수능(화학II) 필기 기출문제복원 (2011-04-12)

수능(화학II) 2011-04-12 필기 기출문제 해설

이 페이지는 수능(화학II) 2011-04-12 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

수능(화학II)
(2011-04-12 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 그림은 일정한 온도에서 같은 부피의 용기에 들어 있는 기체 A2와 BA2의 질량과 압력을 각각 나타낸 것이다.

A와 B의 원자량 비는? (단, A, B는 임의의 원소 기호이다.)

  1. 1 : 2
  2. 1 : 3
  3. 2 : 1
  4. 2 : 3
  5. 3 : 2
(정답률: 알수없음)
  • 온도와 부피가 일정할 때, 기체의 압력은 몰수에 비례합니다($P \propto n$).
    두 용기의 압력 비가 $3 : 1$이므로, 몰수 비 또한 $3 : 1$입니다.
    몰수 $n = \frac{\text{질량}(w)}{\text{분자량}(M)}$ 공식을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{w_{A_2} / M_{A_2}}{w_{BA_2} / M_{BA_2}} = \frac{P_{A_2}}{P_{BA_2}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{3 / (2A)}{2 / (B + 2A)} = \frac{3}{1}$
    ③ [최종 결과] $A : B = 1 : 2$
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1

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2. 다음은 기체의 확산 속도를 알아보기 위한 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 온도는 일정하고, 풍선의 탄성에 의한 압력은 무시하며, 풍선 표면을 통한 기체의 출입은 없고, 콕 구멍의 크기는 같다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 기체의 확산 속도는 분자량의 제곱근에 반비례합니다.
    ㄱ. 풍선의 부피는 확산된 기체의 양에 비례하며, 이는 확산 속도에 비례합니다. $\text{He}$의 부피가 $1\text{ L}$, $\text{X}$의 부피가 $0.5\text{ L}$이므로 속도 비는 $v_{\text{He}} : v_{\text{X}} = 2 : 1$입니다.
    ① [기본 공식] $\frac{v_{\text{He}}}{v_{\text{X}}} = \sqrt{\frac{M_{\text{X}}}{M_{\text{He}}}}$
    ② [숫자 대입] $2 = \sqrt{\frac{M_{\text{X}}}{4}}$
    ③ [최종 결과] $M_{\text{X}} = 16 = 4 \times M_{\text{He}}$
    따라서 $\text{X}$의 분자량은 $\text{He}$의 4배입니다.

    오답 노트
    ㄴ. 확산 속도가 다르므로 풍선으로 빠져나간 양이 달라 압력은 서로 다릅니다.
    ㄷ. 풍선 속 기체의 압력과 온도가 같으므로, 부피가 $2$배인 $\text{He}$ 풍선의 분자 간 평균 거리가 더 멉니다. 하지만 평균 거리는 부피의 $\frac{1}{3}$제곱에 비례하므로 $2$배가 될 수 없습니다.
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3. 그림과 같은 강철 용기에 일산화탄소(CO)와 산소(O2)를 넣어 1기압으로 만든 후, 한 기체가 모두 소모될 때까지 반응시켰다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 반응 전후 온도는 같으며, C와 O의 원자량은 각각 12, 16이고, 기체 상수 R은 0.082기압·L/몰·K이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 이상 기체 상태 방정식과 화학 반응 양론을 이용하여 계산합니다.
    ㄱ. 반응 전 전체 몰수 $n$을 구합니다.
    ① [기본 공식] $n = \frac{PV}{RT}$
    ② [숫자 대입] $n = \frac{1 \times 24.6}{0.082 \times (273 + 27)}$
    ③ [최종 결과] $n = 1.0$
    전체 몰수가 $1.0\text{ mol}$이고 $\text{O}_2$가 $0.4\text{ mol}$이므로 $\text{CO}$는 $0.6\text{ mol}$입니다. $\text{CO}$의 분자량은 $28$이므로 $x = 0.6 \times 28 = 16.8\text{ g}$입니다.
    ㄴ. 반응식 $\text{2CO} + \text{O}_2 \rightarrow \text{2CO}_2$에 따라 $\text{CO}$ $0.6\text{ mol}$이 모두 반응할 때 $\text{O}_2$는 $0.3\text{ mol}$이 소모됩니다. 따라서 남은 $\text{O}_2$는 $0.4 - 0.3 = 0.1\text{ mol}$입니다.
    ㄷ. 반응 후 기체는 $\text{CO}_2$ $0.6\text{ mol}$과 $\text{O}_2$ $0.1\text{ mol}$로 총 $0.7\text{ mol}$입니다. 처음 몰수가 $1.0\text{ mol}$이었으므로 압력은 $1 \times \frac{0.7}{1.0} = 0.7\text{ atm}$이 됩니다.
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4. 다음은 분자량이 비슷한 두 가지 색소로 이루어진 잉크를 분리하기 위한 실험이다.

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)
  • 크로마토그래피에서 성분 물질의 이동 속도는 이동상(용매)과의 인력이 클수록, 고정상과의 인력이 작을수록 빠릅니다.
    ㄱ. (가)의 A와 (나)의 C는 모두 가장 멀리 이동한 성분이므로 같은 색소일 가능성이 높으나, (나)는 컬럼 크로마토그래피로 전개 방향과 원리가 다르므로 단순히 위치만으로 동일 색소라 단정할 수 없습니다.
    ㄴ. (가)에서 A가 B보다 더 멀리 이동했으므로, 이동상인 물과의 인력은 A가 B보다 더 큽니다.
    ㄷ. (나)에서 탄산칼슘 가루는 고정상입니다. 헥산을 사용하면 용매의 극성이 변하여 색소의 이동 속도가 달라지므로 이동 속도가 같다는 설명은 틀렸습니다.
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5. 다음은 일정한 온도에서 기체의 성질을 알아보기 위한 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 대기압은 1기압이며, 피스톤의 마찰과 연결관의 부피는 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보일의 법칙과 돌턴의 부분 압력 법칙을 이용하여 각 단계의 부피와 압력을 분석합니다.
    ㄱ. (나)에서 $\text{He}$의 부피가 $2\text{L}$에서 $1\text{L}$가 되었으므로, $P_1 V_1 = P_2 V_2$에 의해 내부 압력이 $2\text{atm}$이 되어 외부 압력과 평형을 이룹니다. 따라서 진공 용기의 부피는 $1\text{L}$입니다.
    ㄴ. (가)에서 $\text{N}_2$의 부피는 $3\text{L}$이고 대기압 상태이므로, (다)에서 전체 부피가 $6\text{L}$($1+2+3$)가 되었을 때 $\text{N}_2$의 압력은 $1\text{atm} \times 3/6 = 0.5\text{atm}$이 되나, 문제의 조건과 (가) 상태의 초기 압력을 고려하면 $\text{N}_2$의 초기 압력은 $2\text{atm}$입니다.
    ㄷ. (다)에서 $\text{He}$의 몰수는 일정하고 전체 부피가 $6\text{L}$가 되었으므로, 부분 압력은 $1\text{atm} \times 2/8$ 등의 관계를 통해 $0.25\text{atm}$이 도출됩니다.
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6. 표는 일정한 압력에서 같은 질량의 두 기체 A, B의 절대 온도에 따른 밀도와 평균 운동 속력을 각각 상대값으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, T1, T2는 임의의 절대 온도이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 기체의 밀도는 분자량에 비례하고 절대 온도에 반비례하며, 평균 운동 속력은 $\sqrt{T/M}$에 비례합니다.
    기체 A의 속력이 $T_1$에서 2, $T_2$에서 1이므로 $\sqrt{T_1/M_A} = 2 \sqrt{T_2/M_A}$가 성립하여 $T_1 = 4T_2$가 됩니다.

    오답 노트
    x는 2이다: 밀도 비를 통해 계산하면 $x$ 값은 2가 되지 않습니다.
    분자량비 A : B = 1 : 2이다: 주어진 밀도와 속력 데이터를 통해 분석하면 분자량 비는 $1:2$가 아닙니다.
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7. 그림과 같이 농도가 서로 다른 수산화나트륨(NaOH) 수용액 (가)와 (나)를 섞은 후, 증류수를 첨가하여 수용액 (다)를 만들었다.

(다)의 몰농도(M)는? (단, NaOH의 화학식량은 40이다.)

  1. 0.5M
  2. 1.0M
  3. 1.5M
  4. 2.0M
  5. 2.5M
(정답률: 알수없음)
  • 혼합 용액의 몰농도는 각 용액에 포함된 용질의 총 몰수를 전체 부피로 나누어 구합니다.
    먼저 (가) 수용액의 몰수: $2\text{m}$는 용매 $1\text{kg}$당 $2\text{mol}$이므로, $\text{NaOH}$의 밀도를 $1\text{g/mL}$로 가정하면 $270\text{g}$의 용액에는 약 $0.5\text{mol}$이 포함됩니다. (나) 수용액의 몰수: $1\text{M} \times 0.5\text{L} = 0.5\text{mol}$입니다.
    ① [기본 공식] $M = \frac{n_1 + n_2}{V_{total}}$
    ② [숫자 대입] $M = \frac{0.5 + 0.5}{1}$
    ③ [최종 결과] $M = 1.0$
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8. 그림은 포도당의 분자량을 알아보기 위한 실험 보고서의 일부이다.

실험에서 한 가지만 잘못 측정하여 오차가 발생했다고 가정할 때, 포도당의 분자량이 이론값보다 작게 될 수 있는 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 포도당의 분자량 $M$은 기체 상수 $R$, 온도 $T$, 질량 $w$, 압력 $P$, 부피 $V$를 이용하여 다음과 같이 계산합니다.
    $$M = \frac{wRT}{PV}$$
    분자량이 이론값보다 작게 측정되려면, 분자인 $w, T$가 실제보다 작게 측정되거나 분모인 $P, V$가 실제보다 크게 측정되어야 합니다.
    ㄴ. 부피 $V$를 실제보다 크게 측정하면 분모가 커지므로 계산되는 분자량 $M$은 작아집니다.
    오답 노트
    ㄱ. 질량 $w$를 크게 측정하면 분자가 커져 분자량이 크게 나옵니다.
    ㄷ. 온도 $T$를 크게 측정하면 분자가 커져 분자량이 크게 나옵니다.
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9. 다음은 액체의 증기 압력을 알아보기 위한 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 온도는 일정하다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 액체의 증기 압력은 액체 표면에서 분자가 기화하려는 경향에 의해 결정되며, 온도가 일정할 때 액체의 종류(분자 간 인력)에 따라 달라집니다.
    ㄷ. 증기 압력이 낮다는 것은 분자 간 인력이 강해 기화가 어렵다는 뜻이므로, 증기 압력이 작은 액체일수록 분자 간 인력이 큽니다. 옳은 설명입니다.
    오답 노트
    액체의 양이 많을수록 증기 압력이 크다: 증기 압력은 양과 무관하며 온도와 액체의 종류에만 의존합니다.
    액체의 표면적이 넓을수록 증기 압력이 크다: 표면적은 기화 속도에는 영향을 주지만, 평형 상태의 증기 압력 값 자체를 변화시키지는 않습니다.
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10. 그래프는 일정한 압력에서 온도에 따른 이상 기체 1몰의 부피와 T1~T3에서 실제 기체 X 1몰의 부피를 각각 나타낸 것이다.

T1~T3에서 X에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 실제 기체는 분자 간 인력과 분자 자체의 부피 영향으로 인해 이상 기체와 다른 거동을 보입니다.
    이상 기체 상태 방정식 $\frac{PV}{RT} = 1$과 비교했을 때, 실제 기체의 압축 인자 $\frac{PV}{RT}$는 온도와 압력에 따라 변합니다.
    온도가 매우 높아질수록($T_3$) 실제 기체는 이상 기체에 가까워지며, 특히 인력의 영향이 최소화되어 $\frac{PV}{RT}$ 값이 커지는 경향을 보입니다.

    오답 노트
    $T_1$에서는 실제 기체의 부피 $V_1$이 이상 기체보다 작으므로, 단순히 온도 비에 따라 부피가 비례하지 않습니다.
    $T_2$에서 이상 기체와 부피가 같다고 해서 인력과 반발력이 작용하지 않는 것이 아니라, 두 힘의 효과가 상쇄되어 나타나는 결과입니다.
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11. 그림과 같이 헬륨(He)이 들어 있는 기체 측정관과 아르곤(Ar)이 들어 있는 용기를 연결하고, 기체 측정관에서 수은의 높이가 같아지도록 깔때기를 조절한다.

깔때기를 P까지 올릴 때, 증가 하는 물리량만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 온도는 일정하다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 깔때기를 P까지 올리면 기체 측정관 내부의 부피가 감소하여 내부 압력이 증가합니다.
    1. He의 밀도: 부피가 감소하면 단위 부피당 질량이 증가하므로 밀도는 증가합니다.
    2. 수은주의 높이 차($h$): He의 압력이 증가하면 Ar 쪽으로 수은을 밀어내므로 높이 차 $h$는 증가합니다.
    3. Ar의 분자 간 평균 거리: He의 압력 증가로 인해 Ar 용기 내부의 압력도 함께 증가하므로, 분자 사이의 거리는 감소합니다.
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12. 그림과 같이 석영과 석영 유리를 가열하면 액체 석영이 생성된다.

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)
  • 석영은 입자들이 규칙적으로 배열된 결정성 고체이며, 석영 유리는 배열이 불규칙한 비결정성 고체입니다.
    따라서 (가)는 결정성 고체라는 설명이 옳습니다.

    오답 노트
    석영 유리는 비결정성 고체이므로 녹는점이 일정하지 않습니다.
    결합력은 입자 간의 종류와 결합 방식에 의해 결정되므로, 구조가 다르더라도 구성 입자와 결합 종류가 같다면 결합력은 유사할 수 있으나 일반적으로 결정과 비결정 상태의 에너지는 다릅니다.
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13. 그림은 유리관으로 연결된 두 용기에 농도가 서로 다른 X 수용액 (가), (나)를 각각 넣었을 때의 모습을, 그래프는 콕을 열었을 때 두 수용액의 증발 속도를 시간에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 용질 X는 비휘발성이며, 온도는 일정하다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 증발 속도는 용매의 화학 퍼텐셜(또는 증기압) 차이에 의해 결정됩니다.
    ㄱ. 증발 속도가 빠른 쪽(A)에서 느린 쪽(B)으로 용매가 이동합니다. (가)의 증발 속도가 더 빠르므로 (가)에서 (나)로 용매가 이동하여 수위 차이 $h$는 작아집니다.
    ㄴ. 증발 속도가 빠른 곡선이 A, 느린 곡선이 B입니다. 비휘발성 용질이 적을수록 증기압이 높아 증발 속도가 빠르므로, 농도가 낮은 (가)가 A, 농도가 높은 (나)가 B입니다.
    ㄷ. 시간이 충분히 흘러 $t_1$에서 증발 속도가 같아졌다는 것은 두 용액의 증기압이 같아졌음을 의미하며, 이는 두 수용액의 용질 몰분율이 같아졌음을 뜻합니다.
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14. (나)에서 t2℃의 물 100g을 더 넣어 포화 용액을 만들었을 때, 용액의 몰농도(M)는? (단, 수용액의 밀도는 d(g/mL)이고, A의 분자량은 Mw이다.) [3점] (14번 공통지문 문제)

(정답률: 알수없음)
  • 몰농도는 용액 $1\text{L}$에 녹아 있는 용질의 몰수입니다. 포화 용액을 만들기 위해 필요한 용질의 양과 전체 용액의 부피를 구해야 합니다.
    포화 농도가 $60\text{g}/100\text{g}$ 물이라고 가정할 때, 물 $100\text{g}$을 더 넣어 포화 상태가 되면 용질은 $60\text{g}$이 추가로 녹아 총 $60\text{g}$이 됩니다. (제시된 정답 식 기준)
    ① [기본 공식] $M = \frac{\frac{w}{M_w}}{V(L)}$
    ② [숫자 대입] $M = \frac{\frac{60}{M_w}}{\frac{360}{1000d}}$
    ③ [최종 결과] $M = \frac{1000d \times 60}{360 \times M_w}$
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15. 그림 (가), (나)는 일정한 온도에서 두 용기에 같은 양의 질소(N2) 기체와 물 1L를 넣고 충분한 시간이 지난 후의 모습을 나타낸 것이다.

두 용기에 헬륨(He) 기체를 각각 첨가하였을 때 물에 녹아 있는 질소 기체의 질량 변화를 바르게 짝지은 것은? (단, 질소와 헬륨은 서로 반응하지 않으며, 피스톤의 질량과 마찰은 무시한다.) (순서대로 가, 나) [3점]

  1. 증가, 증가
  2. 증가, 감소
  3. 변화 없음, 증가
  4. 변화 없음, 변화 없음
  5. 변화 없음, 감소
(정답률: 알수없음)
  • 헨리의 법칙에 따라 기체의 용해도는 기체의 부분 압력에 비례합니다.
    (가)는 밀폐 용기이므로 헬륨을 첨가해도 질소의 부분 압력은 일정하게 유지됩니다. 따라서 물에 녹아 있는 질소의 질량은 변화 없습니다.
    (나)는 피스톤이 있어 외부 압력에 따라 부피가 변합니다. 헬륨을 첨가하면 전체 압력은 증가하지만, 피스톤이 밀려 올라가며 부피가 증가하여 질소의 부분 압력($P = \frac{nRT}{V}$)은 감소하게 됩니다. 따라서 용해도는 감소하여 녹아 있는 질소의 질량이 감소합니다.
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16. 그래프 (가)는 일정한 압력에서 온도에 따른 고체 물질 A의 밀도를, (나)는 물질 A의 상평형 그림을 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)
  • 상평형 그림과 밀도 그래프를 통해 물질의 특성을 분석합니다.
    ㄱ. (가) 그래프에서 밀도가 급격히 변하는 지점은 상전이 지점입니다. (나)의 상평형 그림에서 고체-액체 경계선(융해 곡선)은 삼중점 이상의 압력에서 형성되므로, 삼중점보다 낮은 압력에서 일어난다는 설명은 틀렸습니다.
    ㄴ. (가) 그래프에서 온도가 증가함에 따라 밀도가 감소하는 계단식 변화를 보입니다. 밀도가 감소한다는 것은 부피가 증가한다는 의미이므로, 고체에서 액체로 변할 때 부피가 증가합니다.
    ㄷ. (나)의 상평형 그림에서 고체-액체 경계선이 오른쪽 위로 향하는 양의 기울기를 가집니다. 이는 압력이 증가할수록 녹는점이 높아짐을 의미합니다.
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17. 그림은 X수용액의 질량과 수용액 속에 들어 있는 용질 X의 질량을 각각 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)
  • 용액의 농도 정의를 통해 각 보기를 분석합니다.
    ㄱ. 몰랄 농도는 용매 $1\text{kg}$당 용질의 몰수입니다. A는 용매 $1000-40=960\text{g}$, B는 $1000-20=980\text{g}$입니다. 용질의 질량이 2배라도 용매의 질량이 다르므로 정확히 2배가 될 수 없습니다.
    ㄴ. 몰분율은 $\frac{\text{용질 몰수}}{\text{용질 몰수} + \text{용매 몰수}}$입니다. B와 C는 용질 질량과 수용액 질량의 비율이 $20/1000 = 10/500 = 0.02$로 동일하므로, 용질과 용매의 질량비가 같아 몰분율이 서로 같습니다.
    ㄷ. C에 용질 $10\text{g}$을 더하면 용질 $20\text{g}$, 수용액 $510\text{g}$이 되어 퍼센트 농도는 $\frac{20}{510} \times 100 \approx 3.92\%$입니다. A의 퍼센트 농도는 $\frac{40}{1000} \times 100 = 4\%$이므로 서로 다릅니다.
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18. 그림은 20℃에서 수은이 들어 있는 진공 시험관에 물과 액체 A를 각각 1mL씩 넣은 모습을, 그래프는 물과 액체 A의 증기 압력 곡선을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 대기압은 760mmHg이며, 시험관 속 액체의 질량은 무시한다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 시험관 내 액체 기둥의 높이 차이 $h$는 두 액체의 증기 압력 차이에 의해 결정됩니다.
    ㄱ. 외부 압력이 높아지면 시험관 내부의 증기 압력과 평형을 이루는 액체 표면의 높이는 변하지 않으므로 $h$는 일정합니다.
    ㄴ. 그래프에서 온도가 $20^\circ\text{C}$에서 $40^\circ\text{C}$로 올라가면 액체 A와 물의 증기 압력이 모두 증가하며, 두 곡선의 간격(압력 차이)이 더 벌어집니다. 따라서 $h$는 커집니다.
    ㄷ. 설탕물은 비휘발성 용질이 녹아 있어 순수한 물보다 증기 압력이 낮아집니다. 따라서 액체 A와 설탕물 사이의 증기 압력 차이가 더 커지므로 $h$는 커집니다.
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19. 그래프는 물 100g에 용질 A를 녹인 수용액에, 용질 B를 조금씩 넣어 주면서 만든 혼합 용액의 어는점 내림을 측정하여 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A, B는 비휘발성, 비전해질이며, 용질 간의 상호 작용은 무시한다. 물의 어는점 내림 상수(Kf)는 1.86℃/m이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 어는점 내림 $\Delta T_f$는 용액의 몰랄 농도에 비례합니다.
    ㄱ. 점 P에서 $\Delta T_f = 1.86^\circ\text{C}$입니다.
    ① [기본 공식] $\Delta T_f = K_f \times m = K_f \times \frac{n_{\text{A}}}{W_{\text{solvent}}}$
    ② [숫자 대입] $1.86 = 1.86 \times \frac{n_{\text{A}}}{0.1}$
    ③ [최종 결과] $n_{\text{A}} = 0.1\text{ mol}$
    따라서 용질 A는 $0.1\text{ mol}$이며 $1\text{ mol}$이라는 설명은 틀렸습니다.
    ㄴ. P에서 Q까지 $\Delta T_f$가 $1.86$에서 $7.44$로 $5.58^\circ\text{C}$ 증가했습니다. 이는 용질 B $18\text{ g}$에 의한 것입니다.
    ① [기본 공식] $\Delta T_{f(\text{B})} = K_f \times \frac{W_{\text{B}} / M_{\text{B}}}{W_{\text{solvent}}}$
    ② [숫자 대입] $5.58 = 1.86 \times \frac{18 / M_{\text{B}}}{0.1}$
    ③ [최종 결과] $M_{\text{B}} = 60$
    ㄷ. 점 Q에서 용질 A는 $0.1\text{ mol}$, 용질 B는 $18 / 60 = 0.3\text{ mol}$입니다. 따라서 입자 수의 비는 $0.1 : 0.3 = 1 : 3$입니다.
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