茨城大学の推薦入試過去問解説｜農学部・化学の構造と熱量計算【2027年度】

茨城大学の2026年度学校推薦型選抜・農学部食生命科学科の総合問題では、エタノールを題材に、構造異性体、水素結合、反応式、エンタルピーの計算が問われました。

知識問題と計算問題を別々に覚えるだけでなく、構造・性質・反応をつなげて説明することが大切です。 総合問題（生物・化学）の大問1、問1〜8を解説します。

出典：茨城大学・公式過去問一覧、2026年度学校推薦型・農学部総合問題、大学公表の解答例。

問1：同じ分子式でも、結合のつながり方が異なる

問題の空欄と条件

エタノールCH₃CH₂OHとジメチルエーテルCH₃OCH₃は、どちらも分子式がC₂H₆Oです。原子の結合のつながり方が異なるため、構造異性体の関係にあります。

問1の空欄を整理すると、次のとおりです。

ナトリウムとの反応は、エタノールのヒドロキシ基に着目すると理解できます。分子式が同じという理由だけで、ジメチルエーテルも同じ反応をすると考えないようにしましょう。

分子式C₂H₆Oだけでは、酸素が炭素の鎖の間にあるのか、末端でO−Hをつくっているのかまでは決まりません。問1の違いが、後の問4の反応や問5の沸点差を考える手がかりになります。

問2・3：反応式と質量百分率は、原子数を確認

問題の式・数値・有効数字

エタノールの完全燃焼では、炭素2個がCO₂ 2分子、水素6個がH₂O 3分子になります。酸素の数を最後にそろえると、反応式は次の形です。

CH₃CH₂OH（液）＋3O₂（気）→2CO₂（気）＋3H₂O（液）

したがって、係数a＝3、b＝2、c＝3です。生成物側の酸素はCO₂の4個とH₂Oの3個で合計7個。エタノール自身に1個あるので、残り6個を3O₂で補っています。水が液体という指定は、後の燃焼エンタルピーでも重要になります。

炭素の質量百分率では、分子量を先に求めます。C₂H₆Oの分子量は、12.0×2＋1.0×6＋16.0＝46.0。炭素の分は24.0なので、24.0/46.0×100＝52.173…％です。有効数字3桁で52.2％となります。

問4：エタノールの脱水は、温度で生成物が変わる

問題の温度条件

濃硫酸を使う反応でも、温度の条件によって、分子間の脱水と分子内の脱水が変わります。

ジメチルエーテルとジエチルエーテルは別の物質です。問1に出た名称に引きずられず、エタノール2分子からできる構造を確認してください。

130〜140℃の式は、2分子から水1分子が取れ、残った部分が酸素を挟んでつながる分子間脱水です。160〜170℃では、1分子から水が取れて炭素間に二重結合ができる分子内脱水となります。各式の左右で、炭素・水素・酸素の原子数が一致するかも確認しましょう。

問5：沸点差は、分子間の結びつきから説明

問題の数値・字数条件

エタノールはヒドロキシ基を持ち、エタノール分子同士で水素結合を形成できます。一方、ジメチルエーテルの分子にはヒドロキシ基がなく、同じ仕組みの水素結合を分子同士で形成できません。

エタノールの方が分子間の結びつきが強く、気体になるために必要なエネルギーが大きいため、沸点が高くなります。

「水素結合がある」で終えず、それが分子間の結びつきと沸点にどうつながるかまで説明しましょう。 問5の字数指定は100字以内です。

70字の答案例

次はスキルパス作成の答案例です。

エタノールは分子間で水素結合をつくるため、ジメチルエーテルより分子間力が強い。気化させるために多くのエネルギーが必要となり、沸点が高くなる。

構造の違いから分子間力へ、分子間力から気化に必要なエネルギーへ、という順番で説明しています。ここで比べているのは、同じ物質の分子同士の結び付きです。沸騰を、分子内の共有結合を切って別の物質にする反応と混同しないことが大切です。

問6：液体から気体への変化は、生成エンタルピーの差

問題の数値・条件

問題では、エタノールの生成エンタルピーが、液体−278 kJ/mol、気体−235 kJ/molと与えられています。

同じ単体から液体になる経路と、気体になる経路の差を考えると、気化のエンタルピー変化は、−235−(−278)＝＋43 kJ/molです。

求める反応は、CH₃CH₂OH（液）→CH₃CH₂OH（気）。1 molの気化に43 kJを吸収することが分かります。負の数同士の差で、符号を取り違えないようにしましょう。

図では同じ単体を出発点としているので、途中の経路を変えても全体のエンタルピー変化は同じです。液体を経由する経路では−278＋ΔH_気化＝−235となり、ΔH_気化＝＋43 kJ/molです。液体の方が低いエンタルピーを持つため、気体へ変えるにはエネルギーを与える必要があります。

問7：反応熱から、物質量と気体の体積へ進む

問題の数値・条件

(1)(2) 燃焼エンタルピーと水の生成エンタルピー

CO₂とH₂Oの生成エンタルピーを、それぞれX、Yとすると、燃焼のエンタルピー変化は、生成物の合計から反応物の合計を引きます。

ΔH＝2X＋3Y−(−278)＝2X＋3Y＋278

酸素は基準となる単体なので、その生成エンタルピーは0です。反応物側は−278＋3×0となり、これを引くため、式の最後は＋278です。

ΔH＝−1368、X＝−394を代入すると、−1368＝2×(−394)＋3Y＋278＝3Y−510。したがって3Y＝−858より、Y＝−286 kJ/molとなります。求めるのは水（液）の生成エンタルピーです。

(3) 放出された熱量から、使った量を求める

エタノール1 molの燃焼で1368 kJを放出するので、855 kJを放出したときの物質量は、855/1368＝0.625 molです。これは有効数字3桁になっています。

反応式から、酸素はその3倍の1.875 mol必要です。問題の27℃を27＋273＝300 Kに換算し、pV＝nRTをVについて解きます。この小問では、本文の一般条件とは別に指定された1.0×10⁵ Paを使います。

V＝1.875×(8.3×10³)×300/(1.0×10⁵)

＝46.6875 L

有効数字2桁で47 Lです。反応式の係数比、絶対温度、気体定数に対応する体積の単位を、順に確認することが大切です。

問8：エントロピーは、意味と具体例をそろえる

問題の字数・条件

問8は、エントロピーの意味と、それが増加する変化の例を60字以内で説明する問題です。

高校化学では、エントロピーを系の乱雑さの尺度として捉えます。例としては、水が水蒸気になる変化が挙げられます。液体から気体になると、分子が取り得る位置や運動の状態が広がる、という関係まで理解しておくと説明しやすくなります。

52字の答案例

次はスキルパス作成の答案例です。

エントロピーは系の乱雑さの尺度であり、水が水蒸気になるように、分子の取り得る状態が広がる変化で増加する。

定義だけでなく、設問が求める具体例を1つ含めています。「水が水蒸気になる」を挙げたら、分子の状態の広がりという定義との対応も押さえておくと、口頭で理由を聞かれた際にも説明できます。

化学の推薦のチャンスを、学力と探究の実績で生かす

今回の大問は、用語、構造式、反応式、割合、熱量、気体の計算がつながっています。間違えた問題は答えだけを直さず、どの関係を使うかを選ぶところから復習しましょう。

理系の推薦は、基礎学力に加え、実験や探究で積み重ねた関心を伝えられるチャンスです。 化学の問題でも活動の説明でも、条件と結果を分け、なぜその結果になると考えたかを説明する準備が大切です。

スキルパスでは、現役の理系大学院生や大学教員が指導。化学の式や計算の考え方から、探究・実験などの実績づくり、志望理由書・面接まで相談できます。今の学力や関心に合わせて、筆記対策と活動の準備を一緒に進められます。

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