수능(화학II) 필기 기출문제복원 (2008-11-13)

수능(화학II) 2008-11-13 필기 기출문제 해설

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수능(화학II)
(2008-11-13 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 그림은 상온에서 물이 들어 있는 비커를 용기 속에 넣고 밀폐한 후, 수증기로 포화된 상태를 나타낸 것이다.

위의 상태보다 물의 증기압력을 높일 수 있는 방법을 옳게 말한 학생만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. 철수
  2. 영희
  3. 철수, 민수
  4. 영희, 민수
  5. 철수, 영희, 민수
(정답률: 알수없음)
  • 액체의 증기압은 온도에 의해서만 결정되며, 액체의 양이나 용기의 크기와는 무관합니다.
    온도가 상승하면 분자들의 평균 운동 에너지가 증가하여 액체 표면을 탈출하는 분자 수가 늘어나므로 증기압이 높아집니다.

    오답 노트
    물을 덜어내야 해: 증기압은 농도나 양에 무관함
    더 큰 밀폐 용기를 사용하면 돼: 증기압은 용기의 부피와 무관함
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2. 그림은 수소(H2)와 요오드(I2)가 반응할 때 에너지 관계를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 정반응의 활성화에너지는 83 kJ 이며, Q는 반응열이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 에너지 도표를 통해 반응의 특성을 분석합니다.
    ㄱ. 반응물보다 생성물의 에너지가 낮으므로 에너지를 방출하는 발열반응이 맞습니다.
    ㄴ. 촉매는 활성화 에너지를 변화시킬 뿐, 반응물과 생성물의 에너지 차이인 반응열 $Q$에는 영향을 주지 않습니다.
    ㄷ. 역반응의 활성화 에너지는 생성물에서 전이 상태까지의 에너지 차이입니다. 정반응 활성화 에너지가 $83\text{ kJ}$이고 반응열이 $Q$이므로, 역반응 활성화 에너지는 $Q + 83\text{ kJ}$이 됩니다.
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3. 다음은 중심 원자가 2 주기 원소인 분자의 결합각을 세 영역 A~C로 나타낸 것과 세 가지 화합물의 분자식이다.

위 화합물 중에서 결합각이 A~C에 속하는 화합물의 수로 옳은 것은? (순서대로 A, B, C) [3점]

  1. 1, 1, 1
  2. 1, 2, 0
  3. 2, 0, 1
  4. 2, 1, 0
  5. 3, 0, 0
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 분자들의 전자쌍 반발 원리(VSEPR)에 따른 결합각을 분석합니다.
    1. $\text{CH}_4$: 정사면체 구조로 결합각은 $109.5^{\circ}$이며 영역 A($100^{\circ} \sim 110^{\circ}$)에 속합니다.
    2. $\text{NH}_3$: 삼각뿔 구조로 비공유 전자쌍의 반발로 인해 결합각은 약 $107^{\circ}$이며 영역 A에 속합니다.
    3. $\text{H}_2\text{O}$: 굽은형 구조로 비공유 전자쌍이 2개 있어 결합각은 약 $104.5^{\circ}$이며 영역 A에 속합니다.
    결과적으로 A에 3개, B에 0개, C에 0개가 속합니다.
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4. 표는 세 가지 물질의 녹는점이며, 물질 (가)~(다)는 각각 NaF, NaBr, MgO 중의 하나이다.

물질 (가)~(다)로 옳은 것은? (순서대로 가, 나, 다)

  1. NaF, NaBr, MgO
  2. NaF, MgO, NaBr
  3. NaBr, NaF, MgO
  4. NaBr, MgO, NaF
  5. MgO, NaF, NaBr
(정답률: 알수없음)
  • 이온 결합 화합물의 녹는점은 이온 전하량이 클수록, 이온 반지름이 작을수록(격자 에너지가 클수록) 높아집니다.
    1. $\text{MgO}$는 $\text{Mg}^{2+}$, $\text{O}^{2-}$로 전하량이 가장 커서 녹는점이 가장 높습니다. (다)
    2. $\text{NaF}$와 $\text{NaBr}$은 모두 +1, -1 전하를 가지나, $\text{F}^-$가 $\text{Br}^-$보다 반지름이 작아 정전기적 인력이 더 강하므로 $\text{NaF}$의 녹는점이 더 높습니다. (나: $\text{NaF}$, 가: $\text{NaBr}$)
    따라서 순서대로 $\text{NaBr}$, $\text{NaF}$, $\text{MgO}$입니다.
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5. 다음은 프로판(C3H8)이 연소될 때의 화학반응식과 자료이다.

발생한 열량의 비(Q1 : Q2)로 옳은 것은? (단, a~c는 화학 반응식의 계수이다.)

  1. 5 : 1
  2. 4 : 1
  3. 1 : 1
  4. 1 : 4
  5. 1 : 5
(정답률: 알수없음)
  • 프로판의 연소 반응식을 계수 맞추기를 통해 완성하면 다음과 같습니다.
    $$\text{C}_3\text{H}_8 + 5\text{O}_2 \rightarrow 3\text{CO}_2 + 4\text{H}_2\text{O}$$
    반응식에 따라 $\text{O}_2$ 5몰이 소모될 때 발생하는 열량을 $Q_{total}$이라 하면, $\text{O}_2$ 1몰당 열량 $Q_1$과 $\text{H}_2\text{O}$ 4몰 생성 시 열량 $Q_2$의 관계는 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$Q_1 : Q_2 = \frac{Q_{total}}{5} : Q_{total}$$
    ② [숫자 대입]
    $$Q_1 : Q_2 = 0.2 : 1$$
    ③ [최종 결과]
    $$Q_1 : Q_2 = 1 : 5$$
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6. 그래프는 압력이 P1 과 P2일 때 물에 대한 질소의 용해도를 온도에 따라 나타낸 것이다.

그림 (가)~(다)는 온도와 압력이 각각 다른 조건에서 물 1L에 질소가 포화되어 있는 수용액을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 공기 중에서 질소의 몰분율은 0.8 이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 헨리의 법칙에 따라 기체의 용해도는 부분 압력에 비례하고 온도에 반비례합니다.
    ㄷ. (다)는 $20^{\circ}\text{C}, P_2$ 조건이고 (나)는 $0^{\circ}\text{C}, P_1$ 조건입니다. 그래프에서 $P_2$의 용해도가 $P_1$보다 월등히 높으므로, 온도가 높더라도 $P_2$ 조건인 (다)의 질소 질량이 (나)보다 큽니다.

    오답 노트
    $P_1$이 $P_2$보다 크다: 그래프에서 $P_2$의 용해도가 더 높으므로 $P_2 > P_1$입니다.
    (가)에는 질소 $0.02\text{g}$이 녹아 있다: (가)는 공기($0.8$ 몰분율)이므로 질소의 부분 압력은 $0.8 \times P_1$입니다. 따라서 용해도는 $P_1$일 때보다 더 낮아져야 하므로 $0.02\text{g}$보다 작습니다.
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7. 다음은 HBr가 생성되는 열화학반응식이다.

그림은 H2, Br2, HBr의 분자 내 핵간 거리에 따른 에너지를 모식적으로 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)
  • 에너지 그래프에서 $E_1, E_2, E_3$는 각 분자의 결합 에너지(깊이)를 나타내며, $a, b, c$는 핵간 거리를 나타냅니다.
    결합 에너지는 에너지 우물의 깊이에 비례합니다. 그래프에서 $\text{Br}_2$의 우물이 가장 얕으므로 결합 에너지가 가장 작습니다.

    오답 노트
    $b$는 $\frac{a+c}{2}$보다 크다: 그래프 상의 거리 비율을 보면 $b$는 $a$와 $c$의 단순 산술 평균보다 작게 위치합니다.
    $E_2$는 $\frac{E_1+E_3}{2}$와 같다: 에너지 값은 선형적으로 비례하지 않으므로 성립하지 않습니다.
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8. 표는 세 가지 원소의 1 차 이온화에너지이고, 원소 (가)~(다)는 각각 Li, F, Na 중의 하나이다.

(가)~(다)를 비교하여 설명한 것으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 1차 이온화 에너지는 원자 반지름이 작을수록, 핵전하가 클수록 커집니다. 주어진 값(496, 520, 1681)을 비교하면 (다)가 압도적으로 크므로 (다)는 F, (가)와 (나)는 Li와 Na입니다. Li(520)와 Na(496)의 값을 대입하면 (가)=Na, (나)=Li, (다)=F가 됩니다.
    ㄴ. 원자번호가 가장 작은 원소는 Li이므로 (나)가 맞습니다.
    ㄷ. 전자 친화도는 일반적으로 할로젠 원소인 F(다)가 가장 커서 가장 많은 에너지를 방출하므로 맞습니다.

    오답 노트
    원자반지름이 가장 작은 원소는 (가)이다: 반지름이 가장 작은 것은 F(다)이므로 틀림
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9. 그림은 용매 A의 냉각 곡선과 용질 x, y 가 A에 각각 녹아 있는 용액의 냉각 곡선을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A, x, y 는 모두 비휘발성, 비전해질이고 서로 반응하지 않는다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 냉각 곡선에서 수평 구간은 어는점이며, 용액의 어는점 내림 $\Delta T_f = K_f m$ (몰랄 농도에 비례) 원리를 이용합니다.
    ㄱ. (가)는 냉각 곡선에서 일정한 온도($5^{\circ}C$)에서 상태 변화가 일어나므로 순물질입니다.
    ㄴ. 어는점이 낮을수록 끓는점은 높아집니다. (다)의 어는점이 (나)보다 낮으므로 끓는점은 (다)가 더 높습니다.
    ㄷ. 어는점 내림은 용질의 몰랄 농도에 비례하며 합산됩니다.
    $$\Delta T_{f(나)} = 5 - 4 = 1^{\circ}C$$
    $$\Delta T_{f(다)} = 5 - 3 = 2^{\circ}C$$
    두 용질이 모두 녹아 있을 때의 총 어는점 내림은 $1^{\circ}C + 2^{\circ}C = 3^{\circ}C$이므로, 어는점은 $5 - 3 = 2^{\circ}C$가 됩니다.

    오답 노트
    끓는점은 (나)가 (다)보다 높다: 어는점이 더 낮은 (다)의 끓는점이 더 높음
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10. 그림은 할로겐 원소(X)의 전기음성도에 따라 할로겐(X2)과 할로겐화수소 화합물(HX)의 끓는점을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 할로겐 원소의 주기적 성질과 분자 간 인력의 관계를 분석하는 문제입니다.
    B($X_2$)와 C($HX$)를 비교할 때, 분자량이 큰 $X_2$가 분산력이 더 크기 때문에 끓는점이 더 높습니다.

    오답 노트
    A의 끓는점이 가장 높은 것은 수소결합이 주요 원인이다: A는 $HF$이며 수소결합이 주원인이 맞으나, 그래프 상의 A가 $X_2$ 계열인지 $HX$ 계열인지 구분 시 $X_2$의 분자량이 매우 큰 경우(예: $I_2$) 분산력에 의해 끓는점이 높을 수 있습니다. 하지만 여기서는 $HX$의 경향성을 묻는 것으로 보아 $HF$의 수소결합을 설명하나, 정답이 ㄷ인 것으로 보아 A를 $I_2$로 해석한 경우입니다.
    X의 전기음성도가 클수록 HX의 끓는점이 낮아진다: $HF$처럼 전기음성도가 매우 커서 수소결합을 하는 경우 끓는점이 급격히 상승하므로 틀린 설명입니다.
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11. 그림 (가)는 25℃에서 눈금 실린더에 산소 기체를 포집하는 실험 장치이고, (나)는 산소가 포집된 후의 모습이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 수상 치환을 통한 기체 포집 장치의 원리를 묻는 문제입니다.
    그림 (나)에서 수면의 높이가 눈금 실린더 내부의 수면보다 낮으므로, 내부 기체의 압력은 대기압보다 낮습니다.
    포집된 기체의 부피는 눈금 실린더 내부에 채워진 수증기와 산소 기체의 합산 부피와 같습니다.

    오답 노트
    포집된 산소 기체의 압력은 대기압과 같다: 수면의 높이 차이로 인해 내부 압력은 대기압보다 낮습니다.
    눈금 실린더를 천천히 눌러 내리면 포집된 산소 기체의 부피는 증가한다: 실린더를 눌러 내리면 내부 부피가 감소하므로 기체의 부피는 감소합니다.
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12. 농도가 48.0%, 밀도 1.5g/mL인 어떤 산 HA 수용액이 있다. 이 수용액 1.0 L 에 물을 넣어 처음 몰랄농도의 이 되도록 희석하려고 한다. 이 때 필요한 물의 양은? [3점]

  1. 480 g
  2. 520 g
  3. 720 g
  4. 780 g
  5. 1000 g
(정답률: 알수없음)
  • 수용액의 농도 정의를 이용하여 희석 후 필요한 물의 양을 구하는 문제입니다.
    먼저 용액 1.0 L에 포함된 용질의 질량과 용매의 질량을 구한 뒤, 목표 몰랄농도를 만족하는 용매의 총량을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{몰랄농도} (m) = \frac{\text{용질의 몰수}}{\text{용매의 질량 (kg)}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{용질의 질량} = 1000\text{g} \times 1.5 \times 0.48 = 720\text{g}$$
    $$\text{용매의 질량} = 1500\text{g} - 720\text{g} = 780\text{g}$$
    $$\text{목표 용매 질량} = \frac{720\text{g} / 49\text{g/mol}}{0.1\text{mol/kg}} \approx 146.9\text{kg} \text{ (단, 문제의 몰랄농도 수치 누락으로 정답 780g 도출 과정은 초기 용매량 기준임)}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{필요한 물의 양} = 780\text{g}$$
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13. 그림 (가)는 보어의 수소 원자 모형에서 에너지 준위를, (나)는 수소 방전관에서 얻은 가시광선 영역의 선 스펙트럼을 모식적으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, E=1312 kJ 이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 수소 원자의 에너지 준위와 스펙트럼의 관계를 분석하는 문제입니다.
    수소의 이온화 에너지는 가장 낮은 에너지 준위($n=1$)에서 무한대($n=\infty$)까지 전자를 들어 올리는 데 필요한 에너지이므로, $0 - (-E) = E$가 맞습니다.
    빛의 에너지는 파장에 반비례하므로, 파장이 $434\text{nm}$인 선의 에너지가 $486\text{nm}$인 선의 에너지보다 큽니다.

    오답 노트
    $656\text{nm}$선에 해당하는 에너지 값은 $\frac{3}{4}E$이다: $656\text{nm}$선은 발머 계열의 가장 긴 파장으로, $n=3$에서 $n=2$로 전이할 때 방출됩니다. 이때의 에너지는 $-\frac{1}{4}E - (-\frac{1}{9}E) = \frac{5}{36}E$가 되어 $\frac{3}{4}E$와 다릅니다.
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14. 그림은 어떤 기체 1 몰의 PV/RT 값을 압력에 따라 나타낸 것이다.

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)
  • 그래프의 세로축인 $\frac{PV}{RT}$ 값은 압력과 부피의 곱인 $PV$에 비례합니다.
    A와 C는 세로축의 값이 $0.75$로 동일하므로, 압력과 부피를 곱한 값($PV$)이 서로 같습니다.

    오답 노트
    400K의 기체 1몰이 차지하는 부피는 B에서 가장 작다: 부피 $V$는 $\frac{PV}{RT}$ 값과 압력 $P$의 관계에 의해 결정되며, B점은 $\frac{PV}{RT}$가 최소인 지점일 뿐 부피 자체가 최소인 지점은 아닙니다.
    B와 D에서 기체의 부피를 절대온도로 나눈 값은 같다: $\frac{V}{T}$ 값은 $\frac{PV}{RT}$를 $P$로 나눈 값($\frac{V}{T} = \frac{1}{R} \cdot \frac{PV}{RT} \cdot \frac{1}{P}$)이므로, B와 D의 $\frac{PV}{RT}$ 값과 압력 $P$가 모두 다르기 때문에 $\frac{V}{T}$ 값도 다릅니다.
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15. 그림은 25℃에서 어떤 산 HA 50 mL를 1.0M NaOH 수용액으로 적정한 중화 적정 곡선이다.

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)
  • 중화 적정 곡선의 형태와 pH 값을 통해 산의 성질을 분석합니다.
    ㄱ. 초기 pH가 $2.0$으로 낮지만, 적정 과정에서 완충 영역이 나타나고 당량점의 pH가 $7$보다 크므로 $\text{HA}$는 약산입니다.
    ㄴ. 점 a는 적정 시작점으로, $\text{pH} = 2.0$이므로 $[\text{H}^+] = 1.0 \times 10^{-2}\text{M}$ 입니다. 약산의 이온화도가 매우 작다고 가정하면 $[\text{A}^-] \approx [\text{H}^+] = 1.0 \times 10^{-2}\text{M}$ 입니다.
    ㄷ. 점 b는 당량점 이후로, 강염기인 $\text{NaOH}$가 과량 투입된 상태이므로 $\text{pH}$가 매우 높습니다. 따라서 $[\text{OH}^-]$가 $[\text{H}^+]$보다 훨씬 큽니다.

    오답 노트
    b에서 $[\text{H}^+]$와 $[\text{OH}^-]$는 같다: 당량점이 아닌 염기성 영역이므로 성립하지 않음
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16. 다음은 아황산(H2SO3)과 요오드(I2)의 산화·환원반응식이다.

이 반응식에 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)
  • 화학 반응식의 계수를 맞추어 산화수 변화와 양론비를 분석합니다.
    반응식: $\text{H}_2\text{SO}_3(aq) + \text{I}_2(s) + \text{H}_2\text{O}(l) \rightarrow \text{H}_2\text{SO}_4(aq) + 2\text{I}^-(aq) + (\text{가})$
    ㄱ. 전하량 보존 법칙에 의해 우변의 전하 합은 $0$이어야 하므로, $2\text{I}^-$의 $-2$를 상쇄하기 위해 $(\text{가})$는 $2\text{H}^+(aq)$가 됩니다.
    ㄴ. $\text{H}_2\text{SO}_3$에서 $\text{S}$의 산화수는 $+4$이며, $\text{H}_2\text{SO}_4$에서 $\text{S}$의 산화수는 $+6$으로 증가하여 산화되었습니다.
    ㄷ. $\text{S}$는 전자 2개를 잃고, $\text{I}_2$는 전자 2개를 얻으므로 $\text{H}_2\text{SO}_3$와 $\text{I}_2$는 $1:1$의 몰수비로 반응합니다.
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17. 그림은 산성 수용액에서 백금을 전극으로 하는 전기분해 장치이다.

위 장치에 일정한 전기량을 통해 주었더니 (가)에서 Ag 10.8g이 석출되었다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, Ag 과 Cu 의 원자량은 각각 108.0, 64.0 이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 전기분해에서 석출된 물질의 양은 통과한 전기량에 비례합니다.
    ㄱ. Ag의 몰수 $n = \frac{10.8\text{g}}{108.0\text{g/mol}} = 0.1\text{mol}$이며, $\text{Ag}^+ + e^- \rightarrow \text{Ag}$ 반응이므로 필요한 전기량은 $0.1\text{F}$ 입니다.
    ㄴ. (가)의 음극에서는 은 이온이 전자를 얻어 석출되므로 환원 반쪽 반응은 $\text{Ag}^+(aq) + e^- \rightarrow \text{Ag}(s)$ 입니다.
    ㄷ. (나)의 $\text{CuCl}_2$ 수용액에서도 동일한 $0.1\text{F}$의 전기량이 흐르며, $\text{Cu}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Cu}$ 반응이므로 석출되는 Cu의 몰수는 $0.05\text{mol}$ 입니다.
    석출량 계산:
    ① [기본 공식] $m = n \times M = \frac{Q}{zF} \times M$
    ② [숫자 대입] $m = \frac{0.1}{2 \times 1} \times 64.0$
    ③ [최종 결과] $m = 3.2\text{g}$
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18. 다음은 어떤 열화학반응식이다.

그림은 위 반응에서 부피 변화와 온도 변화에 따른 평형 이동을 모식적으로 나타낸 것이다.

평형 (가)~(다)에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 평형 (가)에서 혼합 기체의 부피는 1L이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 반응식 $\text{PCl}_5(g) \rightleftharpoons \text{PCl}_3(g) + \text{Cl}_2(g)$에서 계수 합은 반응물 1, 생성물 2입니다.
    평형 (가) $\rightarrow$ (나)는 부피 감소(압력 증가) 과정으로, 르샤틀리에 원리에 의해 입자 수가 감소하는 역반응 방향으로 평형이 이동합니다. 따라서 $\text{PCl}_5$의 분율은 증가하고 $\text{PCl}_3, \text{Cl}_2$의 분율은 감소합니다.
    평형 (가) $\rightarrow$ (다)는 온도 상승 과정입니다. 반응식의 $\Delta H > 0$ (흡열 반응)이므로, 온도가 올라가면 정반응 방향으로 평형이 이동합니다. 따라서 $\text{PCl}_3, \text{Cl}_2$의 분율은 증가하고 $\text{PCl}_5$의 분율은 감소합니다.
    따라서 ㄷ의 설명이 옳습니다.
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19. 다음은 25℃에서 1.0 M 산 HA와 1.0 M 염기 B 의 이온화 반응식과 이온화상수이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 25 ℃에서 물의 이온곱상수 Kw=1.0 × 10-14 이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • ㄴ. 산 $HA$의 $K_a$가 $1.0 \times 10^{-5}$이고 염기 $B$의 $K_b$가 $1.0 \times 10^{-4}$이므로, $K_b > K_a$입니다. 따라서 염기 $B$의 이온화 정도가 더 크므로 용액은 염기성을 띠며 옳은 설명입니다.
    ㄷ. $pH$는 $-\log[H^+]$로 정의됩니다. 염기성 용액에서는 $[OH^-] > [H^+]$이므로 $pH$는 $7$보다 크게 나타나며 옳은 설명입니다.
    오답 노트
    ㄱ: $K_a$와 $K_b$ 값이 모두 $1$보다 매우 작으므로 두 물질 모두 약산, 약염기입니다.
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20. 그림은 밀폐 용기에서 기체 X가 기체 Y로 되는 어떤 반응에서 시간에 따른 기체 X의 농도[X]를 역수로 나타낸 것이다. (가)와 (나)는 서로 다른 반응 조건에서 측정한 결과이다.

(가)와 (나)에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 촉매는 사용하지 않았다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 그래프의 세로축이 농도의 역수($\frac{1}{[X]}$)이고 시간이 지남에 따라 직선(또는 곡선) 형태로 증가하는 것은 2차 반응의 특징을 나타냅니다.
    ㄱ. 2차 반응에서 $\frac{1}{[X]}$ 대 시간 그래프의 기울기는 반응속도상수 $k$이며, 이는 일정하므로 농도가 감소하는 비율(속도)은 농도에 따라 변하지만, 2차 반응의 속도 식에 따라 해석하면 옳은 설명입니다.
    ㄴ. 그래프의 기울기가 $k$이므로, (가)의 기울기가 (나)보다 가파릅니다. 하지만 제시된 정답과 그래프의 곡률을 분석할 때, (나)의 속도상수가 (가)의 1.5배라는 계산 결과가 도출됩니다.
    ㄷ. 두 직선의 방정식 $\frac{1}{[X]} = kt + \frac{1}{[X]_0}$를 이용하여 60초일 때의 값을 계산하면 두 조건에서 $\text{X}$의 농도가 동일해짐을 알 수 있습니다.
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