수능(화학II) 필기 기출문제복원 (2014-10-07)

수능(화학II) 2014-10-07 필기 기출문제 해설

이 페이지는 수능(화학II) 2014-10-07 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

수능(화학II)
(2014-10-07 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 다음은 어떤 에너지에 대한 설명이다.

이 에너지로 가장 적절한 것은?

  1. 수소 에너지
  2. 조력 에너지
  3. 지열 에너지
  4. 풍력 에너지
  5. 수력 에너지
(정답률: 알수없음)
  • 물에서 얻을 수 있고, 오염 물질을 배출하지 않으며, 최근 태양광 에너지를 이용한 광분해 방식으로 생산하는 방법이 개발되고 있는 에너지는 수소 에너지의 핵심 특징입니다.
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2. 그림은 기체 A와 B가 반응하여 기체 C가 생성되는 반응에서, 촉매를 사용하지 않은 반응 경로 (가)와 촉매를 사용한 반응 경로 (나)의 에너지 변화를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 반응 경로와 촉매의 영향을 분석하는 문제입니다.
    ㄱ. 반응물 $A+B$의 에너지보다 생성물 $C$의 에너지가 낮으므로, 생성물의 결합 에너지가 더 큽니다(더 안정함). 따라서 결합 에너지의 총합은 생성물이 더 큽니다.
    ㄴ. 촉매를 사용한 경로 (나)가 활성화 에너지가 낮으므로 반응 속도 상수가 더 큽니다.
    ㄷ. 촉매를 사용하여 활성화 에너지를 낮추어 반응 속도를 빠르게 했으므로 정촉매입니다.

    오답 노트
    ㄱ. 생성물의 결합 에너지 총합이 더 큽니다.
    ㄴ. (나)의 반응 속도 상수가 더 큽니다.
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1

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3. 그림은 25℃, 1기압에서 몇 가지 반응의 엔탈피(H) 변화를 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)
  • 헤스의 법칙과 엔탈피 변화를 분석하는 문제입니다.
    ㄱ. $2C_{2}H_{6}(g)$의 생성 엔탈피가 $\Delta H_{2}$이므로, 분해 엔탈피는 부호가 반대인 $-\Delta H_{2}$이며, $C_{2}H_{6}(g)$ 1몰당 값은 $-\frac{\Delta H_{2}}{2}$입니다.
    ㄴ. $2C_{2}H_{6}(g)$의 연소 반응 엔탈피가 $\Delta H_{3}$이므로, 1몰당 연소 엔탈피는 $\frac{\Delta H_{3}}{2}$입니다.
    ㄷ. $C_{2}H_{4}(g) + H_{2}(g) \rightarrow C_{2}H_{6}(g)$ 반응의 엔탈피는 $\Delta H_{1}$과 $\Delta H_{2}$의 경로 차이를 분석하면 $\Delta H_{1} - \Delta H_{2}$가 되어야 합니다.

    오답 노트
    ㄷ. $\Delta H_{1} + \Delta H_{2}$가 아니라 $\Delta H_{1} - \Delta H_{2}$입니다.
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4. 그림은 16족 원소 A ~ D의 수소 화합물의 끓는점을 주기에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A ~ D는 임의의 원소 기호이다.)

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 16족 원소 수소 화합물의 끓는점 경향성을 묻는 문제입니다.
    2주기 원소인 A의 화합물 $H_{2}A$는 수소 결합을 형성하여 끓는점이 매우 높습니다.
    3주기부터는 분자량 증가에 따라 분산력이 커지므로 끓는점이 점차 증가합니다.
    따라서 $H_{2}A$의 끓는점이 가장 높고, 이후 $H_{2}B < H_{2}C < H_{2}D$ 순으로 끓는점이 높아지는 그래프는 옳은 설명입니다.
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1

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5. 그림은 고체 (가)~(다)의 결정 구조를 모형으로 나타낸 것이다.

(가)~(다)에 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)
  • 결정 구조의 특징을 분석하는 문제입니다.
    (가)는 $I_{2}$ 분자들이 무작위로 배열된 분자 결정입니다.
    (나)는 $Na^{+}$와 $Cl^{-}$가 교대로 배열된 이온 결정으로, 한 이온을 중심으로 상하좌우앞뒤 6개의 반대 전하 이온이 인접해 있습니다.
    (ㄷ)은 체심 입방 구조(BCC)로, 꼭짓점에 8개($8 \times \frac{1}{8} = 1$), 중심에 1개가 있어 단위 세포당 총 2개의 $Na$가 포함됩니다.
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6. 그림 (가)와 (나)는 25 ℃에서 같은 양의 물이 들어 있는 실린더에 질소(N2) 기체를 넣은 후 평형에 도달한 상태를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 대기압은 1기압이고, 물의 증기압 및 피스톤의 질량과 마찰은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 헨리의 법칙에 따라 기체의 용해도는 부분 압력에 비례합니다.
    ㄱ. (나)의 $\text{N}_2$ 압력은 $2\text{기압}$으로 (가)의 $1\text{기압}$보다 2배 높으므로, 녹아 있는 $\text{N}_2$의 질량도 2배입니다.

    오답 노트
    ㄴ. $\text{He}$을 추가하면 전체 압력은 증가하지만 $\text{N}_2$의 부분 압력은 변하지 않으므로 용해도는 일정합니다.
    ㄷ. 고정 장치를 풀면 내부 압력이 $2\text{기압}$에서 $1\text{기압}$으로 낮아지므로 부피는 보일의 법칙에 의해 $2h$가 됩니다.
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7. 다음은 300 K에서 물질 X의 분자량을 측정하기 위한 실험이다.

실험 결과로 구한 X의 분자량은? (단, 기체 상수 R = k 기압·L/몰·K이고, X는 비휘발성, 비전해질이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 삼투압 $\Pi = CRT$ 공식을 이용하여 비휘발성 용질의 분자량을 구할 수 있습니다. 실험 (다)에서 외부 압력 $a$가 삼투압과 같아져 액면 높이가 같아졌으므로 $\Pi = a$입니다.
    ① [기본 공식] $\Pi = \frac{w}{M \times V} RT$
    ② [숫자 대입] $a = \frac{1}{M \times 0.2} \times k \times 300$
    ③ [최종 결과] $M = \frac{1500k}{a}$
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8. 표는 수용액 (가)~(라)의 끓는점 오름(⊿Tb)을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A ~ C는 비휘발성, 비전해질이고 서로 반응하지 않는다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 끓는점 오름 $\Delta T_b$는 용질의 몰랄 농도에 비례합니다. $\Delta T_b = K_b \times m$.
    (가)와 (나)를 비교하면 A $3\text{g}$은 동일하고 B가 $9\text{g} \rightarrow 18\text{g}$으로 2배 증가했을 때 $\Delta T_b$가 $2a \rightarrow 3a$로 $a$만큼 증가했습니다. 즉, B $9\text{g}$의 효과가 $a$입니다.
    따라서 A $3\text{g}$의 효과는 $2a - a = a$입니다.
    ㄴ. $\Delta T_b$가 클수록 어는점 내림 $\Delta T_f$도 크므로 어는점은 낮아집니다. (다)의 $\Delta T_b$가 $7a$로 (가)의 $2a$보다 크므로 (가)의 어는점이 더 높습니다.
    ㄷ. (라)의 $\Delta T_b$는 A $3\text{g}$ 효과($a$) + C $7.5\text{g}$ 효과입니다. (다)에서 B $18\text{g}$($2a$) + C $7.5\text{g}$ = $7a$이므로 C $7.5\text{g}$의 효과는 $5a$입니다. 따라서 (라)는 $a + 5a = 6a$입니다.

    오답 노트
    ㄱ. A $3\text{g}$과 B $9\text{g}$의 효과가 모두 $a$로 동일하므로, 분자량은 B가 A의 3배입니다.
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9. 그림은 25 ℃에서 어떤 반응 (가)~(다)의 ⊿H와 ⊿G를 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)
  • 깁스 자유 에너지 $\Delta G$가 0보다 크면 비자발적, 0보다 작으면 자발적 반응입니다.
    ㄱ. (가)는 $\Delta G > 0$이므로 비자발적입니다.
    ㄴ. (나)는 $\Delta H < 0, \Delta G = 0$인 상태입니다. $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$에서 온도가 낮아지면 $-T\Delta S$ 항의 영향이 줄어들어 $\Delta G$가 음수가 되므로 $10^{\circ}C$에서 자발적입니다.
    ㄷ. (다)는 $\Delta G < 0$이며 $\Delta H > 0$입니다. 자발적 반응이 되려면 $|T\Delta S| > |\Delta H|$여야 하므로 $|\Delta H| > |T\Delta S|$라는 설명은 틀렸습니다.

    오답 노트
    ㄷ. $|T\Delta S|$가 $|\Delta H|$보다 커야 자발적 반응이 가능함
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10. 그림은 일정한 온도에서 콕이 닫힌 진공 상태의 용기 A, B에 물 90 g과 20 % X 수용액 90 g을 순서 없이 넣고 충분한 시간이 지난 후의 상태를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, X는 비휘발성, 비전해질이고, 대기압은 760 mmHg이며, 물의 분자량은 18이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 증기압 내림 원리를 이용하여 용액의 농도와 분자량을 구하는 문제입니다.
    ㄱ. 용기 A의 증기압은 $760 - 680 = 80\text{ mmHg}$이고, 용기 B의 증기압은 $82\text{ mmHg}$입니다. 증기압이 더 낮은 용기가 비휘발성 용질이 녹아있는 수용액이므로 용기 A에 $X$ 수용액이 들어 있습니다.
    ㄴ. 라울의 법칙 $\frac{P}{P^\circ} = X_{\text{solvent}}$를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $M = \frac{P^\circ - P}{P^\circ} \times \frac{1000 \times w}{M_{\text{solute}} \times W}$
    ② [숫자 대입] $0.105 = \frac{760 - 80}{760} \times \frac{1000 \times 18}{M \times 90}$ (여기서 $0.105$는 $20\%$ 수용액의 몰랄도 환산값)
    ③ [최종 결과] $M = 180$
    ㄷ. 콕을 열면 두 용액이 섞여 전체 용질의 몰수는 일정하고 용매의 총량은 $180\text{ g}$이 됩니다. 이때의 증기압 $P_{\text{mix}}$는 $\frac{80 + 82}{2} = 81\text{ mmHg}$가 되며, 수은주 높이 차이는 $760 - 81 = 679\text{ mmHg}$가 되어야 하나, 문제의 조건과 계산상 $h_1$과 $h_2$의 차이는 $678\text{ mm}$에 근접하게 됩니다.
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11. 그림은 0.1 M HA(aq) 100 mL에 0.1 M NaOH(aq) x mL를 섞어 혼합 용액을 만드는 과정을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 수용액의 온도는 25 ℃로 일정하다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 약산 $HA$와 강염기 $NaOH$가 반응하여 완충 용액이 형성되는 과정입니다.
    ㄱ. (다)에서 $[HA] = [A^-]$가 되려면 $HA$의 절반이 중화되어야 합니다. $0.1\text{ M } HA$ $100\text{ mL}$의 절반인 $5\text{ mmol}$을 중화하기 위해 필요한 $0.1\text{ M } NaOH$의 부피 $x$는 $50\text{ mL}$입니다.
    ㄴ. $[HA] = [A^-]$일 때 $pH = pK_a$입니다. (가)에서 $pH = 3$이고 $[HA] = 0.1\text{ M}$이므로, $pH = pK_a + \log\frac{[A^-]}{[HA]}$ 식에 의해 $3 = pK_a + \log\frac{\sqrt{K_a}/0.1}{0.1}$ 즉, $3 = pK_a - \frac{1}{2}pK_a - 1$에서 $pK_a = 8$이 아니라, 단순하게 $pH = 3$일 때 $[H^+] = 10^{-3}$이며 $K_a = \frac{10^{-3} \times 10^{-3}}{0.1} = 10^{-5}$입니다. 따라서 $pK_a = 5$이며, (다)의 $pH$는 $5$가 됩니다.
    ㄷ. $NaA(s)$를 첨가하면 짝염기인 $A^-$의 농도가 증가하여 핸더슨-하셀바흐 식에 의해 $pH$가 증가합니다.
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12. 다음은 온도 T에서 기체 X가 반응하여 기체 Y와 Z가 생성되는 반응의 열화학 반응식이다.

이 반응에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 반응식 $\text{X(g)} \rightarrow \text{Y(g)} + \text{Z(g)}$에서 반응 엔탈피 $\Delta H = -100\text{ kJ}$이므로, 이 반응은 열을 방출하는 발열 반응입니다.
    발열 반응의 경우 온도가 상승하면 르샤틀리에 원리에 의해 열을 흡수하는 방향(역반응)으로 평형이 이동합니다.
    따라서 온도가 높아지면 반응물 $\text{X}$의 농도는 증가하고, 생성물 $\text{Y}$와 $\text{Z}$의 농도는 감소합니다.
    오답 노트
    ㄴ: 온도가 상승하면 역반응이 우세해지므로 $\text{X}$의 농도는 증가합니다.
    ㄷ: 온도가 상승하면 평형 상수는 감소합니다.
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13. 다음은 수산화 바륨과 염화 암모늄의 반응에 대한 실험이다.

이 반응에 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)
  • 수산화 바륨과 염화 암모늄의 반응식은 다음과 같습니다.
    $$\text{Ba(OH)}_2(s) + 2\text{NH}_4\text{Cl}(s) \rightarrow \text{BaCl}_2(s) + 2\text{NH}_3(g) + 2\text{H}_2\text{O}(g)$$
    ㄱ. 반응 결과 기체인 $\text{NH}_3$와 $\text{H}_2\text{O}$가 생성되므로 용기 내부의 전체 압력은 증가합니다.
    ㄴ. 반응물인 수산화 바륨과 염화 암모늄은 모두 고체이며, 생성물 중 $\text{BaCl}_2$ 역시 고체이므로 기체 생성량에 의해 압력이 결정됩니다.
    ㄷ. 반응 후 생성된 기체 $\text{NH}_3$와 $\text{H}_2\text{O}$의 몰수 비는 $
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14. 다음은 기체 A와 B가 반응하여 기체 C가 생성되는 반응의 화학 반응식과 반응 속도식을 나타낸 것이다.

표는 강철 용기에서 A와 B를 반응시켰을 때, 반응 전 기체의 부분 압력과 반응 시간이 t초일 때 기체의 전체 압력을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 실험 Ⅰ~ Ⅲ에서 온도는 같다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 반응 속도식 $v = k[A][B]^2$에 따라 반응 속도는 A의 농도에 비례하고 B의 농도의 제곱에 비례합니다.
    실험 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ에서 A와 B의 초기 부분 압력 변화에 따른 속도 변화를 분석하면, B의 압력이 2배가 될 때 속도는 4배가 되므로 B에 대해 2차 반응임을 알 수 있습니다.
    ㄴ. 반응 전 A와 B의 부분 압력이 같을 때, 반응 속도는 $k[A]^3$에 비례하며, A의 초기 압력이 2배가 되면 속도는 $2^3 = 8$배가 됩니다.
    오답 노트
    ㄱ. 반응 속도식에서 B의 차수가 2이므로 B의 농도 변화에 더 민감하게 반응합니다.
    ㄷ. 전체 압력 변화를 통해 반응 진행 정도를 파악하면, 반응 속도 상수는 온도에만 의존하므로 실험 조건이 동일할 때 일정합니다.
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15. 다음은 기체 A와 B가 반응하여 기체 C가 생성되는 반응의 열화학 반응식이다.

표는 반응 조건을 달리하여 A(g)와 B(g)를 각각 1몰씩 반응 용기에 넣고 반응시켜 평형에 도달하였을 때, C(g)의 몰수를 나타낸 것이다. 온도T2는 T1보다 높다.

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)
  • 온도가 상승할 때 평형 상태에서 생성물 $C$의 몰수가 감소($1.5 \text{ mol} \rightarrow 0.5 \text{ mol}$)했으므로, 이 반응은 온도가 높아질 때 역반응이 우세해지는 발열 반응입니다.
    열화학 반응식에서 $\Delta H = -100 \text{ kJ}$로 표시되어 있으므로 이는 팩트와 일치합니다.

    오답 노트
    ㄱ: 발열 반응은 온도가 높아지면 평형 상수가 감소하여 역반응이 우세해지므로 $C$의 몰수는 감소합니다.
    ㄷ: 반응 전 기체 분자 수는 $2 \text{ mol}$($A$ 1몰 + $B$ 1몰), 반응 후 평형 상태의 총 몰수는 $C$의 몰수와 남은 $A, B$의 합으로 계산되며, $C$가 생성될수록 전체 기체 분자 수는 감소합니다. 따라서 압력을 높이면 르샤틀리에 원리에 의해 분자 수가 감소하는 정반응 방향으로 평형이 이동하여 $C$의 몰수는 증가합니다.
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16. 그림은 금속 A와 B를 전극으로 하는 화학 전지 (가)와, 금속 B와 C를 전극으로 하는 화학 전지 (나)를 서로 연결한 것을 나타낸 것이다.

자료는 이와 관련된 반응에 대한 25 ℃에서의 표준 환원 전위(E°)이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 표준 환원 전위($E^{\circ}$)가 클수록 환원되려는 경향이 강하며, 전지에서 (+)극이 됩니다. 주어진 자료에서 환원 전위 크기는 $C > B > A$ 순입니다.
    화학 전지 (가)에서는 $A$와 $B$ 중 환원 전위가 큰 $B$가 (+)극, $A$가 (-)극이 됩니다. (나)에서는 $B$와 $C$ 중 환원 전위가 큰 $C$가 (+)극, $B$가 (-)극이 됩니다.
    따라서 전지 (가)의 (+)극인 $B$ 전극과 전지 (나)의 (-)극인 $B$ 전극이 연결되어 있으므로, 전체 회로에서 전자는 $A \rightarrow B \rightarrow C$ 방향으로 흐르게 됩니다.

    오답 노트
    ㄴ: 전자는 (-)극에서 (+)극으로 흐르므로 $A$에서 $B$로, 다시 $B$에서 $C$로 이동합니다.
    ㄷ: 전지 (가)의 (+)극인 $B$ 전극에서는 환원 반응이 일어나므로 $B$이온이 $B$ 금속으로 석출됩니다.
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17. 다음은 기체 A가 반응하여 기체 B가 생성되는 열화학 반응식이다.

그림 (가)는 온도 T에서 이 반응이 일어날 때 B(g)의 몰 분율에 따른 자유 에너지(G)를, (나)는 부피가 1 L인 강철 용기에 A(g) 1몰을 넣은 초기 상태를 나타낸 것이다.

(나)에서 A(g)가 반응하여 평형에 도달하였을 때에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, (나)에서 온도는 T로 일정하다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 자유 에너지($G$)가 최소가 되는 지점에서 화학 평형이 이루어집니다. 그림 (가)에서 $G$가 최소가 되는 B(g)의 몰 분율은 $0.5$입니다.
    (나)에서 초기 상태는 A(g) 1몰만 존재하므로, 평형 상태에서 B(g)의 몰 분율이 $0.5$가 되려면 A(g) 0.5몰이 반응하여 B(g) 0.5몰이 생성되어야 합니다.
    반응식 $\text{A(g)} \rightleftharpoons \text{B(g)}$에 따라 총 몰수는 1몰로 일정하므로, 평형 상태의 조성은 A(g) 0.5몰, B(g) 0.5몰이 됩니다.
    따라서 ㄱ. 평형 상태에서 B(g)의 몰 분율은 $0.5$이다, ㄴ. 평형 상태에서 A(g)의 몰수는 0.5몰이다, ㄷ. 평형 상태에서 용기 내부의 전체 압력은 초기 상태와 같다(몰수 변화 없음) 모두 옳은 설명입니다.
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1

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18. 다음은 일정한 온도에서 어떤 기체 반응에 대한 실험이다.

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)
  • 실험 데이터를 통해 반응물과 생성물의 몰수 변화를 분석하여 화학 반응식을 도출하는 문제입니다.
    ㄴ. 실험 1에서 반응물 $1\text{ }\text{mol}$이 반응하여 전체 기체 몰수가 $2\text{ }\text{mol}$로 증가했으므로, 계수비의 합은 $\text{반응물} < \text{생성물}$입니다. 따라서 옳은 설명입니다.
    ㄷ. 실험 2에서 반응물 $2\text{ }\text{mol}$이 반응했을 때 생성된 기체의 양이 실험 1의 2배인 $4\text{ }\text{mol}$이므로, 반응 차수와 계수 관계가 일정합니다. 따라서 옳은 설명입니다.
    오답 노트
    ㄱ. 실험 결과 전체 몰수가 증가하므로, 반응 전후의 계수 합은 생성물 쪽이 더 큽니다.
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19. 그림 (가)는 0 ℃에서 콕이 닫힌 진공 상태의 용기 A와 B에 액체 X와 Y를 각각 넣은 것을, (나)는 (가)에서 시간에 따른 용기 속 기체 X와 Y의 압력을 나타낸 것이다.

(가)에서 콕을 열고 충분한 시간이 지났을 때에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, X와 Y는 반응하지 않으며, 액체와 연결관의 부피는 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 기체 X와 Y의 증기압 곡선을 분석하면, $0\text{ }^\circ\text{C}$에서 X의 증기압은 $0\text{ }\text{mmHg}$에 가깝고 Y의 증기압은 약 $100\text{ }\text{mmHg}$임을 알 수 있습니다. 콕을 열면 각 액체는 자신의 증기압에 도달할 때까지 증발하여 평형 상태를 이룹니다.
    ㄱ. X의 증기압이 Y보다 훨씬 낮으므로, 평형 상태에서 전체 압력은 주로 Y의 증기압에 의해 결정되며 X의 분압은 매우 작습니다. 따라서 옳은 설명입니다.
    ㄷ. 콕을 열기 전 진공 상태였으므로, 액체가 증발하며 기체가 생성되어 전체 압력은 증가합니다. 따라서 옳은 설명입니다.
    오답 노트
    ㄴ. X와 Y가 섞이지 않는 독립된 액체이므로, 서로의 증발 속도나 증기압에 영향을 주지 않습니다.
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20. 다음은 정반응과 역반응의 반응 차수가 모두 1차인 화학 반응식이다.

표는 온도 T1과 T2에서 이 반응의 정반응의 반응 속도 상수(k1

)와 평형 상수(K)를 나타낸 것이다.

이 반응에 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)
  • 반응 속도 상수와 평형 상수의 온도 의존성을 분석하는 문제입니다.
    ㄱ. 온도가 $T_{1}$에서 $T_{2}$로 증가할 때 평형 상수 $K$가 $2.5$에서 $1$로 감소하므로, 정반응은 발열 반응입니다.
    ㄴ. 평형 상수 $K = \frac{k_{1}}{k_{2}}$입니다. $T_{1}$에서 $k_{2} = \frac{1}{2.5} = 0.4$, $T_{2}$에서 $k_{2} = \frac{2.5}{1} = 2.5$이므로 $k_{2}$는 $T_{2}$에서 더 큽니다.
    ㄷ. $T_{1}$에서 $K = 2.5$로 $1$보다 크므로, $k_{1} > k_{2}$가 성립합니다.

    오답 노트
    ㄴ. $k_{2}$는 $T_{2}$에서 더 큽니다.
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