれか?

    正解:炭素繊維(カーボンファイバー)
    解説:ポリアクリロニトリル(PAN)は炭素繊維の主要前駆体であり、不活性雰囲気下での熱処理(安定化・炭化・黒鉛化)により高強度・高弾性の炭素繊維が製造される。航空機・スポーツ用品・産業機器に広く使われる。
  15. 755難易度 ★★☆☆☆

    アルコール発酵の化学反応式として正しいものはどれか?

    正解:C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂
    解説:酵母によるアルコール発酵ではグルコース1分子が嫌気条件下でピルビン酸を経てエタノール2分子と二酸化炭素2分子に分解される(C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂)。この反応でATPが2分子生産される。
  16. 756難易度 ★★★☆☆

    ポリウレタンの繰り返し単位にあるウレタン結合(カルバミン酸エステル)はどの官能基の組み合わせで形成されるか?

    正解:イソシアナート基(−NCO)とヒドロキシ基(−OH)
    解説:ウレタン結合(−NHCOO−)はイソシアナート(−N=C=O)のC=N結合にアルコールのOHが付加反応することで形成される。副生成物のない付加反応型縮合のためポリウレタン合成に利用される。
  17. 757難易度 ★★★☆☆

    光合成で固定された炭素が最初に取り込まれる化合物(カルビン回路)はどれか?

    正解:3-ホスホグリセリン酸(3-PGA、C₃)
    解説:カルビン回路(C₃回路)ではCO₂がリブロース1,5-ビスリン酸(RuBP、C₅)にRuBisCO酵素によって固定され、直ちに2分子の3-ホスホグリセリン酸(3-PGA、C₃)に分解される。これが炭素固定の最初の産物である。
  18. 758難易度 ★★★★

    高分子化合物の「分子量分布」を表す指標として用いられる「多分散度(Đ)」について正しいものはどれか?

    正解:多分散度が1.0のとき、全分子の分子量が完全に均一(単分散)
    解説:多分散度(分子量分布指数)Đ = Mw/Mn(重量平均分子量/数平均分子量)で定義される。Đ=1.0は全分子が同じ分子量の完全単分散を意味し、実際の高分子はĐ>1.0となる。リビング重合では狭い分子量分布(Đ≈1.0〜1.1)が実現できる。
  19. 759難易度 ★★★☆☆

    タンパク質のαヘリックス構造を安定化する主な相互作用はどれか?

    正解:ペプチド鎖内の水素結合(n番目のC=OとN+4番目のN−Hの水素結合)
    解説:αヘリックスはポリペプチド鎖が右巻き螺旋を形成し、n番目の残基のカルボニル酸素(C=O)とn+4番目のアミノ基水素(N−H)が水素結合することで安定化される。1回転あたり3.6残基で、毎ターン0.54 nmのピッチをもつ。
  20. 760難易度 ★★★☆☆

    ADP(アデノシン二リン酸)にリン酸基を1つ付加してATPを生成する反応を行う主な代謝経路はどれか?

    正解:酸化的リン酸化(ミトコンドリアの電子伝達系)と解糖系・クエン酸回路の基質レベルリン酸化
    解説:ATPは主にミトコンドリア内膜のATP合成酵素による酸化的リン酸化(NADH・FADH₂の酸化で生じるプロトン勾配を利用)と、解糖系・クエン酸回路での基質レベルリン酸化で合成される。光合成でも光リン酸化でATPが生成される。

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