令和6年度 I-4-1

解説

この問題で問われていること

ハロゲン原子の電気陰性度(ア)、ハロゲン分子の酸化力(イ)、ハロゲン化水素の水溶液の水素イオン濃度(ウ)、ハロゲン化水素の沸点(エ)に関する4つの記述のうち、正しいものの組合せを選ぶ問題。

解き方

① ハロゲン: 電気陰性度・酸化力はF>Cl>Br>I。HFだけ弱酸(HCl・HBr・HIは強酸)。沸点はHFだけ水素結合で高く、残りはHI>HBr>HCl
② (ア)(イ)は○。(ウ)HFが最も高いは×、(エ)HF>HCl>HBr>HIは×
③ ア・イ(①)

正解が正しい理由

(ア)電気陰性度はF>Cl>Br>Iの順で正しい。(イ)ハロゲン分子の酸化力(標準還元電位)もF₂>Cl₂>Br₂>I₂の順で正しい。(ウ)同濃度の水溶液では、HCl・HBr・HIは強酸で水中ではほぼ完全に解離するため水素イオン濃度はほぼ等しく、HFだけが弱酸で最も低い。『HFが最も高い』という記述は誤り。(エ)沸点はHFが分子間水素結合のため約19.5℃と突出して高く、他はHI(約−35℃)>HBr(約−67℃)>HCl(約−85℃)の順である。『HF,HCl,HBr,HI』の順という記述は誤り。したがって正しいのは(ア)と(イ)の①である。

各選択肢について

• ① (ア)電気陰性度F>Cl>Br>Iと(イ)酸化力F₂>Cl₂>Br₂>I₂がいずれも正しく、(ウ)(エ)が誤りなので、(ア,イ)の組合せが正答。
• ② (ア)は正しいが、(ウ)が誤り。HFは弱酸で水素イオン濃度は最も低く、HCl・HBr・HIは強酸でほぼ完全に解離するため、『HFから高い順』にはならない。
• ③ (イ)は正しいが、(ウ)が誤り(HFは弱酸で[H⁺]が最も低い)。
• ④ (イ)は正しいが、(エ)が誤り。沸点はHFが水素結合で最も高く、次いでHI>HBr>HClの順で、HClは最も低い。
• ⑤ (ウ)(エ)がいずれも誤りなので、正しい記述の組合せとして不適切。

覚えるべきポイント

ハロゲンの電気陰性度・酸化力は原子番号が小さいほど強い(F>Cl>Br>I)。ハロゲン化水素は、水中でHCl/HBr/HIが強酸(ほぼ完全解離)でHFだけが弱酸であること、沸点はHFだけが水素結合で突出して高く他は分子量が大きいほど高い(HI>HBr>HCl)ことを区別して覚える。