化学反応の地図帳 名前反応もまとめて見渡せる、反応の地図

酸から出る H⁺ と、塩基から出る OH⁻ が結びついて水になり、同時に塩ができる反応。

• 中学から登場する 超基本反応。
• 中和点では、酸と塩基の物質量が 等しく なる。
• 滴定では、指示薬で色の変化を見て中和点を判断する。

酢酸やアンモニアなどの弱電解質が関わる中和では、電離平衡とセットで考えることが多い。

• 平衡定数 K_a, K_b とpH計算がよくセットで出題。
• 酢酸 + 酢酸ナトリウムなどの系は 緩衝液 としても扱われる。

2種類以上のイオンを含む水溶液を混ぜると、難溶性の塩が生じて沈殿することがある。

• 代表例：Ba²⁺ + SO₄²⁻ → BaSO₄(白色)、Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl(白色)。
• 溶解度積K_spを使った計算問題がよく出題される。

過マンガン酸カリウムやヨウ素などが登場し、酸化数の変化を追いながら濃度を求めるタイプの滴定。

• 電子の受け渡しを考える半反応式で計算する。
• 終点の判定に、色の変化やでんぷん溶液が使われる。

匂いのもとにもなる エステル を作る反応。濃硫酸が 触媒兼脱水剤 として働くのがポイント。

• 可逆反応なので、平衡 の考え方とセットで学習。
• 水を除くと生成物側に平衡がずれる（ルシャトリエの原理）。

R-MgX が 強い求核試薬として働き、アルデヒドやケトンに付加してアルコールを与える反応。

• 水やアルコールとすぐ反応してしまうので、厳密な無水条件が必要。
• 生成されるアルコールの級（1級・2級・3級）は、もとのカルボニルの種類で決まる。

ベンゼン環に、ハロゲン化アルキルや酸塩化物から生成した カルボカチオン を導入する反応。

• AlCl₃ などの ルイス酸 を触媒として用いる。
• 電子供与性置換基があると、さらに反応しやすくなる（オルト・パラ配向）。

エノラートイオンが別のカルボニル炭素を攻撃して、β-ヒドロキシカルボニル化合物を与える反応。

• 塩基条件（NaOHなど）で進行することが多い。
• 脱水を伴うと、共役エンオン（α,β不飽和カルボニル化合物）が生成する。

共役ジエンと二重結合・三重結合をもつジエノフィルが、一度に二つの新しいσ結合を作りながら環化する反応。

• 立体化学が保存される「立体特異的」な反応として有名。
• 合成化学で 複雑な環構造を組み立てるときに多用される。

飽和食塩水にアンモニアと二酸化炭素を吹き込み、溶解度の小さい炭酸水素ナトリウム(NaHCO₃)を沈殿させてから加熱分解し、炭酸ナトリウム(Na₂CO₃)を得る工業的製法。

• ガラスの原料になる炭酸ナトリウムを安価に大量生産する方法。
• 反応で生じるNH₃・CO₂・CaCl₂などを循環利用する点も頻出。

硫黄またはFeS₂を燃焼させて得たSO₂を、酸化バナジウム(V)(V₂O₅)を触媒に酸化してSO₃にし、水に吸収させて濃硫酸を作る工業的製法。

• SO₃は直接水に吸収させると発熱が激しいため、いったん濃硫酸に吸収させ発煙硫酸にしてから希釈する。
• 濃硫酸は不揮発性・脱水作用・吸湿性など複数の性質が頻出。

空気中の窒素と水素から、鉄を主体とした触媒を用いてアンモニアを合成する工業的方法。可逆反応であり、高圧・比較的低温であるほど平衡が生成物側に偏る。

• ルシャトリエの原理と絡めた平衡移動の計算問題として頻出。
• 化学肥料の原料となり、20世紀の食料生産を支えた重要な反応。

アンモニアを白金触媒で酸化してNOにし、さらに空気中で酸化してNO₂にしたあと、温水に吸収させて硝酸を作る工業的製法。

• 3段階の反応式をすべて書けるようにしておくことが頻出のポイント。
• 希硝酸・濃硝酸それぞれの金属との反応(NO・NO₂の発生)とセットで問われやすい。

アルミニウムが酸化鉄(III)から酸素を奪い、単体の鉄を析出させる激しい発熱反応。線路の溶接などに利用される。

• アルミニウムの強い還元力(酸素との結合しやすさ)を示す代表例。
• 両性金属としてのアルミニウムの性質と合わせて出題されやすい。

ハロゲンの酸化力は F₂ > Cl₂ > Br₂ > I₂ の順に強く、酸化力の強いハロゲン単体は、酸化力の弱いハロゲン化物イオンから電子を奪い単体を遊離させる。

• 塩素水に臭化カリウム水溶液を加えると褐色の臭素が遊離する、といった実験が定番。
• ハロゲンの酸化力の順序を覚えておけば、どちらが酸化されどちらが還元されるか瞬時に判断できる。

金属のイオン化傾向(陽イオンへのなりやすさ)の順序「Li K Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au」に沿って、酸・水との反応性が段階的に変わる。

• 水素より左の金属は酸と反応してH₂を発生する。
• Li・K・Ca・Naは常温の水とも反応する、という区分が頻出。

硫酸酸性の二クロム酸カリウムなどで酸化すると、第一級アルコールはアルデヒドを経てカルボン酸に、第二級アルコールはケトンになる。第三級アルコールは酸化されにくい。

• 級数によって酸化のされやすさ・生成物の種類が変わる点が頻出。
• エタノールの酸化(アセトアルデヒド→酢酸)が代表例。

エステル結合をNaOH水溶液で加水分解する反応を「けん化」という。油脂を強塩基でけん化すると、セッケンの主成分(高級脂肪酸のナトリウム塩)とグリセリンが生じる。

• セッケンは疎水基(炭化水素基)と親水基(−COO⁻)をもち、油汚れを水中に分散させる(乳化作用)。
• 酸による加水分解(可逆)と違い、けん化は不可逆に進む点も出題される。

ベンゼン環は安定なため、アルケンのような付加反応より、環の水素原子が別の原子・原子団に置き換わる「置換反応」を起こしやすい。

• 濃硝酸+濃硫酸でニトロ化(→ニトロベンゼン)、濃硫酸でスルホン化(→ベンゼンスルホン酸)。
• 鉄触媒下でCl₂と反応するハロゲン化(→クロロベンゼン)も定番。

アニリンを低温(5°C以下)で亜硝酸と反応させるとジアゾニウム塩ができ(ジアゾ化)、これをフェノールなどと反応させると鮮やかな色のアゾ染料が生成する(カップリング)。

• ジアゾニウム塩は不安定なため低温で操作する必要がある。
• アゾ基(−N=N−)による共役系の広がりが、鮮やかな色の原因になる。

アルデヒド基(−CHO)は還元性が強く、アンモニア性硝酸銀水溶液を還元して銀を析出させ(銀鏡反応)、フェーリング液を還元して酸化銅(I)の赤色沈殿を生じる(フェーリング反応)。

• グルコース・マルトースなど還元性をもつ糖の検出にも使われる。
• スクロースは還元性を示さないため、この反応は起こらない点が頻出の識別ポイント。

ヨウ素ヨウ化カリウム水溶液(ヨウ素液)をデンプンに加えると、らせん構造の中にヨウ素分子(I₂・I₃⁻)が入り込み、青紫色を呈する。

• アミロースは濃青色、アミロペクチンは枝分かれのため赤紫色になる。
• 加熱すると色が消え、冷やすと再び発色する可逆的な現象。

C=C二重結合をもつモノマーが次々と付加してつながり、鎖状の高分子(ポリマー)を作る反応。ポリエチレンやポリスチレンなどのプラスチック、合成ゴムの多くがこの反応で作られる。

• 小分子(H₂Oなど)が抜けないため、生成物の分子量はモノマーの分子量のn倍。
• モノマーの種類を変えるだけで多種多様な素材ができる。

2つの官能基をもつモノマーどうしが脱水縮合を繰り返して高分子を作る反応。ヘキサメチレンジアミン+アジピン酸からナイロン66、エチレングリコール+テレフタル酸からPETができる。

• 結合1つができるたびにH₂Oが1分子抜けるため、分子量計算では水の分を差し引く。
• ε-カプロラクタムの開環重合によるナイロン6も同じ仲間として扱われる。

天然ゴム(ポリイソプレン)に硫黄を加えて加熱すると、分子鎖どうしが硫黄原子を介して架橋され、弾性・強度・耐久性が向上する。

• 加硫していない生ゴムは軟化・劣化しやすく実用に向かない。
• タイヤなど実用ゴム製品はほぼすべて加硫されている。

フェノールとホルムアルデヒドが「付加」と「縮合」を繰り返しながら反応し(付加縮合)、フェノール環どうしが立体的につながった熱硬化性のフェノール樹脂ができる。

• 世界最初の合成樹脂(ベークライト)として1907年に開発された。
• 三次元網目構造のため、一度硬化すると加熱しても溶けない。