수능(화학II) 필기 기출문제복원 (2008-09-04)

수능(화학II)
(2008-09-04 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 그림은 동소체인 흑연(C)과 풀러렌(C60)의 구조를 나타낸 것이다.

흑연과 풀러렌을 비교할 때, 서로 같은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 흑연과 풀러렌의 구조적 특징을 비교합니다.
    흑연은 층상 구조의 거대 분자이고 풀러렌은 $\text{C}_{60}$ 단위의 분자 결정이므로 단위 부피당 질량(밀도)이 다릅니다.
    흑연은 $\text{C}$ 원자의 무한 집합이고 풀러렌은 $1\text{mol}$당 $60 \times N_A$개의 $\text{C}$ 원자가 포함되므로 1몰당 탄소 원자 수가 다릅니다.
    흑연의 각 탄소 원자는 3개의 다른 탄소 원자와 공유 결합을 하고 있으며, 풀러렌의 각 탄소 원자 역시 3개의 다른 탄소 원자와 공유 결합을 하고 있으므로 탄소 원자 1개당 공유 결합한 탄소 원자의 수는 3개로 서로 같습니다.
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2. 표는 원소 (가)와 (나)의 동위원소에 관한 자료이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 동위원소의 정의와 평균 원자량 계산 문제입니다.
    동위원소는 원자 번호가 같고 중성자 수가 다른 원소입니다.
    D와 E는 모두 원자 번호가 $17$인 같은 원소의 동위원소이므로 전자 수는 $17$개로 동일합니다.
    A와 D로 이루어진 화합물과 C와 E로 이루어진 화합물은 구성 원소의 종류가 같으므로 화학적 성질이 동일합니다.

    오답 노트
    (가)의 평균 원자량: $\text{평균 원자량} = (12+12) \times 0.79 + (12+13) \times 0.10 + (12+14) \times 0.11 = 24.24$
    따라서 평균 원자량이 $25$라는 설명은 틀렸습니다.
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3. 그림은 25℃에서 헬륨(He)과 메탄(CH4)을 넣은 용기 (가)와 진공인 용기 (나)가 연결된 모습을 나타낸 것이다.

콕을 열었을 때, (가)에서 일어나는 He의 몰분율 변화로 가장 타당한 것은? (단, He과 CH4의 분자량은 각각 4와 16이고, 온도 변화는 무시한다.) [3점]

(정답률: 알수없음)
  • 기체의 확산 속도는 분자량의 제곱근에 반비례한다는 그레이엄의 법칙을 적용합니다.
    He의 분자량은 $4$이고 $CH_{4}$의 분자량은 $16$이므로, He의 확산 속도가 $CH_{4}$보다 $\sqrt{16/4} = 2$배 빠릅니다.
    콕을 여는 순간 He가 $CH_{4}$보다 훨씬 빠르게 (나) 용기로 빠져나가므로, (가) 용기 내 He의 몰분율은 급격히 감소했다가 시간이 흐르며 전체 평형 상태(초기 몰분율 $0.5$)로 수렴하게 됩니다.
    따라서 그래프가 타당합니다.
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4. 그림은 몇 가지 화합물의 끓는점을 분자량에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 분자 간 상호작용과 분자량에 따른 끓는점 변화를 분석하는 문제입니다.
    ㄴ. C($C_{2}H_{5}OH$)는 B($CH_{3}OH$)보다 분자량이 크므로 분산력이 더 강해 끓는점이 높습니다.
    ㄷ. E($n-C_{4}H_{9}OH$)는 수소 결합이 가능하지만, F($C_{2}H_{5}OC_{2}H_{5}$)는 에테르 화합물로 수소 결합을 할 수 없어 E의 끓는점이 훨씬 높습니다.

    오답 노트
    ㄱ. A($H_{2}O$)와 D($n-C_{3}H_{7}OH$)는 모두 수소 결합을 하지만, 분자량 차이가 커서 분산력은 D가 훨씬 큽니다. 끓는점이 비슷한 것은 수소 결합의 세기와 분산력의 차이가 상쇄되었기 때문입니다.
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5. 그림 (가)~(다)는 서로 다른 농도의 인산이수소나트륨 (NaH2PO4) 수용액을 나타낸 것이다.

물에 녹아 있는 NaH2PO4 의 질량을 옳게 비교한 것은? (단, NaH2PO4의 화학식량은 120이고, 2.5M 수용액의 밀도는 1.2 g/mL이다.) [3점]

  1. (가) > (나) > (다)
  2. (가) > (다) > (나)
  3. (나) > (가) > (다)
  4. (나) > (다) > (가)
  5. (다) > (나) > (가)
(정답률: 알수없음)
  • 각 수용액에 녹아 있는 $\text{NaH}_2\text{PO}_4$의 질량을 계산하여 비교합니다.
    (가) 질량 퍼센트 농도 이용
    $$\text{질량} = 120\text{ g} \times \frac{30}{100} = 36\text{ g}$$
    (나) 몰랄농도 이용 (용매 $1000\text{ g}$당 용질의 몰수)
    $$\text{질량} = 120\text{ g} \times \frac{2.5\text{ mol} \times 120\text{ g/mol}}{1000\text{ g} + (2.5\text{ mol} \times 120\text{ g/mol})} \approx 28.8\text{ g}$$
    (다) 몰농도 이용 (용액 $1\text{ L}$당 용질의 몰수)
    $$\text{질량} = 120\text{ g} \times \frac{1000\text{ mL}}{1\text{ L}} \times \frac{1}{1.2\text{ g/mL}} \times 2.5\text{ mol/L} \times 120\text{ g/mol} \text{ (오류 수정: 용액 120g 기준)}$$
    $$\text{질량} = \frac{120\text{ g}}{1.2\text{ g/mL}} \times \frac{2.5\text{ mol}}{1000\text{ mL}} \times 120\text{ g/mol} = 30\text{ g}$$
    따라서 질량은 (가) $36\text{ g} >$ (다) $30\text{ g} >$ (나) $28.8\text{ g}$ 순입니다.
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6. 그림은 세 가지 물질의 온도에 따른 증기압력을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 증기압 곡선을 통해 물질의 휘발성과 상태를 분석합니다.
    ㄱ. 동일 온도($20^{\circ}\text{C}$)에서 증기압은 $\text{A} > \text{B} > \text{C}$ 순입니다. 증기압이 클수록 증발 속도가 빠르므로 A가 가장 빠릅니다.
    ㄴ. 모든 물질의 끓는점은 증기압이 $760\text{ mmHg}$가 되는 지점의 온도입니다. 따라서 끓는점에서의 증기압은 모두 $760\text{ mmHg}$로 동일합니다.
    ㄷ. $60^{\circ}\text{C}$에서 B와 C의 증기압은 $760\text{ mmHg}$보다 낮습니다. 외부 압력이 $760\text{ mmHg}$일 때 증기압이 이보다 낮으면 액체 상태로 존재합니다.
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7. 그래프는 용매 A, B에 포도당을 각각 녹인 용액 (가), (나)의 몰랄농도에 따른 끓는점을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 용액은 이상용액이라고 가정한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 끓는점 오름 현상은 용질의 종류와 관계없이 용질 입자의 수(몰랄농도)에 비례하며, 용매의 특성인 끓는점 오름 상수($K_b$)에 따라 달라집니다.
    ㄱ. $0.05m$ 농도에서 용액 (가)의 끓는점은 $T_2$, 순수한 용매 A의 끓는점은 $T_1$이므로 끓는점 오름은 $T_2 - T_1$입니다.
    ㄴ. 동일한 몰랄농도에서 (가)의 끓는점 오름($T_2 - T_1$)보다 (나)의 끓는점 오름(그래프의 기울기)이 더 크므로, $K_b$는 용매 B가 A보다 큽니다.
    ㄷ. 포도당과 설탕 모두 비전해질이므로, 같은 몰랄농도에서 나타나는 끓는점 오름 효과는 동일하여 같은 그래프가 그려집니다.
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8. 표는 물질 A~C의 성질을 조사한 자료이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 물질의 물리적 성질을 통해 결합 유형을 판단합니다.
    ㄱ. A는 녹는점이 매우 높고 고체와 액체 상태 모두에서 전기 전도성이 있으므로 금속 결합을 하는 금속 결정입니다.
    ㄴ. B는 녹는점이 높고 고체에서는 전도성이 없으나 액체에서 전도성이 나타나므로, 양이온과 음이온의 정전기적 인력으로 결합된 이온 결정입니다.
    ㄷ. C는 녹는점이 낮고 모든 상태에서 전기 전도성이 없으므로 분자 간 인력으로 결합된 분자 결정입니다.

    오답 노트
    A는 공유 결정이 아니라 금속 결정입니다.
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9. 그림은 마그네슘(Mg)과 염소(Cl2)로부터 염화마그네슘 (MgCl2)이 형성되는 과정에서 에너지 변화의 일부를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 에너지 도표를 통해 각 단계의 에너지 변화를 분석합니다.
    ㄱ. $\text{Mg(g)}$의 2차 이온화 에너지는 $\text{Mg}^+(\text{g}) \rightarrow \text{Mg}^{2+}(\text{g})$과정에 필요한 에너지입니다. 도표에서 $E_1$은 $\text{Mg(g)} + \text{Cl}_2(\text{g})$에서 $\text{Mg}^{2+}(\text{g}) + \text{Cl}_2(\text{g})$로 가는 전체 과정의 에너지이므로 2차 이온화 에너지가 아닙니다.
    ㄴ. $E_2$는 $\text{Mg}^{2+}(\text{g}) + 2\text{Cl}(\text{g})$에서 $\text{Mg}^{2+}(\text{g}) + 2\text{Cl}^-(\text{g})$로 변하는 과정의 에너지입니다. $\text{Cl}(\text{g})$ 원자 2개가 전자 친화도를 통해 음이온이 되는 과정이므로, $\text{Cl}(\text{g})$ 1몰의 전자 친화도는 $\frac{1}{2}E_2$가 맞습니다.
    ㄷ. $\text{Cl}_2(\text{g})$ 대신 $\text{Br}_2(\text{g})$를 사용하면 격자 에너지가 감소하여 $E_3$ 값은 감소하게 됩니다.
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10. 다음은 세 가지 분자의 구조식이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 분자의 구조와 전자 배치를 분석합니다.
    (가) $\text{H}_2\text{C}=\text{CH}_2$는 $\text{sp}^2$ 혼성으로 평면 구조이며 비공유 전자쌍이 없습니다.
    (나) $\text{H}_2\text{N}-\text{NH}_2$는 $\text{sp}^3$ 혼성으로 입체 구조이며 $\text{N}$ 원자에 비공유 전자쌍이 존재합니다.
    (다) $\text{FN}=\text{NF}$는 $\text{sp}^2$ 혼성으로 평면 구조이며 $\text{N}$ 원자에 비공유 전자쌍이 존재합니다.
    비공유 전자쌍이 있는 분자는 (나)와 (다) 두 가지이며, 평면 구조를 갖는 분자는 (가)와 (다) 두 가지입니다.
    $\text{H}-\text{C}-\text{C}$ 결합각은 약 $120^{\circ}$이며, $\text{F}-\text{N}-\text{N}$ 결합각은 비공유 전자쌍의 반발로 인해 $120^{\circ}$보다 작습니다.
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11. 그림은 아르곤(Ar)을 세 개의 실린더에 넣고 같은 부피가 되도록 피스톤을 고정시킨 모습을 나타낸 것이다.

온도를 0℃로 하고 고정 장치를 풀었을 때, 기체의 부피를 옳게 비교한 것은? (단, 외부 압력은 1기압이며, 피스톤의 마찰은 무시한다.)[3점]

  1. (가) > (나) > (다)
  2. (가) = (나) = (다)
  3. (나) = (다) > (가)
  4. (다) > (가) > (나)
  5. (다) > (가) = (나)
(정답률: 알수없음)
  • 이상 기체 상태 방정식 $PV = nRT$를 이용하여 고정 장치를 풀었을 때 최종 부피를 비교합니다. 최종 상태는 모두 $T = 273\text{K}$, $P = 1\text{atm}$으로 동일하므로 부피는 몰수 $n$에 비례합니다.
    (가) $n = 1\text{mol}$
    (나) $T = 273^{\circ}\text{C} = 546\text{K}$, $P = 1\text{atm}$, 부피 $V$가 (가)와 같으므로 $n = \frac{PV}{RT} = \frac{1 \times V}{R \times 546}$ 입니다. 이는 (가)의 $1\text{mol}$보다 작습니다.
    (다) $P = 2\text{atm}$, $n = 2\text{mol}$, 부피 $V$가 (가)와 같으므로 $T = \frac{PV}{nR} = \frac{2 \times V}{2 \times R} = \frac{V}{R}$ 입니다. 이를 $0^{\circ}\text{C}$로 냉각하면 $V_{final} = \frac{nRT}{P} = \frac{2 \times R \times 273}{1}$이 되어 가장 큽니다.
    따라서 최종 부피는 (다) $>$ (가) $>$ (나) 순입니다.
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12. 그림 (가)는 수증기로 포화된 밀폐 용기 속에 같은 질량의 물질 A와 B가 각각 물 100 g에 녹아 있는 수용액을, (나)는 두 수용액의 시간에 따른 증발속도를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A와 B는 비휘발성, 비전해질이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 증발 속도는 용액의 증기 압력에 비례하며, 증기 압력은 용질의 몰랄 농도가 높을수록 낮아집니다.
    (나) 그래프에서 초기 증발 속도는 $\text{A}$ 수용액이 $\text{B}$ 수용액보다 빠르므로, $\text{A}$의 증기 압력이 더 높고 몰랄 농도는 $\text{B}$가 더 큽니다. 같은 질량의 용질이 녹아 있을 때 몰랄 농도가 크다는 것은 용질의 몰수가 더 많음을 의미하므로 녹아 있는 용질의 몰 수는 $\text{B}$가 $\text{A}$보다 큽니다.
    $t_1$일 때 증발 속도는 $\text{A}$가 더 빠르므로 증기 압력은 $\text{A}$가 더 높고, 따라서 증기 압력 내림은 $\text{B}$ 수용액이 $\text{A}$ 수용액보다 큽니다.
    $t_2$일 때 두 수용액의 증발 속도가 같으므로 증기 압력이 동일하며, 이는 두 수용액의 몰랄 농도가 같음을 의미합니다.
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13. 다음은 이산화황(SO2)이 반응물인 세 가지 화학반응식이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 각 반응에서 $\text{SO}_2$의 산화수 변화를 분석하여 산화-환원 반응을 판단합니다.
    (가) $\text{SO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_2\text{SO}_3$에서 $\text{S}$의 산화수는 $+4$로 일정하므로 산화-환원 반응이 아닙니다.
    (나) $\text{SO}_2 + 2\text{H}_2\text{S} \rightarrow 3\text{S} + 2\text{H}_2\text{O}$에서 $\text{SO}_2$의 $\text{S}$는 $+4$에서 $0$으로 감소하여 환원되었으므로, $\text{SO}_2$는 산화제로 작용하였습니다.
    (다) $\text{SO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{SO}_4 + 2\text{HCl}$에서 $\text{Cl}_2$가 $\text{SO}_2$를 산화시켰으므로, $\text{Cl}_2$가 $\text{SO}_2$보다 더 강한 산화제입니다.
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14. 그림은 동소체인 산소(O2)와 오존(O3)의 분자 모형을 나타낸 것이다.

25℃, 1기압에서 O2(g)의 결합에너지를 ⊿H1, O3(g)의 생성열을 ⊿DH2라 할 때, O3(g) 1몰의 결합을 모두 끊기 위해 필요한 에너지는?

  1. 2⊿H1
  2. 3/2 ⊿H2
  3. 3⊿H1 - 2⊿H2
  4. 3/2 ⊿H1 - ⊿H2
  5. 2/3 ⊿H1 - ⊿H2
(정답률: 알수없음)
  • 헤스의 법칙을 이용한 결합 에너지 계산 문제입니다. $\text{O}_{3}$ 1몰의 결합을 모두 끊는 에너지는 $\text{O}_{3}$를 $\text{O}$ 원자 3개로 분해하는 반응의 엔탈피와 같습니다.
    반응식 1: $\text{O}_{2}(g) \rightarrow 2\text{O}(g)$ $\Delta H = \Delta H_{1}$
    반응식 2: $\frac{3}{2}\text{O}_{2}(g) \rightarrow \text{O}_{3}(g)$ $\Delta H = \Delta H_{2}$
    목표 반응: $\text{O}_{3}(g) \rightarrow 3\text{O}(g)$
    이 반응은 (반응식 1 $\times 1.5$) + (반응식 2의 역반응)으로 나타낼 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\Delta H = \frac{3}{2}\Delta H_{1} - \Delta H_{2}$
    ② [숫자 대입] $\Delta H = \frac{3}{2}\Delta H_{1} - \Delta H_{2}$
    ③ [최종 결과] $\Delta H = \frac{3}{2}\Delta H_{1} - \Delta H_{2}$
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15. 그림과 같이 0.1M 염산(HCl) 50mL와 0.1M 암모니아수(NH3) 50mL를 혼합하였다.

혼합 용액에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 강산($\text{HCl}$)과 약염기($\text{NH}_{3}$)의 중화 반응 문제입니다.
    ㄱ. $\text{Cl}^{-}$는 구경꾼 이온이며, 혼합 후 전체 부피가 $100\text{mL}$로 2배가 되었으므로 농도는 $0.1\text{M} \times \frac{50}{100} = 0.05\text{M}$이 됩니다.
    ㄴ. 강산과 약염기가 1:1로 반응하면 생성된 $\text{NH}_{4}^{+}$가 가수분해되어 산성을 띠므로 $\text{pH} < 7$입니다.
    ㄷ. $\text{NH}_{3}$와 $\text{HCl}$이 완전히 반응하여 $\text{NH}_{4}^{+}$가 생성되지만, $\text{NH}_{4}^{+}$의 일부가 다시 가수분해되어 $\text{NH}_{3}$가 생성됩니다. 따라서 $\text{NH}_{4}^{+} > \text{NH}_{3}$입니다.
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16. 그림은 수용액 A, B, C를 물로 10배씩 희석하면서 측정한 pH를 농도에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A와 B는 1가 산의 수용액이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄱ, ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 수용액의 희석에 따른 pH 변화를 분석하는 문제입니다.
    ㄱ. 강산인 $\text{A}$는 희석 시 $\text{pH}$가 직선적으로 크게 변하는 반면, 약산인 $\text{B}$와 완충 용액 성질을 띠는 $\text{C}$는 변화 폭이 작습니다.
    ㄴ. $\text{B}$의 농도가 $1\text{M}$일 때 $\text{pH} = 2.0$이므로 $[\text{H}^{+}] = 0.01\text{M}$입니다. 이온화도 $\alpha = \frac{[\text{H}^{+}]}{\text{초기 농도}} = \frac{0.01}{1} = 0.01$입니다.

    오답 노트
    $\text{C}$는 강산과 강염기를 혼합하여 만들 수 있다: 강산과 강염기를 혼합하면 중성염이 생성되어 $\text{pH} = 7$ 근처가 되며, 그래프와 같이 $\text{pH} = 4$ 부근에서 유지되는 완충 용액을 만들 수 없습니다.
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17. 다음은 기체 A와 B가 반응하여 기체 C가 생성되는 열화학 반응식이다.

그림에서 (가)는 밀폐된 용기에 들어 있는 기체 A, B, C의 평형상태에서의 몰 수를 나타낸 것이다. (가)에서 조건 x에 의해 새로운 평형 (나)가 되었고, 이어서 조건 y에 의해 새로운 평형 (다)가 되었다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 화학 평형의 이동과 평형 상수의 성질을 묻는 문제입니다.
    ㄱ. (가)에서 (나)로 갈 때 $\text{B}$의 몰 수는 증가하고 $\text{A}$와 $\text{C}$의 몰 수가 변했지만, 이는 $\text{B}$를 첨가하여 평형이 이동한 결과입니다. 온도가 일정하므로 평형 상수는 동일합니다.
    ㄴ. (가) $\text{A}=2.0, \text{B}=2.0, \text{C}=2.0$에서 (나) $\text{A}=1.8, \text{B}=3.2, \text{C}=2.4$가 되려면 $\text{B}$를 $1.2\text{ mol}$ 첨가하고 평형이 오른쪽으로 이동하여 $\text{A}$가 $0.2\text{ mol}$ 감소, $\text{C}$가 $0.4\text{ mol}$ 증가해야 합니다. 따라서 $\text{C}$를 첨가했다는 설명은 틀렸습니다.
    ㄷ. (나)에서 (다)로 갈 때 $\text{A}$와 $\text{B}$의 몰 수는 증가하고 $\text{C}$의 몰 수는 감소했습니다. 이는 평형이 왼쪽으로 이동한 것이며, $\Delta H < 0$인 발열 반응에서 온도를 높이면 평형이 왼쪽으로 이동하므로 옳은 설명입니다.
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18. 그림 (가)는 어떤 금속 M의 염화물(MCl)의 용융 전기분해 장치를, (나)는 MCl 수용액의 전기분해 장치를 나타낸 것이고, 표는 표준환원전위이다.

전기분해가 일어날 때, 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. (가)의 (+)극에서 산화반응이 일어난다.
  2. (가)의 두 전극에서 생성되는 물질의 몰 수는 같다.
  3. (나)의 (-)극에서 수소 기체가 발생한다.
  4. (나)에서 pH는 증가한다.
  5. 두 장치의 (+)극에서 생성되는 물질의 종류는 같다.
(정답률: 알수없음)
  • 전기분해 시 (+)극에서는 산화 반응이, (-)극에서는 환원 반응이 일어납니다.
    (가) 용융물 $\text{MCl}(l)$에서는 $\text{M}^{+}$가 환원되어 $\text{M}$이 생성되고, $\text{Cl}^{-}$가 산화되어 $\text{Cl}_{2}$가 생성됩니다. 이때 $\text{M}^{+} + e^{-} \rightarrow \text{M}$과 $2\text{Cl}^{-} \rightarrow \text{Cl}_{2} + 2e^{-}$의 반응비는 $2:1$이므로 생성되는 물질의 몰 수는 다릅니다.
    (나) 수용액 $\text{MCl}(aq)$에서는 표준환원전위가 더 큰 $\text{H}_{2}\text{O}$가 환원되어 $\text{H}_{2}$가 발생하고, $\text{Cl}^{-}$가 산화되어 $\text{Cl}_{2}$가 발생합니다. $\text{H}_{2}\text{O}$의 환원으로 $\text{OH}^{-}$가 생성되므로 pH는 증가합니다.

    오답 노트
    두 장치의 (+)극에서 생성되는 물질의 종류는 같다: 두 경우 모두 $\text{Cl}^{-}$가 산화되어 $\text{Cl}_{2}$가 생성되므로 옳은 설명입니다.
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19. 그림은 반응물 A, 생성물 B인 어떤 반응에서 A와 B의 입자수를 모형으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 입자 수 변화를 통해 반응 차수와 반응 속도론을 분석하는 문제입니다.
    시간에 따른 A의 입자 수 변화를 보면: 처음 $8$개 $\rightarrow$ $1$분 후 $4$개 $\rightarrow$ $2$분 후 $2$개로, 농도가 절반으로 줄어드는 데 걸리는 시간(반감기)이 $1$분으로 일정합니다.
    반감기가 초기 농도에 상관없이 일정한 반응은 $1$차 반응입니다.
    반응식은 $2\text{A} \rightarrow \text{B}$의 형태를 띠며, A의 농도 변화량은 B의 농도 변화량의 $2$배입니다.
    또한 $1$차 반응의 반감기는 초기 농도와 무관하므로 초기 농도를 $2$배로 해도 반감기는 같습니다.

    오답 노트
    전체 반응 차수: 반감기가 일정하므로 $1$차 반응입니다.
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20. 다음은 원자번호 3~13번인 원소들의 족과 주기를 나타낸 것이다.

위 원소 중에서 원자번호가 연속인 4개의 원소를 임의로 선택하여 순서대로 A~D라고 하였을 때, <보기>에서 옳은 것만을 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 주기율표의 원소 성질과 전자 배치를 분석하는 문제입니다.
    ㄱ. B, C가 금속(1, 2족)이면 A, B, C, D는 연속된 원소이므로 D 역시 금속이거나 계단식 원소의 성질을 갖는 구간에 위치하게 됩니다. (예: 11, 12, 13, 14번의 경우 B, C가 금속이면 D는 금속/준금속 성질을 띱니다.)
    ㄴ. A의 홀전자가 3개인 경우는 15족(7번)입니다. 연속된 원소이므로 C는 17족(9번)이 되며, 17족 원소의 홀전자는 1개입니다.
    ㄷ. B의 이온화 에너지가 가장 큰 경우는 18족(10번)일 때입니다. 이 경우 C는 11번(3주기 1족)이 되어 해당 구간에서 이온화 에너지가 가장 작습니다.
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