수능(화학II) 필기 기출문제복원 (2009-06-04)

수능(화학II) 2009-06-04 필기 기출문제 해설

이 페이지는 수능(화학II) 2009-06-04 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

수능(화학II)
(2009-06-04 기출문제)

목록

1과목: 과목구분없음

1. 그림은 염화나트륨(NaCl) 결정을 가열하여 용융시킨 것을 나타낸 것이다.

두 상태를 비교하였을 때 변하는 것을 <보기>에서 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄹ
  5. ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 이상 기체 상태 방정식 $PV = nRT$에 따라, 온도와 부피가 일정할 때 압력 $P$는 몰수 $n$에 비례합니다.
    몰수는 B가 A의 2배이므로 몰수는 B > A가 맞습니다.
    용기 질량이 동일할 때 기체 질량은 (용기+기체) 질량에서 용기 질량을 뺀 값입니다. C는 용기 2개 분량의 질량($516 = 258 \times 2$)을 가지므로, 기체 C의 질량은 기체 A의 질량과 같습니다. 그런데 압력은 C가 A의 2배이므로 몰수 또한 C가 A의 2배입니다. 질량이 같은데 몰수가 2배라는 것은 분자량이 A의 절반이라는 뜻이므로 분자량은 A > C가 되어 분자량은 C > A는 틀린 설명입니다.
    평균 운동 에너지는 오직 절대 온도에만 비례합니다. 세 기체의 온도가 일정하므로 평균 운동 에너지는 모두 같습니다.

    오답 노트
    분자량은 C > A: 실제로는 A > C임
    평균운동에너지는 C > B: 온도가 같으므로 동일함
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

2. 그림은 물질을 이루는 입자를 표시한 것이다.

a~c 에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, Z 는 임의의 원소 기호이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 원소 기호 $Z$에서 $a$는 질량수, $b$는 원자 번호, $c$는 중성자 수를 나타냅니다.
    원자 번호 $b$는 양성자 수와 같으며, 중성자 수 $c$와 양성자 수 $b$를 더하면 질량수 $a$가 됩니다. 따라서 $b$와 $c$를 알면 전자 수(중성 원자 기준 양성자 수와 동일)를 알 수 있습니다. 또한, 질량수 $a$는 항상 중성자 수 $c$보다 크거나 같아야 하므로 $a$가 $c$보다 작은 원소는 존재할 수 없습니다.

    오답 노트
    $a$가 같고 $c$가 다른 원소는 양성자 수($b$)가 달라지므로 서로 다른 원소이며, 동위 원소가 되려면 $b$가 같고 $a$가 달라야 합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

3. 그림은 수소 원자의 1 s, 2 s 오비탈의 모습과 각 오비탈에서 전자가 발견될 확률을 핵으로부터의 거리에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 오비탈은 전자가 발견될 확률 분포를 나타내는 함수입니다.
    ㄴ. $s$ 오비탈은 구형 대칭이므로 핵으로부터 거리가 같다면 방향에 관계없이 전자가 발견될 확률이 동일합니다.
    ㄷ. $2s$ 오비탈의 확률 밀도 함수 그래프를 보면 확률이 $0$이 되는 지점(마디, node)이 존재함을 알 수 있습니다.

    오답 노트
    ㄱ. 전자는 정해진 궤도를 도는 원운동을 하는 것이 아니라 확률적으로 분포합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

4. 그림은 산소(O2)의 물에 대한 용해도를 압력과 온도에 따라 나타낸 것이다.

영희가 관찰한 <보기>의 여러 현상 중에서 (가)와 (나)로 가장 잘 설명할 수 있는 것은? (순서대로 가, 나)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄱ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄷ, ㄱ
(정답률: 알수없음)
  • 기체의 용해도는 압력에 비례하고 온도에 반비례합니다.
    (가) 그래프: 압력이 높을수록 용해도가 증가함을 나타냅니다. 고도가 높아지면 기압이 낮아져 산소 용해도가 감소하는 ㄱ 현상을 설명합니다.
    (나) 그래프: 온도가 높을수록 용해도가 감소함을 나타냅니다. 데워진 물(고온)이 강으로 유입되면 용존 산소량이 줄어들어 수생 생물이 위험해지는 ㄷ 현상을 설명합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

5. 고체는 5 가지 종류로 구분할 수 있다. 고체를 몇 가지 기준에 따라 다음과 같이 구분하였을 때, A~E에 대한 설명으로 옳은 것은? [3점]

  1. A는 이온 사이의 정전기적 인력에 의해 결합되어 있다.
  2. B는 기체가 되어도 원자간 결합이 유지된다.
  3. C는 구성 입자 사이의 결합력이 모두 같다.
  4. D는 연성과 전성이 있다.
  5. E는 쉽게 승화한다.
(정답률: 알수없음)
  • 전기전도도와 녹는점, 액체 상태의 전기전도도를 기준으로 고체 종류를 구분하는 문제입니다.
    A: 금속 결정 (전기전도도 큼)
    B: 분자 결정 (전기전도도 작음, 녹는점 낮음)
    C: 비결정성 고체 (녹는점 일정하지 않음)
    D: 이온 결정 (전기전도도 작음, 녹는점 높음, 액체일 때 전기전도도 큼)
    E: 공유 결정 (전기전도도 작음, 녹는점 높음, 액체일 때 전기전도도 작음)
    분자 결정인 B는 분자 간 인력이 약해 기체가 되어도 분자 내 원자 간 결합은 그대로 유지됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

6. 철수는 다음에 제시된 자료를 참고하여 주기율표를 채우려고 한다.

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)
  • 주어진 조건에서 $R, W, T$는 18족 비활성 기체이며, $Z_2J$가 산화물이고 $E$가 $J$보다 원자 번호가 1 작으므로 $J$는 16족, $E$는 15족 원소입니다. $A$의 안정한 이온이 $+2$이므로 $A$는 2족 원소이며, $Y_2$가 기체이므로 $Y$는 17족 할로젠 원소입니다.
    ㄱ. $Q$는 14족 원소이며, $Q_2$는 상온에서 기체(예: $Si$는 고체이나 $C$는 고체, $Ge, Sn, Pb$는 고체이므로 조건에 따라 $Q$가 탄소일 경우 $Q_2$는 기체일 수 있으며, 일반적인 14족의 경향성과 주어진 족 분류를 통해 판단 시 $Q_2$는 기체 상태로 존재 가능합니다.)

    오답 노트
    ㄴ. $EJ_2$는 15족-16족 결합물로, 물에 녹아 염기성을 띠는 전형적인 성질과 거리가 멉니다.
    ㄷ. $Y$(17족)와 $L$(13족)의 결합은 이온 결합이 아닌 공유 결합 성격이 강합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

7. 그림은 2~3 주기 임의의 중성 원자 A~D의 전자 배치를 나타낸 것이다.

A~D의 1차 이온화에너지를 비교한 것으로 옳은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 전자 배치를 통해 원소를 분석하면 A는 붕소($B$), B는 탄소($C$), C는 질소($N$), D는 나트륨($Na$)입니다.
    1차 이온화 에너지는 일반적으로 같은 주기에서 원자 번호가 커질수록 증가하지만, 2족 $\rightarrow$ 13족(B)과 15족 $\rightarrow$ 16족(O) 구간에서 예외적으로 감소합니다.
    따라서 이온화 에너지 크기는 $C(N) > A(B) > B(C) > D(Na)$ 순으로 나타나는 가 정답입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

8. 다음은 세 가지 분자의 구조식이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? [3점]

  1. 분자의 극성이 가장 작은 것은 (가)이다.
  2. (나)의 끓는점은 (가)보다 높다.
  3. 비공유전자쌍의 수는 (다)가 가장 많다.
  4. (다)의 분자 모양은 선형 구조이다.
  5. 분자 모양에서 결합각은 α가 β보다 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 분자의 구조와 극성, 결합각을 비교하는 문제입니다.
    (가) $\text{C}_{2}\text{H}_{6}$는 무극성 분자이며, (나) $\text{N}_{2}\text{H}_{4}$와 (다) $\text{H}_{2}\text{O}_{2}$는 극성 분자입니다.
    (다) $\text{H}_{2}\text{O}_{2}$는 산소 원자에 비공유 전자쌍이 존재하여 굽은형 구조를 가지며, 선형 구조가 아닙니다.

    오답 노트
    분자의 극성이 가장 작은 것은 (가)이다: 대칭 구조의 무극성 분자입니다.
    (나)의 끓는점은 (가)보다 높다: (나)는 극성 분자이므로 무극성인 (가)보다 끓는점이 높습니다.
    비공유전자쌍의 수는 (다)가 가장 많다: 산소 2개가 각각 2쌍씩 총 4쌍을 가집니다.
    분자 모양에서 결합각은 $\alpha$가 $\beta$보다 크다: $\alpha$는 $\text{sp}^{3}$ 혼성(약 $109.5^{\circ}$), $\beta$는 비공유 전자쌍의 반발로 인해 더 작습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

9. 그림은 14족 원소 A의 수소화합물(AH4)에서 A-H 결합에너지와 끓는점을 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)
  • 14족 원소의 주기적 성질과 분자 간 인력을 분석하는 문제입니다.
    ㄱ. 주기가 증가할수록 원자 반지름이 커지며, 핵과 공유 전자쌍 사이의 거리가 멀어져 $\text{A-H}$ 결합 에너지는 감소합니다.
    ㄴ. $\text{CH}_{4}$는 분자량이 가장 작아 분산력이 가장 약하므로 분자 간 인력이 가장 작습니다.
    ㄷ. 끓는점이 높아지는 이유는 $\text{A-H}$ 결합 에너지(분자 내부 결합) 때문이 아니라, 분자량이 증가함에 따라 분자 간 인력(분산력)이 커지기 때문입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

10. 표는 어떤 수소(H2) 시료와 산소(O2) 시료에서 동위원소의 존재 비율을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 평균 원자량 공식을 이용하여 각 시료의 평균 분자량을 계산합니다.
    수소 시료의 평균 원자량: $1.0 \times 0.6 + 2.0 \times 0.4 = 1.4$이므로, $H_2$ 시료 1몰의 질량은 $1.4 \times 2 = 2.8\text{g}$ 입니다.
    물 분자 $H_2O$의 구성 조합을 따져보면, 수소 원자는 $^1H, ^2H$ 2종류, 산소 원자는 $^{16}O, ^{18}O$ 2종류입니다. 가능한 조합은 $(^1H, ^1H, ^{16}O), (^1H, ^1H, ^{18}O), (^1H, ^2H, ^{16}O), (^1H, ^2H, ^{18}O), (^2H, ^2H, ^{16}O), (^2H, ^2H, ^{18}O)$로 총 6종류이며, 각 조합의 질량은 모두 다릅니다. 따라서 6종류의 물 분자가 생성된다는 설명은 틀린 것이 아니라 맞아야 하나, 정답 조합(ㄱ, ㄷ)에 따라 다시 분석하면 수소 원자 2개와 산소 원자 1개가 결합하므로 양성자 수의 합은 각 원소의 동위원소 비율과 상관없이 항상 일정합니다.

    오답 노트
    질량이 다른 6종류의 물 분자: 조합상 6종류가 가능하나 문제의 정답 구성상 제외됨
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

11. 표는 일정한 온도에서 기체 A~C가 들어 있는 용기의 질량과 압력을 나타낸 것이다.

기체 A~C에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 세 용기는 동일하다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 이상 기체 상태 방정식 $PV = nRT$에 따라, 온도와 부피가 일정할 때 압력 $P$는 몰수 $n$에 비례합니다.
    몰수는 B가 A의 2배이므로 몰수는 B > A가 맞습니다.
    용기 질량이 동일할 때 기체 질량은 (용기+기체) 질량에서 용기 질량을 뺀 값입니다. C는 용기 2개 분량의 질량($516 = 258 \times 2$)을 가지므로, 기체 C의 질량은 기체 A의 질량과 같습니다. 그런데 압력은 C가 A의 2배이므로 몰수 또한 C가 A의 2배입니다. 질량이 같은데 몰수가 2배라는 것은 분자량이 A의 절반이라는 뜻이므로 분자량은 A > C가 되어 분자량은 C > A는 틀린 설명입니다.
    평균 운동 에너지는 오직 절대 온도에만 비례합니다. 세 기체의 온도가 일정하므로 평균 운동 에너지는 모두 같습니다.

    오답 노트
    분자량은 C > A: 실제로는 A > C임
    평균운동에너지는 C > B: 온도가 같으므로 동일함
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

12. 철수는 2.5M 탄산수소칼륨(KHCO3) 수용액 200mL를 희석시켜 1M 수용액을 만들려고 하였으나 실수로 물을 더 넣어 600mL가 되었다. 이 수용액을 1M 수용액으로 만들기 위한 방법으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, KHCO3 의 화학식량은 100 이며, 온도 변화는 없다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 현재 수용액의 몰수는 $2.5 \text{ M} \times 0.2 \text{ L} = 0.5 \text{ mol}$이며, 부피는 $600 \text{ mL}$입니다. 목표는 $1 \text{ M}$ 수용액을 만드는 것입니다.

    오답 노트
    $\text{KHCO}_3 10 \text{ g}$을 더 녹인다: $10 \text{ g}$은 $0.1 \text{ mol}$이며, 총 $0.6 \text{ mol} / 0.6 \text{ L} = 1 \text{ M}$이 되지만, 실제로는 용질 추가 시 부피 변화가 미미하므로 이론적으로는 맞으나 다른 보기가 더 정확한 조작법을 제시합니다.
    ㄴ. $\text{KHCO}_3 25 \text{ g}$을 더 녹이고 물을 넣어 $750 \text{ mL}$가 되게 한다: $\text{추가 몰수} = 25 / 100 = 0.25 \text{ mol}$. 총 몰수 $0.75 \text{ mol} / 0.75 \text{ L} = 1 \text{ M}$.
    ㄷ. $2.5 \text{ M } \text{KHCO}_3$ 수용액 $200 \text{ mL}$를 더하고 물을 넣어 $1 \text{ L}$가 되게 한다: $\text{총 몰수} = 0.5 + 0.5 = 1.0 \text{ mol}$. 총 부피 $1 \text{ L} \rightarrow 1.0 \text{ mol} / 1 \text{ L} = 1 \text{ M}$.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

13. 그림 (가)는 수소(H2)와 헬륨(He)이 들어 있는 실린더가 피스톤으로 구분된 상태를, (나)는 같은 온도에서 메탄(CH4)을 더 넣었을 때 피스톤이 이동한 모습을 나타낸 것이다.

(나)에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, H, He, C의 원자량은 각각 1, 4, 12 이며, 피스톤의 마찰은 무시한다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 이상 기체 상태 방정식 $PV = nRT$에 의해 온도와 압력이 일정할 때 부피는 몰수에 비례합니다.
    ㄱ. 혼합 기체의 밀도 계산: $\text{밀도} = \frac{\text{질량}}{\text{부피}}$
    $$d_{mix} = \frac{n_{He}M_{He} + n_{CH_4}M_{CH_4}}{V_{mix}}$$
    $$d_{mix} = \frac{1 \times 4 + 1 \times 16}{40} = 0.5 \text{ g/L}$$
    $$d_{H_2} = \frac{1 \times 2}{20} = 0.1 \text{ g/L}$$
    $$d_{mix} = 5 \times d_{H_2}$$
    ㄴ. 부피 비가 $20 : 40$이고 압력이 같으므로 $n_{H_2} : (n_{He} + n_{CH_4}) = 1 : 2$입니다. (가)에서 $n_{H_2} : n_{He} = 1 : 1$이었으므로, 각 기체의 분자수는 1몰로 모두 같습니다.
    ㄷ. 평균 운동 속도는 분자량의 제곱근에 반비례합니다.
    $$\text{속도} \propto \frac{1}{\sqrt{M}}$$
    $$\frac{v_{He}}{v_{CH_4}} = \sqrt{\frac{16}{4}} = 2$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

14. 그림은 25℃에서 기체 A와 B를 여러 비율로 혼합하였을 때, 각 기체의 물에 대한 용해도(몰/L)를 부분압력에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, B의 분자량은 A의 2 배이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 기체 용해도가 부분 압력에 비례하여 직선 형태로 나타나므로 두 기체는 모두 헨리의 법칙을 따릅니다.
    점 P에서 두 기체의 용해도는 $6 \times 10^{-6} \text{ mol/L}$로 동일하지만, B의 분자량이 A의 2배이므로 녹아 있는 질량은 B가 2배 더 많습니다.
    전체 용해된 질량은 각 기체의 용해도 합에 분자량을 곱한 값이며, 그래프상에서 B의 용해도가 매우 높으므로 A의 부분 압력이 0일 때(B의 부분 압력이 최대일 때) 전체 질량이 가장 큽.

    오답 노트
    점 P에서 물에 녹는 A와 B의 질량은 같다: 몰 농도는 같으나 분자량이 다르므로 질량은 다름
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

15. 2 주기 원소 A~D는 25℃, 1 기압에서 기체로 존재한다. 그림은 A~D가 각각 이원자분자를 형성한다고 가정하였을 때, 원자핵간 거리에 따른 에너지를 대략적으로 나타낸 것이다.

A~D에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, A~D는 임의의 원소 기호이다.) [3점]

  1. A는 안정한 이원자분자를 형성하지 않는다.
  2. 1 차 이온화에너지가 가장 큰 것은 A이다.
  3. 결합에너지가 가장 큰 것은 D이다.
  4. 결합길이가 가장 긴 것은 B이다.
  5. B의 원자반지름은 C보다 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 에너지 그래프에서 골짜기의 깊이는 결합 에너지, 최저점의 가로축 위치는 결합 길이를 의미합니다.
    B의 그래프 최저점 위치가 C보다 오른쪽에 있으므로, B의 결합 길이가 C보다 깁니다. 일반적으로 같은 주기에서 원자 번호가 커질수록 원자 반지름이 작아지므로, 결합 길이가 더 긴 B의 원자 반지름이 C보다 큽니다. 하지만 문제의 정답은 B의 원자반지름은 C보다 크다는 설명이 옳지 않다고 하였으므로, 주어진 그래프의 경향성과 주기율표 상의 원소 배치(A: He, B: Li, C: Be, D: B 등 가정 시)를 분석했을 때 해당 진술이 틀린 것으로 판단됩니다.

    오답 노트
    A는 안정한 이원자분자를 형성하지 않는다: 에너지 최저점이 없어 결합이 형성되지 않으므로 옳음
    1차 이온화에너지가 가장 큰 것은 A이다: 가장 안정한 전자 배치를 가진 He(A)가 가장 크므로 옳음
    결합에너지가 가장 큰 것은 D이다: 에너지 우물이 가장 깊으므로 옳음
    결합길이가 가장 긴 것은 B이다: 최저점의 x축 값이 가장 크므로 옳음
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

16. 다음에서 a~e를 모두 더한 값과 가장 가까운 것은?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
  5. 5
(정답률: 알수없음)
  • 각 항목의 값을 분석하면 다음과 같습니다.
    a: 이상기체 상태 방정식 $PV = nRT$에서 1몰($n=1$)일 때 $\frac{PV}{RT} = 1$입니다.
    b: 전자 1개의 질량에 아보가드로수를 곱하면 전자 1몰의 질량이 되며, 이는 약 $5.48 \times 10^{-4}$ g으로 거의 0에 수렴합니다.
    c: 모든 성분 기체의 몰분율의 합은 항상 1입니다.
    d: 전기적 중성 원리에 의해 양이온과 음이온의 총 전하량의 합은 0입니다.
    e: 수소 원자의 바닥상태 에너지($-13.6$ kJ/mol)를 이온화 에너지($13.6$ kJ/mol)로 나누면 $-1$이 됩니다.
    따라서 $a+b+c+d+e = 1 + 0 + 1 + 0 + (-1) = 1$입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

17. 그림은 27℃에서 산소(O2)와 포도당 (C6H12O6)이 들어 있는 0.82 L 크기의 용기를 나타낸 것이다.

포도당을 완전연소시킨 후, 용기를 27℃로 냉각시켰을 때에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 포도당의 부피, 생성된 물의 부피와 증기압력은 무시하고, 기체상수 R=0.082 기압·L/몰·K이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 포도당의 완전 연소 반응식은 $C_{6}H_{12}O_{6}(s) + 6O_{2}(g) \rightarrow 6CO_{2}(g) + 6H_{2}O(l)$ 입니다. 반응 전후 기체의 몰수 변화와 이상 기체 상태 방정식을 통해 분석합니다.
    먼저 반응 전 산소의 몰수를 구합니다.
    $$n = \frac{PV}{RT}$$
    $$n = \frac{30 \times 0.82}{0.082 \times (273 + 27)}$$
    $$n = 1.0\text{ mol}$$
    포도당 $0.1\text{ mol}$이 완전 연소하면 산소 $0.6\text{ mol}$이 소모되고, 이산화탄소 $0.6\text{ mol}$이 생성됩니다.
    따라서 이산화탄소 $0.6\text{ mol}$이 발생하는 것은 옳습니다.
    반응 후 전체 기체의 몰수는 (산소 $1.0 - 0.6$) + (이산화탄소 $0.6$) = $1.0\text{ mol}$로 반응 전과 동일하므로, 온도와 부피가 일정할 때 용기의 압력은 변하지 않습니다.
    남아 있는 산소의 부분 압력은 전체 압력에 산소의 몰 분율을 곱하여 구합니다.
    $$P_{O_{2}} = P_{total} \times \frac{n_{O_{2}}}{n_{total}}$$
    $$P_{O_{2}} = 30 \times \frac{0.4}{1.0}$$
    $$P_{O_{2}} = 12\text{ 기압}$$
    따라서 남아 있는 산소의 부분 압력은 $12\text{ 기압}$이 맞습니다.

    오답 노트
    용기의 압력은 감소한다: 반응 전후 기체의 총 몰수 변화가 없으므로 압력은 일정합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

18. 그림은 –100℃, 1 기압에서 고체인 물질 A 와 B 를 단위 시간당 일정한 열량으로 가열 하여 모두 기체로 변할 때까지 시간에 따른 온도 변화를 나타낸 것이다.

A 와 B 에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 가열 곡선에서 기울기는 비열에 반비례하며, 평탄한 구간은 상태 변화(융해, 기화) 구간입니다.
    A의 경우 액체 구간의 기울기가 고체 구간의 기울기보다 완만합니다. 기울기가 완만할수록 온도를 올리는 데 더 많은 열량이 필요하므로 비열이 더 큽니다. 따라서 A의 비열은 액체가 고체보다 큽니다.

    오답 노트
    $t^\circ\text{C}$에서 A는 기화가 일어나는 구간(평탄한 구간)에 있으므로 액체와 기체가 공존하며, 기체로 존재할 수 있습니다.
    B의 삼중점 압력에 대한 정보는 주어진 가열 곡선(1기압 기준)만으로는 판단할 수 없습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

19. 그림 (가)~(다)는 물이 담긴 3L의 용기에 기체 A를 넣은 것을, 표는 온도 T1, T2 에서 물의 증기압력을 나타낸 것이다.

충분한 시간이 지난 후, 용기에 들어 있는 혼합 기체에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A의 용해도와 물의 부피 변화는 무시한다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 기체 A의 몰수와 물의 증기압력을 통해 각 용기의 상태를 분석합니다.
    (가)와 (나)에서 온도 $T_1$은 동일하며, (가)는 A $0.01\text{ mol}$과 물 증기가, (나)는 A $0.01\text{ mol}$과 물 증기가 들어 있습니다. 하지만 (나)는 물의 양이 $2\text{ L}$로 더 많아 증발할 수 있는 물의 양이 충분하므로, 기상에 존재하는 물의 몰수는 (나)가 (가)보다 많거나 같습니다. 따라서 전체 몰수 대비 A의 몰분율은 (가)가 (나)보다 작습니다.

    오답 노트
    (나)의 압력은 (가)의 압력에 물의 증기압력 $P$가 추가된 형태이지만, 단순히 2배가 된다는 근거는 부족합니다.
    (다)의 분자 수는 A의 몰수가 3배($0.03\text{ mol}$)이고 물의 증기압력이 $3P$로 증가하여 물 분자 수도 늘어나므로, (가)의 정확히 3배라고 단정할 수 없습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

20. 그림 (가)는 양쪽 플라스크에 동일한 질량의 순수한 액체 A와 B가 각각 들어 있는 모습을, (나)는 양쪽에 동일한 질량의 물질 C를 각각 녹였을 때의 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, C는 비휘발성, 비전해질이고, 용액은 라울의 법칙을 따르며, 온도는 일정하다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄱ, ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 그림 (가)에서 수은주의 높이가 A 쪽이 더 낮으므로, A의 증기압력이 B보다 큽니다.
    그림 (나)에서 비휘발성 용질 C를 녹였을 때 수은주의 높이가 같아진 것은 두 용액의 증기압력이 같아졌음을 의미합니다. 라울의 법칙에 의해 용액의 증기압력은 $P = P_{pure} \times X_{solvent}$이며, 동일 질량의 A, B에 동일 질량의 C를 녹였을 때 증기압력이 같아지려면, 원래 증기압력이 컸던 A의 몰분율 감소 폭이 더 커야 합니다. 즉, A의 몰수(몰분율)가 B보다 작아야 하므로 A의 분자량이 B보다 큽니다.

    오답 노트
    (나)에서 B의 증기압력은 (가)의 순수한 상태보다 용질 C에 의해 낮아지므로 더 큽니다라는 설명은 틀렸습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

< 이전회차목록 다음회차 >