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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861880問を掲載しています(44ページ目/全62ページ)。

  1. 861難易度 ★★☆☆☆

    PET ボトルのリサイクルで作られるものとして代表的なものはどれか。

    正解:ポリエステル繊維(ペットボトル再生繊維)
    解説:PETボトルは回収後に洗浄・粉砕・溶融し、ポリエステル繊維(フリース素材・衣類・カーペット)や新たなPETボトル(ボトルtoボトル)に再生される。日本のPETボトルリサイクル率は85〜90%と世界でも高水準。
  2. 862難易度 ★★☆☆☆

    酸化マグネシウム(MgO)が胃薬(制酸剤)として使われる理由はどれか。

    正解:塩基性で胃酸(HCl)を中和する
    解説:MgOは塩基性(アルカリ性)で、胃酸(塩酸)と反応してMgCl2と水を生成し中和する。過剰な胃酸を緩和し胃痛・胸やけを和らげる。また浸透圧性下剤としても使われる。消化酵素の活性化や蠕動運動促進ではない。
  3. 863難易度 ★★★☆☆

    亜鉛(Zn)メッキを鉄に施す「ドブメッキ(溶融亜鉛メッキ)」が錆防止に効果的な理由はどれか。

    正解:亜鉛がイオン化傾向で鉄より大きく、犠牲陽極として先に酸化される
    解説:亜鉛は鉄よりイオン化傾向が大きいため、傷ができて地の鉄が露出しても亜鉛が先に酸化(犠牲防食)されて鉄の腐食を防ぐ。単なるバリア効果だけでなく、この電気化学的保護が亜鉛メッキ(ガルバナイズド鋼)の優れた防食性の鍵。
  4. 864難易度 ★★★☆☆

    尿素(CO(NH2)2)が化学肥料の主成分として広く使われる理由はどれか。

    正解:窒素含有率が高く(約46%)、水に溶けやすいため
    解説:尿素は窒素含有率が肥料の中で最も高い約46%で、水溶性が高く散布しやすい。土中でウレアーゼによってアンモニアと二酸化炭素に加水分解され、植物が吸収できるアンモニア態窒素・硝酸態窒素として利用される。
  5. 865難易度 ★★★☆☆

    食品のpHと保存性の関係で正しいものはどれか。

    正解:pH4.6以下の酸性環境では多くの病原菌が増殖できず保存性が高い
    解説:pH4.6はボツリヌス菌が毒素を産生しない下限とされており、ジャム・酢漬け・酸性飲料などpH4.6以下の食品は多くの病原菌が増殖できず保存性が高い。このため酸(酢・クエン酸・乳酸)が防腐保存に利用される。
  6. 866難易度 ★★★☆☆

    アルコールが消毒に使われるとき、最も殺菌効果が高い濃度はどれか。

    正解:70〜80%(エタノール水溶液)
    解説:100%の純エタノールは菌のタンパク質を急速に変性させ外側に保護膜を作ってしまい、内部への浸透が難しくなる。70〜80%の水溶液では水が浸透促進剤として働き、タンパク質変性が内部まで到達して殺菌効果が最大になる。消毒用アルコールが70〜80%に調整されている理由。
  7. 867難易度 ★★★★

    グラフェン(炭素の単層シート)の構造に関して正しいものはどれか。

    正解:炭素原子が六角形の格子状(ハニカム構造)で結合した単原子層
    解説:グラフェンはsp²混成軌道の炭素原子が六角格子(ハニカム)で結合した単原子層の2次元物質。電気導電性・熱伝導性・強度が際立って高く、次世代材料として注目される。多層積層したものがグラファイト(黒鉛)。ダイヤモンドはsp³四面体で全く異なる構造。
  8. 868難易度 ★★★☆☆

    化粧品の日焼け止めや食品に使われる「酸化チタン(TiO2)」が安全とされる主な理由はどれか。

    正解:化学的に不活性で人体や食品と反応しにくいため
    解説:酸化チタン(TiO2)は化学的に非常に安定で反応性が低く、消化管から吸収されにくい。そのため食品着色料(食品白色化)・日焼け止めの散乱剤・塗料・化粧品に広く使われる。ただし超微粒子(ナノサイズ)の安全性については研究が続いている。
  9. 869難易度 ★★★☆☆

    牛乳を加熱したときに表面に膜(湯葉のようなもの)ができる理由はどれか。

    正解:熱変性したタンパク質と脂肪が表面で濃縮・凝集する
    解説:牛乳を加熱すると表面の水分が蒸発して濃縮され、熱変性したβ-ラクトグロブリン(乳清タンパク)やカゼインが乳脂肪と絡まって「ミルクスキン(ラム皮)」を形成する。豆乳でも同じ原理で湯葉ができる。
  10. 870難易度 ★★★★

    フォン・デア・ワールス力(ファンデルワールス力)の説明として正しいものはどれか。

    正解:非極性分子間でも働く弱い電気的引力で、分子量が大きいほど強くなる傾向がある
    解説:ファンデルワールス力は分子間に働く弱い引力で、分散力(ロンドン分散力)・誘起双極子力・永久双極子力を含む。極性・非極性を問わず全分子間に存在し、分子の分極率(一般に分子量・表面積と相関)が大きいほど強くなる。ヤモリが壁を這える仕組みもこの力による。
  11. 871難易度 ★★☆☆☆

    家庭用ガスコンロでプロパンガス(LPG)を使う場合、ガス漏れ時に床付近に溜まりやすい理由はどれか。

    正解:プロパン(C3H8)の分子量が空気より重く、低い場所に沈降するため
    解説:プロパン(C3H8、分子量44)は空気(平均分子量約29)より重く、漏れると床付近に溜まる。一方、都市ガスの主成分メタン(CH4、分子量16)は空気より軽く天井付近に溜まる。この違いがガス警報器の取り付け位置(LPG→床付近、都市ガス→天井付近)に影響する。
  12. 872難易度 ★★☆☆☆

    生分解性プラスチックの説明として正しいものはどれか。

    正解:微生物によって二酸化炭素と水に分解されるプラスチック
    解説:生分解性プラスチック(ポリ乳酸PLAなど)は土壌・水中の微生物が産生する酵素によって加水分解・酸化分解され、最終的にCO2と水になる。石油系プラスチックと異なりマイクロプラスチック汚染が起こりにくい。ただし適切な温度・湿度・微生物環境が必要。
  13. 873難易度 ★★★☆☆

    砂糖(スクロース)が水に溶けやすい理由はどれか。

    正解:スクロース分子の多くのOH基が水分子と水素結合を形成するため
    解説:スクロース(C12H22O11)はグルコースとフルクトースがグリコシド結合した二糖で、多数のヒドロキシル基(OH基)が水分子と水素結合を形成して溶媒和(水和)されるため水への溶解度が非常に高い(約200g/100mL)。イオン化はしない非電解質。
  14. 874難易度 ★★☆☆☆

    体の中でエネルギー通貨と呼ばれる物質はどれか。

    正解:ATP(アデノシン三リン酸)
    解説:ATPはアデノシンとリン酸3個からなる高エネルギーリン酸化合物で、細胞内のほぼ全てのエネルギー消費反応(筋収縮・イオンポンプ・生合成)の直接エネルギー源として使われる。グルコースや脂肪酸はATPを合成するための「燃料」であり、ATPが「通貨」として使われる。
  15. 875難易度 ★★★☆☆

    食品の「メイラード反応」が起こりやすい条件として正しいものはどれか。

    正解:高温・低水分活性(乾燥)
    解説:メイラード反応は高温(100℃以上)で加速し、水分活性が0.6〜0.8の中程度の低水分条件で最も進みやすい。高温・乾燥環境(パン焼き・肉のグリル・クッキー)で顕著に起こる。低温や高水分(ゆで調理)では反応が遅い。
  16. 876難易度 ★★★★

    亜硝酸ナトリウムがハムやソーセージなどの食肉加工品に使われる主な理由はどれか。

    正解:ボツリヌス菌の増殖を抑え、発色(赤みを保つ)作用があるため
    解説:亜硝酸ナトリウム(NaNO2)は食肉のミオグロビンと反応してニトロソミオグロビンを生成し、加熱後もニトロソヘモクロモゲンとして赤みを保つ発色剤として機能する。また強力なボツリヌス菌(Clostridium botulinum)の増殖抑制・毒素生産阻害効果がある。発がん性懸念から過剰摂取に注意が必要。
  17. 877難易度 ★★★☆☆

    「超臨界流体(supercritical fluid)」とはどのような状態か?

    正解:物質が臨界温度・臨界圧力を超えた状態で、液体と気体の中間的な性質(気体の拡散性と液体の溶解力)を持つ
    解説:超臨界流体とは物質の臨界温度と臨界圧力の両方を超えた状態で、気体と液体の区別がなくなります。気体の高い拡散性と液体の溶解力を兼ね備えており、超臨界二酸化炭素はカフェインの除去(デカフェ)や医薬品・食品の抽出・精製に広く利用されています。
  18. 878難易度 ★★★☆☆

    「クロマトグラフィー(chromatography)」の基本原理として正しいのはどれか?

    正解:移動相と固定相に対する各成分の親和性の違いを利用して混合物の成分を分離する
    解説:クロマトグラフィーは1906年にロシアのツヴェットが植物色素の分離に用いたのが起源で、固定相(固体または液体)と移動相(気体または液体)への親和性の差を利用して成分を分離します。薄層クロマトグラフィー(TLC)・HPLC・ガスクロマトグラフィー(GC)など多種多様な手法があります。
  19. 879難易度 ★★☆☆☆

    アルコール発酵において、グルコース(C₆H₁₂O₆)1分子から主に生成されるものの組み合わせとして正しいのはどれか?

    正解:エタノール(C₂H₅OH)2分子と二酸化炭素(CO₂)2分子
    解説:酵母などによるアルコール発酵では、グルコース(C₆H₁₂O₆)が解糖系を経て2分子のエタノール(C₂H₅OH)と2分子の二酸化炭素(CO₂)に分解されます。化学反応式は C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ と表されます。パンの膨張やビール・ワインの製造に利用される重要な反応です。
  20. 880難易度 ★★★☆☆

    水(H₂O)の「三重点(triple point)」について正しいのはどれか?

    正解:固体・液体・気体の三相が同時に熱力学的平衡で共存する特定の温度と圧力の点
    解説:水の三重点は約0.01℃(273.16K)・611.7 Pa(約0.006気圧)で、固体(氷)・液体(水)・気体(水蒸気)の三相が同時に平衡共存する唯一の状態です。この点は過去のケルビン温度スケール定義の基準としても重要でした。

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