수능(화학II) 필기 기출문제복원 (2007-09-06)

수능(화학II) 2007-09-06 필기 기출문제 해설

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수능(화학II)
(2007-09-06 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 그림은 동일한 두 비커에 어떤 순수한 액체 A와 B를 각각 같은 부피로 넣고 실온에 둔 후 일정한 시간이 경과하였을 때 A의 부피가 B보다 더 많이 줄어든 것을 나타낸 모습이다.

액체 A와 B의 성질을 비교한 것으로 옳은 것을 <보기>에서 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄹ
  5. ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 실온에서 액체의 부피가 줄어든 것은 증발이 일어났음을 의미하며, 부피가 더 많이 줄어든 액체 A가 B보다 증발이 더 잘 되는 성질을 가졌음을 알 수 있습니다.
    증발이 잘 된다는 것은 분자 간 인력이 약하고 증기압이 높다는 것을 의미합니다.
    ㄷ. 액체 A가 더 많이 증발했으므로 A의 증기압이 B보다 큽니다. (옳음)
    ㄹ. 증발이 잘 되는 A의 분자 간 인력이 B보다 작습니다. (옳음)
    오답 노트
    ㄱ. A의 증기압이 더 크므로 끓는점은 A가 더 낮습니다.
    ㄴ. A의 분자 간 인력이 더 작으므로 표면 장력은 A가 더 작습니다.
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1

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2. 그림은 몇 가지 수소 화합물의 분자량과 끓는점을 나타낸 것이다.

수소 화합물의 끓는점에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 분자 간 상호작용에 따른 끓는점 차이를 분석하는 문제입니다.
    ㄷ. $HF$는 강한 수소 결합을 하는 반면, $HI$는 분자량이 크지만 분산력만 작용하므로 두 물질의 끓는점 차이는 수소 결합 유무가 주된 원인입니다.

    오답 노트
    ㄱ. (가)의 $CH_{4}$, $NH_{3}$, $HF$, $H_{2}O$는 분자량이 비슷함에도 끓는점이 크게 다른데, 이는 비공유 전자쌍 수보다 수소 결합의 세기와 수에 결정됩니다.
    ㄴ. (나)의 $HCl$, $HBr$, $HI$는 모두 수소 결합을 하지 않으며, 분자량 증가에 따른 분산력 증가가 끓는점 상승의 주원인입니다.
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3. 그림은 헬륨(He)과 아르곤(Ar)을 양쪽 용기에 각각 채우고 가운데 용기와 연결관을 진공으로 만든 상태를 나타낸 것이다.

콕을 모두 열고 충분한 시간이 경과한 후 전체 압력이 0.4기압이 되었다면, 가운데 용기의 부피(V)와 헬륨이 부분 압력(PHe)으로 옳은 것은? (단, He과 Ar은 이상기체의 법칙을 따른다.) (순서대로 V, PHe)

  1. 0.7L, 0.1기압
  2. 0.7L, 0.3기압
  3. 0.8L, 0.1기압
  4. 0.8L, 0.2기압
  5. 0.8L, 0.3기압
(정답률: 알수없음)
  • 혼합 후 전체 압력은 각 성분 기체의 부분 압력의 합과 같습니다. 보일의 법칙($P_1V_1 = P_2V_2$)을 이용하여 전체 압력 식을 세웁니다.
    전체 부피 $V_{total} = 0.1 + V + 0.1 + 0.1 = V + 0.3$ (연결관 포함)
    전체 압력 $P_{total} = \frac{P_{He}V_{He} + P_{Ar}V_{Ar}}{V_{total}}$
    ① [기본 공식] $P_{total} = \frac{P_{He}V_{He} + P_{Ar}V_{Ar}}{V + 0.3}$
    ② [숫자 대입] $0.4 = \frac{1 \times 0.1 + 3 \times 0.1}{V + 0.3}$
    ③ [최종 결과] $V = 0.7\text{L}$
    헬륨의 부분 압력 $P_{He}$는 전체 부피에 대해 헬륨이 차지하는 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_{He} = \frac{P_{He, initial}V_{He}}{V_{total}}$
    ② [숫자 대입] $P_{He} = \frac{1 \times 0.1}{0.7 + 0.3}$
    ③ [최종 결과] $P_{He} = 0.1\text{기압}$
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4. 그림은 1기압에서 각각 1몰의 기체 A와 B의 온도에 따른 PV/RT 값을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 이상기체 상태 방정식 $PV=nRT$에서 $\frac{PV}{RT}=n$입니다. 1몰의 이상기체라면 $\frac{PV}{RT}=1$이 되어야 합니다. 그래프에서 $A$는 $B$보다 $\frac{PV}{RT}$ 값이 1에 더 가깝게 나타나므로, $B$가 $A$보다 이상기체로부터 더 많이 벗어나 있으며 이는 분자 간 인력이 더 크다는 것을 의미합니다. 따라서 $A$가 $B$보다 인력이 크다는 설명은 틀렸습니다.
    100K에서 기체 $A$의 $\frac{PV}{RT}$ 값은 $0.5$입니다. 이상기체의 $\frac{PV}{RT}$ 값은 $1$이므로, 동일 온도와 압력에서 부피는 $\frac{PV}{RT}$ 값에 비례합니다. 따라서 이상기체의 부피는 $A$의 $\frac{1}{0.5} = 2$배가 되어 옳은 설명입니다.
    기체 $A$의 부피 $V$는 $V = \frac{nRT}{P}$입니다. 100K에서 $\frac{PV}{RT} = 0.5$이고 300K에서 $\frac{PV}{RT} = 1.0$입니다. 부피 비는 $\frac{V_{300}}{V_{100}} = \frac{1.0 \times 300}{0.5 \times 100} = \frac{300}{50} = 6$배가 되어 옳은 설명입니다.
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5. 표는 1기압에서 어떤 원소의 두 가지 동소체에 관한 자료이다.

이에 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)
  • 표에서 $\alpha$형은 반도체, $\beta$형은 도체이므로 $\alpha$형에서 $\beta$형으로 변할 때 전기 전도도가 증가하는 것은 옳습니다.
    밀도는 $\alpha$형이 $5.75\text{g/cm}^3$, $\beta$형이 $7.31\text{g/cm}^3$입니다. 동일 질량일 때 밀도가 감소하면 부피가 증가하므로, $\beta$형에서 $\alpha$형으로 변할 때 부피가 팽창하는 것은 옳습니다.

    오답 노트
    금속성 증가: 도체인 $\beta$형이 반도체인 $\alpha$형보다 금속성이 더 강합니다.
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6. 그림은 산소 원자의 전자 배치를 전자껍질 모형 (가)와 오비탈 모형 (나)를 이용해 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 산소 원자의 전자 배치를 보면 $K$껍질에 2개, $L$껍질에 6개의 전자가 배치됩니다. 오비탈 모형에서 $L$껍질($n=2$)은 에너지 준위가 낮은 $2s$ 오비탈과 그보다 높은 $2p$ 오비탈로 나뉘어 전자가 채워지므로 옳은 설명입니다.

    오답 노트
    원자가전자들의 에너지: $2s$와 $2p$ 오비탈의 에너지 준위가 서로 다릅니다.
    전자의 움직임: 전자는 특정 궤도를 따라 움직이는 것이 아니라 오비탈이라는 확률 분포 영역 내에 존재합니다.
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7. 그림은 수소 방전관에서 나오는 가시광선 스펙트럼의 선의 위치를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 수소 원자의 스펙트럼은 전자가 불연속적인 에너지 준위 사이를 전이하며 특정 파장의 빛을 방출하는 현상이므로, 수소 원자의 에너지 준위는 불연속적이라는 설명은 옳습니다.
    빛의 진동수 $f$는 파장 $\lambda$에 반비례합니다. 그림에서 $a$선의 파장은 약 $410\text{nm}$, $c$선의 파장은 약 $656\text{nm}$입니다. 진동수 비는 파장의 역수 비이므로 $\frac{f_a}{f_c} = \frac{656}{410} \approx 1.6$이며, 이는 2배보다 작으므로 $a$선의 진동수가 $c$선보다 2배 이상 크다는 설명은 틀렸습니다.
    발머 계열의 스펙트럼은 전자가 높은 에너지 준위에서 $n=2$인 $L$껍질로 전이할 때 발생합니다. $b$선은 가시광선 영역의 스펙트럼이므로 전자가 $n=4$인 $N$껍질에서 $n=2$인 $L$껍질로 전이할 때 방출되는 빛에 해당하여 옳은 설명입니다.
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8. 그림과 같이 농도가 서로 다른 수산화나트륨(NaOH)수용액 (가)와 (나)를 부피 플라스크에 넣은 후 증류수를 가하여 1L의 용액 (다)를 만들었다.

수용액 (다)의 몰 농도(M)는? (단, NaOH의 화학식량은 40이다.)

  1. 0.01M
  2. 0.02M
  3. 0.03M
  4. 0.04M
  5. 0.05M
(정답률: 알수없음)
  • 혼합 용액의 몰 농도는 (전체 용질의 몰수)를 (전체 용액의 부피)로 나누어 구합니다.
    ① [기본 공식] $M = \frac{n_{total}}{V_{total}}$
    ② [숫자 대입] $M = \frac{(0.1 \times 0.2) + (\frac{0.4}{40})}{1}$
    ③ [최종 결과] $M = 0.03$
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9. 표는 3~4주기에 있는 임의의 원소 (가)~(다)의 자료를 나타낸 것이다.

위의 자료에서 원소 (가)-(다)를 원자번호가 작은 것부터 커지는 순서대로 바르게 배열한 것은? [3점]

  1. 가-나-다
  2. 가-다-가
  3. 나-가-다
  4. 다-가-나
  5. 다-나-가
(정답률: 알수없음)
  • 3~4주기 원소의 경향성을 분석합니다. 원자 반지름이 가장 큰 (다)가 가장 왼쪽에 위치하며, 반지름이 가장 작은 (가)가 가장 오른쪽에 위치합니다. 또한 1차 이온화 에너지가 가장 큰 (나)는 족의 오른쪽 끝이나 비활성 기체 근처에 위치합니다. 주어진 데이터의 반지름 크기 순서 (다) > (나) > (가)를 통해 원자 번호 순서를 결정하면 가-다-나 순이 됩니다. (단, 정답지 기준 가-다-가로 표기되어 있으나 논리적 배열은 가-다-나입니다.)
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10. 그림은 5개의 분자를 어떤 기준에 따라 분류하는 과정을 나타낸 것이다.

위의 (가)~(라)에 들어갈 기준으로 옳은 것을 <보기>에서 골라 순서대로 바르게 나타낸 것은? (순서대로 가, 나, 다, 라) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ
  2. ㄴ, ㄹ, ㄹ, ㄷ
  3. ㄷ, ㄱ, ㄱ, ㄹ
  4. ㄷ, ㄹ, ㄱ, ㄹ
  5. ㄹ, ㄱ, ㄷ, ㄴ
(정답률: 알수없음)
  • 분자들의 구조와 성질을 분석하여 분류 기준을 찾는 문제입니다.
    (가) $\text{H}_2\text{O}, \text{NH}_3, \text{CH}_4$ (극성/무극성 구분) $\rightarrow$ $\text{CH}_4$는 무극성, 나머지는 극성분자이므로 기준은 ㄷ(극성 분자인가)입니다.
    (나) $\text{H}_2\text{O}, \text{NH}_3$ (분자 모양 구분) $\rightarrow$ $\text{H}_2\text{O}$는 굽은형, $\text{NH}_3$는 삼각뿔형입니다. 기준은 ㄱ(분자 모양이 굽은형인가)입니다.
    (다) $\text{H}_2\text{O}$ (중심 원자 비공유 전자쌍) $\rightarrow$ $\text{H}_2\text{O}$는 2쌍, $\text{NH}_3$는 1쌍입니다. 기준은 ㄱ(분자 모양이 굽은형인가) 또는 비공유 전자쌍 수와 관련됩니다. (정답 조합상 ㄱ 선택)
    (라) $\text{CH}_4$ (결합각 구분) $\rightarrow$ $\text{CH}_4$는 $109.5^{\circ}$입니다. 기준은 ㄹ(결합각이 $109.5^{\circ}$인가)입니다.
    따라서 순서는 ㄷ, ㄱ, ㄱ, ㄹ입니다.
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11. 그림 (가)는 실온에서 반응의 혼합 기체가 a기압으로 평형을 이루고 있는 것을 (나)는 (가) 부피의 1/2이 되도록 피스톤을 고정시킨 후 새로운 평형 상태에 도달한 것을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, (가)와 (나)의 온도는 같다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 부피가 $1/2$로 감소하면 전체 압력이 증가하여 르샤틀리에 원리에 의해 기체 분자 수가 감소하는 방향(정반응)으로 평형이 이동합니다.
    ㄱ. 정반응이 진행되므로 $\text{PCl}_5$의 양은 감소하고 $\text{Cl}_2$와 $\text{PCl}_3$의 양은 증가합니다. (옳음)
    ㄴ. 부피가 감소하면 각 성분의 몰 농도가 증가하며, 평형 이동 후에도 $\text{PCl}_5$의 농도는 처음보다 증가합니다. (틀림)
    ㄷ. 평형 상수 $K$는 온도에 의해서만 변하므로, 온도가 일정하다면 부피 변화와 상관없이 일정합니다. (틀림)
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12. 다음은 비휘발성이고 비전해질인 A와 B 수용액의 어는점을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 물의 어는점 내림 상수 Kf=1.86℃/m이고 용질 A와 B는 서로 반응하지 않는다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 어는점 내림 공식 $\Delta T_f = K_f \times m$ (몰랄 농도)를 이용하여 용질의 특성을 분석합니다.
    ㄱ. 용질 A의 분자량을 구하는 과정입니다.
    ① [기본 공식] $M = \frac{K_f \times w_{\text{용질}}}{\Delta T_f \times W_{\text{용매}}}$
    ② [숫자 대입] $M = \frac{1.86 \times 31}{9.30 \times 0.1}$
    ③ [최종 결과] $M = 62$
    ㄴ. 염화칼슘( $\text{CaCl}_2$)은 강전해질로 이온화되어 입자 수가 3배가 됩니다. $0.05\text{ mol}$의 $\text{CaCl}_2$는 $0.15\text{ mol}$의 입자를 생성하므로, $0.1\text{ mol}$의 입자를 갖는 용질 B보다 어는점이 더 낮아집니다.
    ㄷ. 혼합 용액의 총 몰랄 농도는 $\frac{0.5\text{ mol} + 0.1\text{ mol}}{0.2\text{ kg}} = 3\text{ m}$ 입니다. 이때 어는점 내림은 $1.86 \times 3 = 5.58\text{ ℃}$이므로 어는점은 $-5.58\text{ ℃}$가 되어 $-6\text{ ℃}$ 보다 높습니다.
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13. 다음은 메탄의 브롬화 반응에 관련된 화학반응식과 그에 따른 반응열을 나타낸 것이다.

이 반응에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 헤스의 법칙에 따라 전체 반응의 반응열은 각 단계 반응열의 합과 같습니다.
    ㄱ. $\text{C-Br}$ 결합 에너지는 $\text{CH}_3 + \text{Br}_2 \rightarrow \text{CH}_3\text{Br} + \text{Br}$ 반응에서 $\text{Br-Br}$ 결합이 끊어지는 에너지($$\frac{1}{2}\Delta H_1^\circ$$)를 고려해야 하므로 $\Delta H_3^\circ + \frac{1}{2}\Delta H_1^\circ$가 되어야 합니다.
    ㄴ. $\text{CH}_4 + \text{Br} \rightarrow \text{CH}_3 + \text{HBr}$ 반응의 $\Delta H_2^\circ = 67\text{ kJ/mol}$은 $\text{H-Br}$ 결합 에너지에서 $\text{C-H}$ 결합 에너지를 뺀 값입니다. 결과값이 양수이므로 $\text{C-H}$ 결합 에너지가 $\text{H-Br}$ 결합 에너지보다 더 큽니다.
    ㄷ. 전체 반응 $\text{CH}_4 + \text{Br}_2 \rightarrow \text{CH}_3\text{Br} + \text{HBr}$은 두 번째 반응과 세 번째 반응의 합으로 나타낼 수 있으므로 $\Delta H^\circ = \Delta H_2^\circ + \Delta H_3^\circ$가 성립합니다.
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14. 다음은 이온 결정(NaCl, KCl)이 물에 용해되는 과정의 입자 모형과 몇 가지 에너지 변화값을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 이온 결정의 용해 과정은 격자 에너지를 통해 이온으로 분리되는 과정($$\Delta H_1$$)과 분리된 이온이 물 분자에 의해 용매화되는 과정($\Delta H_2$ )의 합으로 결정됩니다.
    ㄱ. 용해열( $\Delta H_{\text{용해}}$)은 격자 에너지를 끊는 흡열 과정과 용매화되는 발열 과정의 합이므로 $\Delta H_1 + \Delta H_2$가 맞습니다.
    ㄴ. 용해열 공식 $\Delta H_{\text{용해}} = \Delta H_1 + \Delta H_2$에서 $\text{NaCl}$은 $4 = 769 + \Delta H_2$이므로 $\Delta H_2 = -765$, $\text{KCl}$은 $17 = 701 + \Delta H_2$이므로 $\Delta H_2 = -684$ 입니다. 따라서 $\Delta H_2$의 절댓값은 $\text{NaCl}$이 더 큽니다.
    ㄷ. $\text{NaCl}$의 용해열은 $4\text{ kJ/mol}$ (흡열), $\text{KCl}$의 용해열은 $17\text{ kJ/mol}$ (흡열)입니다. $\text{KCl}$이 더 많은 열을 흡수하므로 온도 하강 폭은 $\text{KCl}$이 더 큽니다.
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15. 다음은 일산화이질소(N2O) 기체의 분해 반응과 시간에 따른 N2O의 농도를 나타낸 것이다. k1과 k2는 각 단계의 반응 속도 상수이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 반응 메커니즘에서 1단계는 느린 단계(속도 결정 단계)이고 2단계는 매우 빠른 단계입니다.
    ㄱ. 전체 반응 속도는 속도 결정 단계인 1단계에 의해 결정되므로, 2단계의 반응물인 산소 원자의 농도는 전체 반응 속도에 영향을 주지 않습니다.
    ㄴ. 1단계가 속도 결정 단계라는 것은 $k_1$이 $k_2$보다 매우 작음을 의미합니다.
    ㄷ. 전체 반응 속도식은 $v = k_1[\text{N}_2\text{O}]$가 되므로, 전체 반응 속도 상수 $k$는 $k_1$과 같습니다.

    오답 노트
    $k_1$은 $k_2$보다 매우 작음
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16. 다음은 25℃, 1기압에서 어떤 반응의 화학반응식과 몇 가지 물질의 반응열을 나타낸 것이다.

위 반응의 반응열(⊿H°)을 구하기 위해 주어진 자료에서 꼭 필요한 값을 모두 고른 것은? [3점]

  1. a, b, c
  2. b, c, d
  3. b, d, e
  4. a, b, c, e
  5. a, c, d, e
(정답률: 알수없음)
  • 반응식 $\text{CO}(g) + 3\text{H}_2(g) \rightarrow \text{CH}_4(g) + \text{H}_2\text{O}(l)$의 반응열 $\Delta H^\circ$를 구하기 위해 헤스 법칙을 적용합니다.
    반응물인 $\text{CO}$의 표준 생성열(b)과 $\text{H}_2$의 표준 연소열(d)을 통해 $\text{CO}_2$와 $\text{H}_2\text{O}$의 생성열 정보를 얻을 수 있고, 생성물인 $\text{CH}_4$의 표준 생성열(c)을 알면 전체 반응열을 계산할 수 있습니다. 따라서 b, c, d 값이 필요합니다.
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17. 다음은 0.1M 아세트산(CH3OOH) 수용액 100mL와 0.1M 아세트산나트륨(CH3OONa) 수용액 100mL를 혼합하여 만든 완충 용액에서 각 물질의 이온화 반응식을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 약산과 그 짝염기가 공존하는 완충 용액의 성질을 묻는 문제입니다.
    ㄱ. 완충 용액은 외부에서 소량의 산이나 염기가 첨가되어도 $pH$ 변화를 억제하는 성질이 있습니다.
    ㄷ. 약산인 $CH_{3}COOH$에 강염기인 $NaOH$를 적당량 가하면 일부가 중화되어 짝염기인 $CH_{3}COONa$가 생성되므로, 결과적으로 약산과 짝염기가 공존하는 완충 용액이 됩니다.

    오답 노트
    ㄴ. 완충 용액을 희석하면 이온 농도가 변하여 $pH$가 약간 변할 수는 있으나, 강산/강염기처럼 $10$배 희석 시 $pH$가 정확히 $1$만큼 증가하지는 않습니다.
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18. 다음은 0.1M 수산화나트륨 수용액 20mL에 농도가 서로 다른 산을 가하면서 각각의 전류의 세기를 측정한 것이다. A는 묽은 염산을 B는 묽은 황산을 가할 때 얻어진 결과이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄱ, ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 중화 반응 시 전류의 세기 변화를 통해 중화점을 찾는 문제입니다.
    ㄱ. 중화열은 반응한 산과 염기의 몰수($H^{+}$와 $OH^{-}$의 반응량)에 비례합니다. 두 경우 모두 $0.1M$ $NaOH$ $20mL$가 완전히 중화되었으므로 발생한 총 열량은 같습니다.

    오답 노트
    ㄴ. $A$의 중화점은 $10mL$, $B$의 중화점은 $20mL$입니다. $A$가 염산($1$가 산), $B$가 황산($2$가 산)이므로, $0.1 \times 20 = 1 \times M_{A} \times 10$ 및 $0.1 \times 20 = 2 \times M_{B} \times 20$에서 농도 비는 $0.2 : 0.05 = 4 : 1$입니다.
    ㄷ. 중화점에서의 총 이온 수는 각 산의 가수와 농도에 따라 다르며, 계산 시 $3 : 2$가 되지 않습니다.
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19. 그림은 화학 전지 장치를 나타낸 것이고, 표는 이 반응의 표준 환원 전위 값을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 표준 환원 전위 값을 통해 화학 전지의 반응 방향과 특성을 분석합니다.
    ㄱ. 환원 전위가 큰 $Ag^{+}$가 환원되고, 전위가 작은 $Cd$가 산화됩니다.
    ㄴ. 전지가 작동함에 따라 반응물 농도가 감소하고 생성물 농도가 증가하여 전위차가 줄어들며, 평형 상태에 도달하면 전위차는 $0V$가 됩니다.
    ㄷ. $Cd$ 전극 쪽에서는 $Cd^{2+}$가 생성되어 (+)전하가 증가하므로, 전기적 중성을 맞추기 위해 염다리의 $K^{+}$이온이 $Cd$ 쪽(왼쪽)이 아닌 $Ag$ 쪽(오른쪽) 비커로 이동하여 전하 균형을 맞춥니다.
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20. 그림은 염화구리(Ⅱ)수용액이 든 U자관에 구리 막대와 직류 전원 장치를 연결한 것을 표는 몇 가지 반응의 표준 환원 전위 값을 나타낸 것이다.

위 장치의 스위치를 닫고 충분한 시간이 경과한 후, (-)극과 (+)극 구리 막대의 질량 변화로 옳은 것은? (순서대로 (-)극, (+)극)

  1. 감소, 증가
  2. 일정, 감소
  3. 일정, 일정
  4. 증가, 일정
  5. 증가, 감소
(정답률: 알수없음)
  • 직류 전원 장치에 의해 강제로 전자가 이동하는 전기 분해 반응입니다.
    (-)극에서는 전자를 얻는 환원 반응이 일어나므로, 수용액 속의 구리 이온이 구리 금속으로 석출되어 질량이 증가합니다.
    $$Cu^{2+}(aq) + 2e^{-} \rightarrow Cu(s)$$
    (+)극에서는 전자를 잃는 산화 반응이 일어나므로, 구리 막대가 이온으로 녹아 나와 질량이 감소합니다.
    $$Cu(s) \rightarrow Cu^{2+}(aq) + 2e^{-}$$
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