수능(화학II) 필기 기출문제복원 (2006-10-12)

수능(화학II) 2006-10-12 필기 기출문제 해설

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수능(화학II)
(2006-10-12 기출문제)

목록

1과목: 과목구분없음

1. 표는 몇 가지 고체 물질의 온도에 따른 용해도(g/물100g)를 나타낸 것이다.

자료에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄴ
  2. ㄱ, ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 표의 용해도는 물 $100\text{g}$ 기준이므로, 용액의 농도는 용질과 용매의 합을 고려해야 하며 온도 변화에 따른 용해도 차이로 석출량을 계산합니다.

    오답 노트
    ㄱ. $40\text{°C}$ $\text{NaCl}$ 포화 용액의 농도는 $\frac{36.6}{100 + 36.6} \times 100 \approx 26.8\%$이므로 $36.6\%$가 아닙니다.

    ㄴ. $60\text{°C}$ $\text{KNO}_3$ 포화 용액 $210\text{g}$은 용질 $110\text{g}$과 용매 $100\text{g}$으로 구성됩니다. 이를 $40\text{°C}$로 냉각하면 용해도가 $69.0\text{g}$으로 감소하므로 석출량은 다음과 같습니다.
    ① [석출량] = [처음 용질량] - [냉각 후 용해도]
    ② [석출량] = $110 - 69.0$
    ③ [석출량] = $41.0\text{g}$

    ㄷ. $\text{KNO}_3$는 온도가 낮아질수록 용해도가 크게 감소하지만, $\text{Ca(OH)}_2$는 온도 변화에 따른 용해도 변화가 매우 작고 낮으므로 냉각 시 $\text{KNO}_3$가 주로 석출됩니다.
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1

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2. 부피가 같은 두 개의 용기에 수소(H2)기체와 산소(O2)기체가 그림과 같이 들어있다. 콕을 열어 기체를 혼합시킨 다음 점화 장치를 이용하여 두 기체를 완전히 반응시켰다.

실험에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 반응 전·후 기체의 온도는 400K를 유지하였으며 연결관의 부피는 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄱ, ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 이상 기체 상태 방정식 $PV = nRT$에서 온도와 부피가 일정할 때 압력은 몰수에 비례합니다.
    ㄱ. 수소의 압력이 $2.4$ 기압일 때 $2$ 몰이므로, 산소의 압력이 $3.6$ 기압일 때의 몰수 $x$는 다음과 같습니다.
    $$\frac{2.4}{2} = \frac{3.6}{x}$$
    $$x = \frac{3.6 \times 2}{2.4}$$
    $$x = 3$$
    따라서 산소의 몰수는 $3$ 몰이 맞습니다.
    ㄴ. 콕을 열어 혼합하면 전체 부피는 $2V$가 되고, 전체 몰수는 $2 + 3 = 5$ 몰이 됩니다. 혼합 기체의 전압 $P_{mix}$는 다음과 같습니다.
    $$P_{mix} = \frac{P_1 V + P_2 V}{2V}$$
    $$P_{mix} = \frac{2.4 + 3.6}{2}$$
    $$P_{mix} = 3.0$$
    따라서 혼합 기체의 전압은 $3.0$ 기압이 맞습니다.
    ㄷ. 반응식 $2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$에 따라 수소 $2$ 몰과 산소 $1$ 몰이 반응하여 물 $2$ 몰이 생성됩니다. 반응 후 남은 기체는 산소 $2$ 몰이며, 전체 몰수는 $2$ 몰이 됩니다. 반응 후 전압 $P_{after}$는 다음과 같습니다.
    $$P_{after} = \frac{2 \text{ 몰}}{5 \text{ 몰}} \times 3.0 \text{ 기압}$$
    $$P_{after} = 1.2 \text{ 기압}$$
    앗, 정답이 ㄱ, ㄴ, ㄷ인 경우 반응 후 생성된 물($H_2O$)이 기체 상태로 존재함을 전제로 합니다. 물 $2$ 몰과 남은 산소 $2$ 몰, 총 $4$ 몰이 존재할 때의 압력은 다음과 같습니다.
    $$P_{after} = \frac{4 \text{ 몰}}{5 \text{ 몰}} \times 3.0 \text{ 기압}$$
    $$P_{after} = 2.4$$
    따라서 반응 후 전압은 $2.4$ 기압이 맞습니다.
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3. 그림은 일정한 온도에서 1몰의 이상기체와 1몰의 이산화황(SO2)에 대한 압력과 부피와의 관계를 나타낸 것이다.

자료에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? [3점]

  1. SO2몰을 사용하면 P점의 값은 2배가 된다.
  2. A점보다 B점의 부피가 작은 것은 분자간 인력 때문이다.
  3. B점과 C점에서 물질의 상태는 같다.
  4. C점에서 D점으로 가는 동안 상태 변화가 일어난다.
  5. E점이 D점보다 분자간 거리가 가깝다.
(정답률: 알수없음)
  • 이상 기체 상태 방정식 $PV = nRT$에 따라, 온도와 부피가 일정할 때 압력 $P$는 몰수 $n$에 비례합니다. 따라서 $\text{SO}_2$의 몰수를 2배로 늘리면 압력 $P$점의 값은 2배가 되어야 하지만, 실제 기체인 $\text{SO}_2$는 분자 간 인력과 분자 자체 부피의 영향으로 이상 기체와 다른 거동을 보입니다.

    오답 노트
    A점보다 B점의 부피가 작은 것 : 실제 기체 분자 간의 인력으로 인해 부피가 감소합니다.
    B점과 C점 : 둘 다 액체 상태입니다.
    C점에서 D점 : 액체에서 고체로 상태 변화가 일어납니다.
    E점과 D점 : E점은 D점보다 압력이 높으므로 분자 간 거리가 더 가깝습니다.
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4. 그림은 서로 다른 온도에서 에탄올의 증기압을 측정한 실험 결과를 나타낸 것이다.

(가)와 (나)에 들어있는 에탄올에 대해 비교한 내용으로 옳지 않은 것은?

  1. 온도 : 가 < 나
  2. 증발 속도 : 가 < 나
  3. 응축 속오 : 가 > 나
  4. 증기 분자수 : 가 < 나
  5. 액체 상태에서의 분자간 인력 : 가 > 나
(정답률: 알수없음)
  • 에탄올의 증기압은 온도가 높을수록 증가합니다. 그림에서 (나)의 액체 기둥 높이 $h_2$가 (가)의 $h_1$보다 높으므로, (나)의 증기압이 더 크고 따라서 온도도 더 높습니다.
    온도가 높을수록 분자들의 평균 운동 에너지가 커져 증발 속도가 빨라지고, 증기압이 높을수록 단위 부피당 증기 분자 수가 많아집니다. 또한, 온도가 높으면 분자 간 인력을 끊고 탈출하기 쉬우므로 액체 상태의 분자 간 인력은 상대적으로 작게 느껴집니다.

    오답 노트
    응축 속도 : 증기압이 높은 (나)에서 응축 속도가 더 빠르므로 가 < 나 입니다.
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5. 그림의 비커에 들어 있는 용액에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

(단, 포도당의 분자량은 180이고, 물의 몰랄 오름 상수는 0.52℃/m이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 몰랄 농도의 정의와 끓는점 오름 공식을 이용하여 용액의 성질을 계산하는 문제입니다.
    먼저 용액 $100\text{ g}$ 중 용질의 질량을 구해야 합니다. $0.1\text{ m}$ 용액은 용매 $1\text{ kg}$당 용질 $0.1\text{ mol}$이 녹아 있는 것입니다.
    ① [기본 공식] $\text{용질의 질량} = \frac{0.1\text{ mol} \times 180\text{ g/mol}}{1000\text{ g}} \times 100\text{ g}$
    ② [숫자 대입] $\text{용질의 질량} = \frac{18\text{ g}}{1000\text{ g}} \times 100\text{ g}$
    ③ [최종 결과] $\text{용질의 질량} = 1.8\text{ g}$
    따라서 포도당이 $18\text{ g}$ 녹아있다는 설명은 틀렸으며, 용액의 농도는 $\frac{1.8}{100} \times 100\%$가 되어야 하므로 $\frac{18}{1018} \times 100\%$라는 설명도 틀렸습니다. 다만, 보기의 수식 $\frac{18}{1018} \times 100\%$가 오타로 판단되어 정답이 ㄴ으로 지정된 경우, 계산상으로는 $\frac{1.8}{100} \times 100\%$가 맞습니다.
    끓는점 오름 계산:
    ① [기본 공식] $\Delta T_{b} = K_{b} \times m$
    ② [숫자 대입] $\Delta T_{b} = 0.52 \times 0.1$
    ③ [최종 결과] $\Delta T_{b} = 0.052$
    따라서 끓는점은 $100.052^{\circ}\text{C}$가 되어 $100.52^{\circ}\text{C}$라는 설명은 틀렸습니다.
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6. 다음은 용매와 용액의 증기압을 비교하기 위한 실험이다.

시각 t2에서 유리종 (가)~(다)의 수증기 압력과 관련된 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 설탕물의 처음 농도는 같다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 용액의 증기압 내림 현상과 동적 평형 상태를 분석하는 문제입니다.
    비휘발성 용질(설탕)이 녹아 있는 설탕물은 순수한 물보다 증기압이 낮습니다. 따라서 수증기 압력은 (나)가 (가)보다 작다는 설명은 옳습니다.
    또한, (다)에서는 순수한 물의 증기압이 설탕물의 증기압보다 높기 때문에, (나)보다 (다)의 설탕물 표면에서 증발 속도가 더 빨라지게 됩니다. 따라서 설탕물의 증발 속도는 (다)가 (나)보다 빠르다는 설명은 옳습니다.

    오답 노트
    수증기의 응축 속도: (나)는 이미 평형 상태이므로 응축 속도와 증발 속도가 같으나, (다)의 설탕물은 주변의 높은 수증기압으로 인해 응축 속도가 더 빠릅니다.
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7. 그림은 원자 번호가 연속된 일부 원소들의 제1이온화 에너지(E1)와 제2이온화 에너지(E2)를 원자번호 순서에 따라 나타낸 것이다. (단, A~C는 원소를 나타낸 임의의 기호이다.)

위 자료에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄱ, ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 제1이온화 에너지($E_{1}$)와 제2이온화 에너지($E_{2}$)의 급격한 변화를 통해 원소의 족을 판별하는 문제입니다.
    A와 C는 $E_{1}$이 매우 낮고 $E_{2}$가 급격히 증가하는 패턴을 보이므로, 전자 1개를 잃고 비활성 기체 전자 배치를 갖는 1족 원소입니다. 따라서 A와 C는 같은 족 원소라는 설명은 옳습니다.

    오답 노트
    1몰의 A가 안정한 이온이 되려면: $E_{1}$만큼의 에너지만 필요하므로 $7305\text{ kJ}$은 틀림
    B의 $E_{2}$와 A의 $E_{1}$ 비교: B의 $E_{2}$가 큰 이유는 B가 2족 원소로서 두 번째 전자를 잃을 때 안쪽 껍질에서 전자를 떼어내야 하기 때문이며, 단순히 전자껍질 수 차이로만 설명할 수 없음
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8. 그림은 몇 가지 입자들의 모형을 나타낸 것이다.

입자 (가)~(라)에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄱ, ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 입자 분석: (가)는 리튬($Li$), (나)는 베릴륨($Be$), (다)는 붕소($B$), (라)는 탄소($C$)의 모형입니다.
    ㄱ. 핵전하량이 클수록 인력이 강합니다. (다)는 양성자가 5개, (가)는 3개이므로 핵과 전자 사이의 인력은 (다)가 (가)보다 큽니다.
    ㄷ. 질량은 양성자와 중성자의 합으로 결정됩니다. (라)는 양성자 6개와 중성자 6개를 가져 질량이 가장 큽니다.

    오답 노트
    ㄴ. (나)에서 (다)로 가는 과정은 원자 번호가 다른 원소 간의 변화이므로 일반적인 화학 반응의 발열/흡열 과정으로 설명할 수 없습니다.
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9. 그림은 A의 분자량을 알아보기 위해 삼투압을 측정하는 실험 장치이다.

이 실험에서 용질 A의 분자량이 실제보다 크게 측정되는 원인이 될수 있는 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 삼투압 공식 $\Pi = MRT = \frac{w}{Mw} \frac{RT}{V}$에서 분자량 $M$은 $\Pi$와 $w$에 반비례하고 $T$에 비례합니다. 따라서 분자량이 실제보다 크게 측정되려면 측정된 삼투압 $\Pi$가 실제보다 작게 측정되거나, 용질의 질량 $w$가 실제보다 크게 측정되어야 하며, 온도는 낮게 측정되어야 합니다.
    ㄴ. 용질의 질량이 실제보다 크게 측정되면 분자량 $M$은 작게 측정되므로 오답입니다. (수정: 분자량 $M = \frac{wRT}{\Pi V}$이므로 $w$가 커지면 $M$도 커집니다.)
    ㄷ. 온도가 실제보다 높게 측정되면 분자량 $M$은 크게 측정됩니다.
    ㄱ. $h$가 실제보다 크게 측정되면 삼투압 $\Pi$가 크게 측정된 것이므로 분자량 $M$은 작게 측정됩니다.
    따라서 용질의 질량이 실제보다 크게 측정되거나 온도가 실제보다 높게 측정될 때 분자량이 크게 측정됩니다.
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10. 그림은 분자 A2, B2, AB가 생성되는 과정에서 두 원자의 핵간 거리에 따른 에너지의 변화를 나타낸 것이다.

자료로부터 알수 있는 옳은 내용을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, A, B는 원소를 나타내는 임의의 기호이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 에너지 도표에서 골짜기의 깊이는 결합 에너지에, 최저점의 가로축 위치는 결합 길이에 대응합니다.
    ㄱ. 에너지 최저점이 가장 낮은 순서는 $AB > A_{2} > B_{2}$이므로 결합 에너지는 $AB > A_{2} > B_{2}$가 맞습니다.
    ㄴ. $A_{2}$와 $B_{2}$의 결합 에너지 합보다 $2AB$의 결합 에너지 합이 더 크므로(더 안정하므로), 전체 반응은 에너지를 방출하는 발열 반응입니다.

    오답 노트
    결합 길이와 에너지: 일반적으로 결합 길이가 짧을수록 결합 에너지가 큰 경향이 있으나, 위 그래프에서 $A_{2}$가 $AB$보다 결합 길이는 짧지만 결합 에너지는 더 작으므로 항상 성립하는 규칙이 아닙니다.
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11. 그림 (가)는 수소 원자의 2s오비탈에서 전자가 발견될 확률과 경계면을 그림 (나)는 수소 원자의 2p의 경계면을 나타낸 것이다.

자료에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? [3점]

  1. 에너지 준위는 2s와 2p가 같다.
  2. 2px와 2py 오비랄의 크기는 같다.
  3. 2px에서 전자가 발견될 확률은 원점 대칭이다.
  4. 2s 오비랄의 경계면에서 전자가 발견될 확률이 가장 높다.
  5. 2p에 전자가 존재할 수 있는 오비랄의 수는 2s의 3배이다.
(정답률: 알수없음)
  • 오비탈의 확률 분포와 에너지 준위에 관한 문제입니다.
    2s 오비탈의 전자 발견 확률 분포 그래프를 보면, 핵에서 거리가 멀어짐에 따라 확률이 변하며 경계면(가장 바깥쪽)은 확률이 0에 수렴하는 지점입니다. 따라서 경계면에서 발견 확률이 가장 높다는 설명은 틀렸습니다.
    수소 원자의 경우 주양자수 $n$이 같으면 $2s$와 $2p$의 에너지 준위가 같으며, $2p$ 오비탈은 $p_{x}, p_{y}, p_{z}$의 3가지 방향으로 존재하므로 $2s$ 오비탈 수의 3배입니다.
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12. 표는 에탄(C2H6)과 에틴(C2H2)에 관련된 몇 가지 열화학 반응식을 나열한 것이다.

자료에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 헤스의 법칙을 이용하여 반응 엔탈피를 계산하는 문제입니다.
    ㄱ. (가) 반응의 $\Delta H = -85\text{ kJ}$로 음수이므로 에너지를 방출하는 발열 반응이며, 반응계의 온도는 올라갑니다.
    ㄴ. 목표 반응식 $C_{2}H_{2}(g) + 2H_{2}(g) \rightarrow C_{2}H_{6}(g)$의 $\Delta H$는 (가) 반응식에서 (나) 반응식을 뺀 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\Delta H_{target} = \Delta H_{(가)} - \Delta H_{(나)}$
    ② [숫자 대입] $\Delta H_{target} = -85 - (+227)$
    ③ [최종 결과] $\Delta H_{target} = -312\text{ kJ}$

    오답 노트
    엔탈피 비교: (나) 반응의 $\Delta H$가 양수($+227\text{ kJ}$)이므로, 생성물인 $C_{2}H_{2}(g)$의 엔탈피가 반응물인 $2C(s) + H_{2}(g)$보다 더 큽니다.
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13. 그림과 같이 pH가 다른 세 가지 용액이 있다.

위 용액과 관련된 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 용액 (가)는 강산인 $HCl$, (나)는 약산인 $CH_{3}COOH$, (다)는 $CH_{3}COOH$와 $CH_{3}COONa$가 섞인 완충 용액입니다.
    완충 용액은 외부에서 산이나 염기가 첨가되어도 $pH$ 변화를 최소화하는 성질이 있으므로, $CaCO_{3}$를 첨가할 때 $pH$ 변화가 가장 작은 것은 (다)입니다.

    오답 노트
    용액의 전기 전도도가 가장 큰 것: 강산인 (가)가 이온화도가 가장 높아 전기 전도도가 가장 큽니다.
    기체 발생 속도: $CaCO_{3}$와 반응하여 $CO_{2}$ 기체를 발생시키는 속도는 $H^{+}$ 농도가 높을수록 빠르므로 (가) > (나) > (다) 순입니다.
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14. 표는 몇 가지 물질들의 성질을 조사한 자료이다.

자료에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄱ, ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 분자 구조와 분자 간 인력, 끓는점의 관계를 묻는 문제입니다.
    ㄱ. 탄소 수가 많아질수록 분자량이 증가하고 표면적이 넓어져 분산력이 커지므로 옳은 설명입니다.
    ㄴ. 분자량이 같을 때, 구조가 구형에 가까울수록(가지가 많을수록) 접촉 면적이 줄어들어 분자 간 인력이 작아지므로 옳은 설명입니다.
    ㄷ. 증기압은 끓는점이 낮을수록 큽니다. 제시된 표에서 끓는점이 가장 낮은 물질은 $-11.6^{\circ}\text{C}$인 $\text{iso-부탄}$이므로, $-13^{\circ}\text{C}$에서 증기압이 가장 큰 것은 $\text{iso-부탄}$입니다.

    오답 노트
    ㄷ. $n\text{-부탄}$은 $\text{iso-부탄}$보다 끓는점이 높으므로 증기압은 더 작습니다.
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15. 다음은 RBr + H2O → ROH + H+ + Br-, △H < 0의 반응 메커니즘을 나타낸 것이다.

위 반응이 일어날 때 경로에 따른 에너지 변화를 가장 적절하게 나타낸 것은? (단, R은 알킬기를 의미한다.)

(정답률: 알수없음)
  • 반응 메커니즘에 따른 에너지 도표를 분석하는 문제입니다.
    반응이 2단계로 진행되므로 에너지 언덕(활성화 에너지)이 2개 나타나야 하며, 1단계가 '느림'이고 2단계가 '빠름'이므로 첫 번째 언덕의 높이가 두 번째 언덕보다 훨씬 높아야 합니다. 또한 $\Delta H < 0$인 발열 반응이므로 생성물의 에너지가 반응물보다 낮게 위치해야 합니다.
    이 모든 조건을 만족하는 그래프는 입니다.
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16. 그림은 NF3, CF4, SF6의 분자 구조를 나타낸 것이다.

결합각 α ~ γ 중 가장 큰 것(A)과 무극성 분자(B)를 모두 골라 옳게 짝지은 것은? (순서대로 A, B)

(정답률: 알수없음)
  • 분자의 기하학적 구조와 극성을 분석하는 문제입니다.
    결합각의 크기는 $\alpha$ (삼각뿔, 약 $107^{\circ}$) < $\gamma$ (정팔면체, $90^{\circ}$) < $\beta$ (정사면체, $109.5^{\circ}$) 순이 아니라, 실제 구조상 $\beta$ (정사면체, $109.5^{\circ}$)가 $\alpha$ (삼각뿔, $107^{\circ}$)와 $\gamma$ (정팔면체, $90^{\circ}$)보다 큽니다. 따라서 가장 큰 결합각 A는 $\beta$입니다.
    무극성 분자는 분자 구조가 대칭적이어서 쌍극자 모멘트의 합이 0이 되는 분자로, 정사면체 구조인 $\text{CF}_4$와 정팔면체 구조인 $\text{SF}_6$가 이에 해당합니다. 따라서 무극성 분자 B는 (나), (다)입니다.
    결과적으로 A는 $\beta$, B는 (나), (다)인 가 정답입니다.
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17. 그림은 A(g)로부터 B(g)와 C(g)가 생성되는 반응에서 반응 용기 속에 들어있는 각 물질의 상대적인 농도 변화를 반응 시간에 따라 나타낸 것이다.

자료에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, A, B, C는 물질을 나타내는 임의의 기호이며 평형상수를 계산할 때 화학 반응식의 계수는 가장 간단한 정수비를 사용한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 그래프에서 온도 하강($T_1 \rightarrow T_2$) 시 반응물 A의 농도가 증가하고 생성물 B, C의 농도가 감소하므로, 이 반응은 정반응이 발열 반응임을 알 수 있습니다.
    ㄱ. 평형 농도비를 통해 $T_1$에서의 평형상수가 $T_2$보다 큼을 계산할 수 있으며, 계수비를 고려하면 18배가 맞습니다.
    ㄴ. 발열 반응($\Delta H < 0$)이므로 반응물의 결합 에너지 합이 생성물의 결합 에너지 합보다 큽니다.
    ㄷ. 반응식 $\text{A}(\text{g}) \rightleftharpoons 2\text{B}(\text{g}) + \text{C}(\text{g})$ (계수비
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18. 그림은 백금 전극을 사용하여 Na2SO4(aq)과 CuCl2(aq)를 전기 분해하는 장치이다.

장치에 1F의 전하량을 통해 주었을 때 그 결과에 대한 설명으로 옳은 것은? [3점]

  1. 전극 A에서 발생된 기체의 부피는 0℃, 1기압에서 11.2L이다.
  2. 전극 B와 C에서 발생된 기체의 부피는 1 : 2이다.
  3. 전극 D에서 얻어진 금속 구리는 0.5몰이다.
  4. 전극 B에서는 산화 반응이 일어났다.
  5. 전극 A주변 용액의 pH는 커졌다.
(정답률: 알수없음)
  • 전원 장치의 +극과 연결된 전극 A, C는 양극(Anode)이고, -극과 연결된 전극 B, D는 음극(Cathode)입니다.
    전극 D(음극)에서는 $\text{Cu}^{2+}$이온이 전자를 얻어 구리 금속으로 석출되는 환원 반응이 일어납니다.
    전하량 $1\text{F}$이 흐를 때, $\text{Cu}^{2+} + 2\text{e}^- \rightarrow \text{Cu}(\text{s})$ 반응에 의해 석출되는 구리의 몰수는 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $n = \frac{Q}{zF}$
    ② [숫자 대입] $n = \frac{1\text{F}}{2 \times 1\text{F}}$
    ③ [최종 결과] $n = 0.5\text{mol}$
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19. 다음은 산과 염기의 중화 반응에 대한 실험이다.

A~C점에서의 혼합용액에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, CH3COOH(aq)과 NaOH(aq)의 처음 온도는 같다.) [3점]

  1. 생성된 물의 몰 수가 가장 큰 것은 A점의 용액이다.
  2. B점까지의 가해진 NaOH(aq)의 부피는 50mL이다.
  3. 용액의 온도가 가장 높은 것은 C점의 용액이다.
  4. 같은 부피에 들어있는 이온의 수는 A보다 B점의 용액이 적다.
  5. B점의 용액에 BTB용액을 떨어뜨리면 파란색이 나타난다.
(정답률: 알수없음)
  • 약산인 $CH_3COOH$와 강염기인 $NaOH$의 중화 반응에서, 중화점(B점) 이후에는 강염기인 $OH^-$이온이 급격히 증가하여 용액의 전기 전도도(전류의 세기)가 가파르게 상승합니다. 따라서 B점은 중화점에 해당하며, B점을 지나 C점으로 갈수록 $NaOH$가 과량 첨가되어 용액은 염기성이 됩니다.
    B점의 용액은 중화점이며, 중화점 직후부터는 $OH^-$이온의 농도가 높아져 BTB 용액을 떨어뜨리면 파란색이 나타납니다.

    오답 노트
    생성된 물의 몰 수: C점일수록 $NaOH$가 더 많이 들어갔으므로 중화 반응으로 생성된 물의 양은 C점이 가장 많습니다.
    NaOH 부피: $0.2M \times 50mL = 0.1M \times V$에서 $V = 100mL$이므로 B점까지 $100mL$가 필요합니다.
    용액 온도: 중화열은 중화점에서 최대가 되므로 B점의 온도가 가장 높습니다.
    이온 수: B점은 $CH_3COO^-$와 $Na^+$이온만 존재하며, C점은 여기에 $OH^-$가 추가되므로 이온 수는 계속 증가합니다.
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20. 표는 수용액 상태에서 A와 B가 반응해서 C가 만들어지는 동안에 반응 용기 속에 들어있는 물질 A, B, C의 처음 농도와 60초 후의 농도를 측정한 결과이다.

자료에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, A, B, C는 임의의 기호이며 반응이 일어나는 동안 온도는 일정하다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄱ, ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 반응 속도와 농도의 관계를 분석하여 반응 차수를 결정하는 문제입니다.
    ㄱ. 실험 I과 III을 비교하면 A의 농도는 같고 B의 농도가 2배가 되었을 때, C의 생성량(반응량)이 $0.2$로 동일합니다. 즉, B의 농도는 반응 속도에 영향을 주지 않는 0차 반응입니다. 따라서 (가)의 농도는 $2.0 - 0.2 = 1.8$ 입니다.
    ㄴ. 실험 I과 II를 비교하면 B의 농도는 같고 A의 농도가 2배($1.0 \to 2.0$)가 되었을 때, C의 생성량이 2배($0.2 \to 0.4$)가 되었습니다. 따라서 A에 대해 1차 반응이며, 속도식은 $v = k[A]$ 입니다.
    ㄷ. 반응식에서 A가 감소한 양($0.4$)과 C가 증가한 양($0.2$)의 비율이 $
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