수능(화학II) 필기 기출문제복원 (2013-10-08)

수능(화학II) 2013-10-08 필기 기출문제 해설

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수능(화학II)
(2013-10-08 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 표는 3가지 물질의 분자량과 끓는점을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 분자 간 상호작용과 끓는점의 관계를 분석하는 문제입니다.
    ㄱ. $N_{2}$와 $CO$는 분자량이 28로 같지만, $CO$는 극성 분자이고 $N_{2}$는 무극성 분자입니다. 따라서 분자 간 인력이 더 약한 $N_{2}$의 끓는점 (가)는 $CO$의 끓는점인 $-191^{\circ}C$보다 낮습니다.
    ㄴ. 분산력은 모든 분자(극성, 무극성 모두)에 공통적으로 작용하므로, 제시된 3가지 물질 모두에 작용합니다.
    ㄷ. $NH_{3}$는 분자 내에 $N-H$ 결합이 있어 강한 수소 결합을 형성하므로, 분자량이 더 큰 $CO$보다 끓는점이 훨씬 높습니다.
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2. 그림은 염화 세슘(CsCl)의 결정 구조를 모형으로 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • $\text{CsCl}$은 $\text{Cs}^+$가 체심에, $\text{Cl}^-$가 꼭짓점에 위치하는 체심 입방 구조입니다.

    오답 노트
    고체 상태에서 전기 전도성이 있다: 이온 결정은 고체 상태에서 이온이 이동할 수 없어 전기 전도성이 없습니다.

    단위 세포당 $\text{Cl}^-$의 수는 꼭짓점 8개 $\times \frac{1}{8} = 1\text{개}$이며, $\text{Cl}^-$ 하나를 중심으로 주변에 8개의 $\text{Cs}^+$가 정육면체 형태로 둘러싸고 있어 배위수는 8입니다.
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3. 다음은 녹색 화학과 관련된 기사의 일부이다.

A ~ C에 해당하는 것으로 가장 적절한 것은? (순서대로 A, B, C)

  1. 화석 연료, 이산화 탄소, 암모니아
  2. 화석 연료, 암모니아, 이산화 탄소
  3. 화석 연료, 이산화 탄소, 과산화 수소
  4. 이산화 탄소, 화석 연료, 과산화 수소
  5. 이산화 탄소, 화석 연료, 암모니아
(정답률: 알수없음)
  • 현재 인류가 주로 사용하는 에너지는 화석 연료로부터 얻으며, 이 과정에서 발생하는 이산화 탄소는 지구 온난화의 주범인 온실가스로 지목됩니다. 이를 대체하기 위해 물과 질소만을 배출하는 친환경 연료인 암모니아가 개발되고 있습니다.
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4. 그림 (가)는 온도와 압력에 따른 물(H2O)의 3가지 상태 X ~ Z를, (나)는 X ~ Z 중 한 상태에서 물 분자의 결합 모형을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 물($\text{H}_2\text{O}$)의 상태도와 분자 구조를 분석합니다.
    (가)의 상태도에서 $\text{X}$는 고체(얼음), $\text{Y}$는 액체, $\text{Z}$는 기체입니다. (나)의 모형은 수소 결합이 발달한 액체 상태이므로 $\text{Y}$에 해당합니다.
    결합 A는 분자 내 공유 결합이고, 결합 B는 분자 간 수소 결합입니다. 공유 결합이 수소 결합보다 훨씬 강하므로 결합 A가 결합 B보다 강합니다.
    액체($\text{Y}$)에서 기체($\text{Z}$)로 변하면 분자 간 인력인 수소 결합(결합 B)이 끊어지므로 그 수가 감소합니다.
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5. 그림은 반응 A(g) → B(g)에 대해 반응 조건 Ⅰ, Ⅱ를 변화 시켰을 때, A(g)의 분자 운동 에너지 분포를 나타낸 것이다. Ea는 A(g) → B(g)의 활성화 에너지이다.

반응 조건 Ⅰ, Ⅱ에 해당하는 것으로 옳은 것은? (단, 반응 용기의 부피는 일정하다.) (순서대로 조건 Ⅰ, 조건 Ⅱ)

  1. 농도, 촉매
  2. 농도, 온도
  3. 온도, 농도
  4. 온도, 촉매
  5. 촉매, 농도
(정답률: 알수없음)
  • 분자 운동 에너지 분포 곡선의 변화를 통해 반응 조건을 분석합니다.
    조건 I은 활성화 에너지 $E_a$이상의 분자 수가 증가했지만 분포 곡선의 전체적인 모양(평균 에너지)은 그대로이므로, 전체 분자 수가 증가한 농도 증가에 해당합니다.
    조건 II는 활성화 에너지 자체가 $E_a$에서 $E_a'$로 낮아졌으므로, 반응 경로를 변경하여 활성화 에너지를 낮추는 촉매 사용에 해당합니다.
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6. 그림은 용해 과정을 설명하기 위한 모형이다. (가)와 (나)는 각각 용매 입자와 용질 입자가 분리되는 단계를, (다)는 분리된 용매와 용질 입자가 섞이는 단계를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 용해 과정의 각 단계별 에너지 변화와 엔트로피를 분석합니다.
    $\Delta H_1$은 용매 입자 사이의 인력을 끊는 과정이므로 에너지를 흡수하여 $0$보다 큽니다.
    (나) 단계는 고체 용질 입자들이 분리되어 무질서도가 증가하는 과정이므로 엔트로피가 증가합니다.
    전체 용해 엔탈피 $\Delta H_{\text{sol}} = \Delta H_1 + \Delta H_2 + \Delta H_3$가 $0$보다 크면 흡열 반응이고, $0$보다 작아야 발열 반응입니다.

    오답 노트
    $\Delta H_1 + \Delta H_2 + \Delta H_3$가 $0$보다 크면 용해 과정은 발열 반응이다: $0$보다 크면 흡열 반응입니다.
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7. 다음은 3가지 열화학 반응식과 이와 관련된 반응의 엔탈피(H) 관계를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 헤스의 법칙에 따라 반응 경로에 상관없이 반응 엔탈피는 일정합니다.
    $\Delta H_1$은 $\text{NO}_2(\text{g}) + \text{O}_2(\text{g}) \rightarrow \text{NO}(\text{g}) + \text{O}_3(\text{g})$ 반응의 엔탈피와 같으므로 $c \text{ kJ}$입니다.
    $\Delta H_2$는 $\text{NO}_2(\text{g}) + \frac{3}{2}\text{O}_2(\text{g}) \rightarrow \text{NO}_2(\text{g}) + \text{O}_2(\text{g}) + \text{O}(\text{g})$과정이며, 이는 $\frac{1}{2}\text{O}_2(\text{g}) \rightarrow \text{O}(\text{g})$ 반응과 같으므로 $\text{O}_2$ 결합 에너지의 $\frac{1}{2}$배입니다.
    $\text{NO}_2(\text{g}) \rightarrow \text{NO}(\text{g}) + \text{O}(\text{g})$ 반응은 주어진 반응식들을 조합하여 $\frac{1}{2}\text{O}_2(\text{g}) \rightarrow \text{O}(\text{g})$ ($\frac{1}{2}a$), $\frac{1}{2}(2\text{O}_3(\text{g}) \rightarrow 3\text{O}_2(\text{g}))$ ($\frac{1}{2}b$), $\text{NO}_2(\text{g}) + \text{O}_2(\text{g}) \rightarrow \text{NO}(\text{g}) + \text{O}_3(\text{g})$ ($c$)를 합산한 $(\frac{1}{2}a + \frac{1}{2}b + c) \text{ kJ}$가 됩니다.
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8. 다음은 수산화 나트륨(NaOH)의 용해열을 측정하기 위한 실험이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, NaOH의 화학식량은 40이고, 용액의 비열은 4.2 J/gㆍ℃ 이다.)

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 용액의 온도가 상승했으므로 발열 반응이며, 열은 계에서 주위로 이동합니다.
    용해열을 구하기 위해 용액이 흡수한 열량을 계산하고 이를 용질의 몰수로 나눕니다.
    ① [기본 공식] $\Delta H = -\frac{c \times m \times \Delta T}{n}$
    ② [숫자 대입] $\Delta H = -\frac{4.2 \times (96 + 4) \times (25 - 20)}{\frac{4}{40}}$
    ③ [최종 결과] $\Delta H = -21 \text{ kJ/mol}$
    용해열은 물질의 고유한 성질이므로 용질의 양이 2배가 되어도 $1 \text{ mol}$당 에너지인 용해열 값은 일정합니다.

    오답 노트
    용해 과정에서 열은 주위에서 계로 이동한다: 온도가 올라갔으므로 계에서 주위로 이동하는 발열 반응입니다.
    8g의 NaOH로 실험하면 용해열은 2배가 된다: 용해열은 몰당 에너지이므로 양에 관계없이 일정합니다.
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9. 다음은 2가지 열화학 반응식을 나타낸 것이다.

반응 (가)와 (나)에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 열화학 반응식의 엔탈피와 엔트로피 변화를 분석합니다.
    반응 (가)에서 $\Delta H_{1} > 0$이므로 흡열 반응이며, 계의 엔탈피는 증가합니다.
    반응 (나)에서 고체 $2Fe_{2}O_{3}(s)$가 분해되어 기체 $3O_{2}(g)$가 생성되므로 무질서도가 증가하여 엔트로피는 증가합니다.

    오답 노트
    자발성: $\Delta H > 0$이고 $\Delta S > 0$인 반응은 온도가 높을수록 $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$ 값이 음수가 되어 더 자발적이 됩니다.
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10. 표는 1차 반응 X → Y에 대해 농도와 온도가 다른 조건에서의 반감기를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 1차 반응의 반감기는 초기 농도와 무관하고 온도에만 의존합니다.
    반감기 공식 $\text{t}_{1/2} = \frac{\ln 2}{k}$에 의해, 반감기가 길어질수록 속도 상수 $k$는 작아지며 이는 온도가 낮음을 의미합니다. (나)의 반감기($40\text{s}$)가 (가)의 반감기($20\text{s}$)보다 길므로 $T_2$는 $T_1$보다 낮습니다.
    반응 시작 후 $40\text{s}$일 때:
    (가)는 반감기가 $20\text{s}$이므로 2회 경과하여 농도는 $2.0 \times (1/2)^2 = 0.5\text{M}$이 됩니다.
    (나)는 반감기가 $40\text{s}$이므로 1회 경과하여 농도는 $1.0 \times (1/2)^1 = 0.5\text{M}$이 됩니다.
    따라서 두 경우의 농도는 같습니다.

    오답 노트
    ㄱ: $T_2$는 반감기가 더 길므로 더 낮은 온도입니다.
    ㄷ: 온도가 다르므로 속도 상수는 다릅니다.
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11. 표는 주어진 반응에서 NO2와 O3의 초기 농도를 달리하여 반응시켰을 때 초기 반응 속도를 측정한 결과이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 온도는 일정하고, a와 b는 반응식의 계수이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 초기 반응 속도 데이터를 통해 반응 차수를 결정합니다.
    실험 1과 2를 비교하면 $[\text{NO}_2]$가 2배 될 때 속도가 2배가 되므로 $\text{NO}_2$에 대해 1차입니다. 실험 1과 3을 비교하면 $[\text{O}_3]$가 2배 될 때 속도가 2배가 되므로 $\text{O}_3$에 대해 1차입니다.
    따라서 반응 속도식은 $v = k[\text{NO}_2]^1[\text{O}_3]^1$이며, 화학 양론 계수 $a, b$가 각각 1일 때 $a+b=2$가 아니므로 ㄱ의 $a+b=3$은 화학 반응식 $\text{aNO}_2 + \text{bO}_3 \rightleftharpoons \text{N}_2\text{O}_5 + \text{O}_2$의 계수 합을 묻는 것으로, $\text{N}_2\text{O}_5$ 1몰 생성 시 $\text{NO}_2$ 2몰, $\text{O}_3$ 1몰이 필요하므로 $2+1=3$이 맞습니다.
    반응 속도식은 실험적으로 결정된 차수를 따르며, 계수 $a, b$와 반드시 일치하지 않으므로 ㄴ은 틀렸습니다.
    속도 상수 $k$ 계산:
    ① [기본 공식] $k = \frac{v}{[\text{NO}_2][\text{O}_3]}$
    ② [숫자 대입] $k = \frac{2.8 \times 10^{-6}}{(1.0 \times 10^{-4})(1.0 \times 10^{-4})}$
    ③ [최종 결과] $k = 2.8 \times 10^{2}$
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12. 그림은 25 ℃에서 산 HA(aq) 10 mL를 0.5 M NaOH(aq)으로 적정할 때의 중화 적정 곡선과 지시약 (가)와 (나)의 변색 범위를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 약산 $\text{HA}$를 강염기 $\text{NaOH}$로 적정하는 곡선입니다.
    지시약은 당량점 부근의 급격한 $\text{pH}$ 변화 구간을 포함해야 하므로, 당량점($\text{NaOH}$ $20\text{mL}$ 투입 시)의 $\text{pH}$가 약 $8\sim9$인 이 반응에서는 변색 범위가 높은 (가)가 (나)보다 적당합니다.
    당량점에서 $\text{NaOH}$ $20\text{mL}$가 사용되었으므로, $\text{HA}$의 몰수는 $0.5\text{M} \times 20\text{mL} = 10\text{mmol}$입니다. $\text{HA}$의 부피가 $10\text{mL}$이므로 농도는 $1\text{M}$입니다.
    점 $a$는 반-당량점으로 $\text{pH} = \text{p}K_a$인 지점입니다. 여기에 $\text{NaA}(s)$를 추가하면 $\text{A}^-$의 농도가 증가하여 헨더슨-하셀바흐 식에 의해 $\text{pH}$가 증가합니다.
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13. 다음은 기체 A와 B가 반응하여 기체 C를 생성하는 반응의 열화학 반응식이다.

그림은 온도 T1, T2에서 압력에 따른 기체 C의 수득률을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, a ~ c 는 반응식의 계수이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 르샤틀리에 원리를 이용하여 압력과 온도 변화에 따른 평형 이동을 분석합니다.
    ㄱ. 압력이 증가할 때 수득률이 증가하는 것은 기체 분자 수가 감소하는 방향으로 평형이 이동하기 때문입니다. 따라서 반응 전 계수의 합 $a+b$가 반응 후 계수 $c$보다 커야 합니다.
    ㄴ. $\Delta H < 0$인 발열 반응에서 온도가 높아지면 평형은 흡열 방향(역반응)으로 이동하여 수득률이 감소합니다. $T_1$의 수득률이 $T_2$보다 높으므로 $T_1$이 $T_2$보다 낮아야 합니다.
    ㄷ. 발열 반응에서 온도가 낮을수록 평형 상수 $K$는 커집니다. $T_1$이 $T_2$보다 낮으므로 평형 상수는 $T_1$일 때가 더 큽니다.
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14. 그림은 25 ℃에서 농도가 다른 포도당 수용액 (가)와 (나)를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 포도당의 분자량은 180이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 몰 농도($\text{M}$)는 용액 $1\text{L}$당 용질의 몰수이고, 몰랄 농도($\text{m}$)는 용매 $1\text{kg}$당 용질의 몰수입니다.
    ㄱ. (가)의 포도당 몰수는 $1\text{ M} \times 0.2\text{ L} = 0.2\text{ mol}$ 입니다. 질량은 $0.2\text{ mol} \times 180\text{ g/mol} = 36\text{ g}$이므로 옳은 설명입니다.
    ㄴ. 몰랄 농도는 용매의 질량에 의존하므로, 용액의 전체 질량을 알면 용매의 질량을 구할 수 있어 몰 농도로 변환이 가능합니다.
    ㄷ. (나)는 $1\text{ m}$ 수용액으로, 용매 $1\text{kg}$에 $1\text{ mol}$이 녹아 있습니다. 용액 $200\text{ mL}$에 녹아 있는 몰수는 $1\text{ mol}$보다 훨씬 작으며, (가)의 $0.2\text{ mol}$과 비교 시 (나)의 농도가 더 묽은 상태이므로 몰수는 (가)가 더 큽니다.
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15. 그림 (가)는 압력 P1에서 질량이 ag인 기체 A와 B의 온도에 따른 부피를, (나)는 압력 P1과 P2에서 질량이 bg인 기체 A의 온도에 따른 부피를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 이상 기체 상태 방정식 $PV = nRT = \frac{w}{M}RT$를 이용하여 부피, 질량, 분자량의 관계를 분석합니다.
    ㄱ. 동일 질량 $a\text{ g}$일 때 $0^{\circ}\text{C}$에서 부피는 $\text{A}$가 $2\text{V}$, $\text{B}$가 $\text{V}$입니다. 부피는 분자량에 반비례하므로 $\text{A}$의 분자량이 $\text{B}$의 $1/2$배여야 합니다.
    ㄴ. (나) 그래프에서 동일 기체 $\text{A}$의 질량이 $b\text{ g}$일 때 $P_1$에서의 부피가 $\text{V}$입니다. (가)에서 질량이 $a\text{ g}$일 때 $P_1$에서의 부피가 $2\text{V}$였으므로, 질량은 부피에 비례하여 $a$가 $b$의 2배입니다.
    ㄷ. 동일 질량 $b\text{ g}$의 기체 $\text{A}$에 대해 $P_1$에서의 부피가 $\text{V}$, $P_2$에서의 부피가 $2\text{V}$입니다. 압력과 부피는 반비례하므로 $P_1$이 $P_2$의 2배입니다.
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16. 그림은 A(g) + B(g) ⇄ C(g)의 반응에 대해 초기 상태와 평형 상태에서 기체 A ~ C의 몰수를 나타낸 것이다.

평형 상태에서 x + y의 값과 평형 상수(K)로 옳은 것은? (단, 온도는 일정하다.) (순서대로 x + y, K)

  1. 0.4, 5
  2. 0.4, 50
  3. 0.6, 5
  4. 0.6, 50
  5. 0.6, 500
(정답률: 알수없음)
  • 반응물 $\text{A}$와 $\text{B}$가 소모된 양만큼 생성물 $\text{C}$가 생성되는 화학 양론적 관계를 이용합니다.
    초기 상태에서 평형 상태까지 $\text{A}$가 $0.1\text{ mol}$ 감소했으므로, $\text{B}$도 $0.1\text{ mol}$ 감소하고 $\text{C}$는 $0.1\text{ mol}$ 증가합니다.
    따라서 $x = 0.2 - 0.1 = 0.1\text{ mol}$, $y = 0.4 + 0.1 = 0.5\text{ mol}$이며, $x + y = 0.6$ 입니다.
    평형 상수는 각 성분의 평형 농도(몰수/부피)를 대입하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $K = \frac{[C]}{[A][B]}$
    ② [숫자 대입] $K = \frac{0.5}{0.1 \times 0.1}$
    ③ [최종 결과] $K = 50$
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17. 다음은 25 ℃에서 산 H2A의 단계별 이온화 과정과 이온화 상수를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 25 ℃에서 물의 이온곱 상수(Kw)는 1.0 × 10-14이다.) [3점]

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 이온화 상수의 크기는 산의 세기를 나타내며, 짝염기의 세기는 산의 세기와 반비례합니다.
    ㄱ. $K_{a1} > K_{a2}$이므로 $\text{H}_2\text{A}$가 $\text{HA}^-$보다 강산입니다. 따라서 짝염기의 세기는 $\text{HA}^-$가 $\text{H}_2\text{O}$보다 강하므로 틀린 설명입니다.
    ㄴ. $K_{a1} \gg K_{a2}$이므로 1단계 이온화는 많이 일어나지만 2단계 이온화는 매우 적게 일어납니다. 따라서 수용액 속 이온 중 $\text{HA}^-$의 농도가 $\text{A}^{2-}$보다 훨씬 높으므로 틀린 설명입니다.
    ㄷ. $\text{A}^{2-}$의 염기 이온화 상수 $K_b$는 물의 이온곱 상수 $K_w$와 2단계 산 이온화 상수 $K_{a2}$의 관계를 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $K_b = \frac{K_w}{K_{a2}}$
    ② [숫자 대입] $K_b = \frac{1.0 \times 10^{-14}}{4.8 \times 10^{-11}}$
    ③ [최종 결과] $K_b = \frac{1}{4.8} \times 10^{-3}$
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18. 다음은 금속 A ~ C를 이용하여 전지 전위를 측정하는 실험이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 실험 결과 A가 항상 (-)극이므로, 금속의 반응성(산화 경향)은 $\text{A} > \text{C} > \text{B}$ 순입니다.

    오답 노트
    금속판 A의 질량이 증가한다: (-)극인 A는 산화되어 $\text{A}^{2+}$이온으로 녹아 나오므로 질량이 감소합니다.
    자유 에너지 변화($\Delta G$)는 0보다 작다: $\text{A}$의 반응성이 $\text{C}$보다 크므로 $\text{C}$가 $\text{A}^{2+}$를 환원시키는 반응은 비자발적이며 $\Delta G > 0$입니다.

    반응성 순서가 $\text{A} > \text{C} > \text{B}$이므로, B와 C를 연결하면 반응성이 더 큰 C가 (-)극, B가 (+)극이 됩니다. 따라서 B가 (-)극이라는 설명은 틀렸으며, ㄷ의 내용은 문맥상 B와 C의 상대적 전위차를 통해 판단할 때 B가 (+)극이 됨을 알 수 있습니다. (정답 ㄷ은 B와 C 연결 시 B가 (+)극임을 전제로 한 분석 결과입니다.)
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19. 그림 (가)는 반투막으로 나누어진 실린더에 농도가 다른 설탕물 A와 B를 넣은 것을, (나)는 시간이 충분히 지난 후의 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 설탕물의 온도는 일정하고 피스톤의 마찰은 무시한다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 삼투 현상에 의해 용매인 물이 농도가 낮은 설탕물 A에서 농도가 높은 설탕물 B로 이동합니다. 이로 인해 A의 부피는 $1.5\text{L} \rightarrow 1\text{L}$로 감소하여 농도가 증가하고, B의 부피는 $1.5\text{L} \rightarrow 2\text{L}$로 증가합니다.

    이동한 물의 양이 $0.5\text{L}$이므로, 처음 B의 몰수는 A의 2배여야 최종적으로 두 용액의 농도가 같아져 평형에 도달합니다. 평형 상태에서 두 용액의 농도가 같으므로 끓는점 상승도 동일하여 끓는점이 같습니다.
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20. 그림은 질산 은(AgNO3) 수용액의 전기 분해 장치를, 표는 반쪽 반응의 표준 환원 전위(E°)를 나타낸 것이다.

전류를 흘려주어 (-)극의 질량이 1.08 g 증가했을 때, 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, Ag의 원자량은 108이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 전기 분해의 (-)극에서는 환원 반응이 일어나며, 표준 환원 전위가 더 큰 물질이 우선적으로 환원됩니다. $\text{Ag}^+$의 환원 전위($0.80\text{V}$)가 물의 환원 전위($(\text{가})$)보다 크므로 $\text{Ag}$가 석출됩니다.

    오답 노트
    (가)는 0.80보다 크다: $\text{Ag}$가 우선 환원되었으므로 $(\text{가})$는 $0.80\text{V}$보다 작아야 합니다.

    전류량과 석출량의 관계를 통해 (+)극에서 발생한 산소 기체의 양을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{mol} = \frac{\text{mass}}{\text{atomic weight}}$
    ② [숫자 대입] $\text{mol} = \frac{1.08}{108}$
    ③ [최종 결과] $\text{mol} = 0.01$
    전체 반응식 $\text{4AgNO}_3 \rightarrow \text{4Ag} + \text{2NO}_2 + \text{O}_2 + \text{2H}_2\text{O}$ (또는 물의 산화)에 따라 $\text{Ag}$ $0.01\text{mol}$당 $\text{O}_2$는 $0.0025\text{mol}$이 발생합니다.
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