수능(화학II) 필기 기출문제복원 (2016-06-02)

수능(화학II)
(2016-06-02 기출문제)

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1. 다음은 실생활과 관련 있는 2 가지 현상이다.

ⓐ와 ⓑ에 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)
  • - ⓐ: 날씨가 추워지면서 판매량이 증가한다.
    - ⓑ: 연령대가 높아질수록 해당 제품의 구매 비율이 높아진다.

    <보기>
    ㄴ. ⓐ, ⓑ 모두 옳은 설명이다.
    ㄷ. ⓐ, ⓑ 모두 틀린 설명이다.
    ㄱ, ㄴ. ⓐ는 옳은 설명이고, ⓑ는 틀린 설명이다.
    ㄱ, ㄷ. ⓐ는 옳은 설명이고, ⓑ도 옳은 설명이다.
    ㄱ, ㄴ, ㄷ. ⓐ와 ⓑ 모두 옳은 설명이다.

    - 정답: ㄱ, ㄷ

    이유:
    - ⓐ는 옳은 설명이다. 추운 날씨에는 따뜻한 음식이나 음료 등이 더 많이 판매되기 때문이다.
    - ⓑ도 옳은 설명이다. 연령대가 높아질수록 해당 제품에 대한 경험이나 인지도가 높아지기 때문에 구매 비율이 높아진다.
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2. 다음은 화학 반응의 반응열에 대한 설명이다.

다음 중 (가)와 (나)로 가장 적절한 것은? (순서대로 가, 나) [3점]

  1. 발열, 에너지
  2. 발열, 엔트로피
  3. 흡열, 에너지
  4. 흡열, 엔트로피
  5. 흡열, 자유 에너지
(정답률: 알수없음)
  • (가) 발열은 반응 전에는 높은 에너지를 가진 분자들이 반응 후에는 낮은 에너지를 가지는 분자들로 변하면서, 그 차이로 인해 열이 방출되는 반응이다. 이 반응에서는 반응열이 음수이므로 발열이다.

    (나) 에너지는 반응 전과 후의 분자들이 가지는 에너지 차이를 의미한다. 이 반응에서는 반응열이 음수이므로 반응 전보다 후에 분자들이 더 적은 에너지를 가지므로, 반응이 일어나기 위해 에너지가 방출되는 것이다. 따라서 (가)와 (나) 모두 "발열, 에너지"가 가장 적절하다.
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3. 그림은 3 가지 결정성 고체를 분류하는 과정을 나타낸 것이다.

(가)~(다)로 옳은 것은? (순서대로 가, 나, 다)

  1. 얼음, 염화 나트륨, 흑연
  2. 염화 나트륨, 얼음, 흑연
  3. 염화 나트륨, 흑연, 얼음
  4. 흑연, 얼음, 염화 나트륨
  5. 흑연, 염화 나트륨, 얼음
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "염화 나트륨, 얼음, 흑연"인 (가)이다.

    이유는 그림에서 보이는 결정 구조와 성질을 고려하면 된다.

    - 염화 나트륨: 이온 결합을 가진 이차 구조로, 고체 상태에서는 결정적이고 규칙적인 구조를 가지며, 녹는 점과 끓는 점이 높다.
    - 얼음: 수소 결합을 가진 이차 구조로, 고체 상태에서는 결정적이고 규칙적인 구조를 가지며, 녹는 점과 끓는 점이 낮다.
    - 흑연: 공유 결합을 가진 이차 구조로, 고체 상태에서는 비정형적이고 불규칙한 구조를 가지며, 녹는 점과 끓는 점이 낮다.

    따라서, 결정 구조와 성질을 고려하면 염화 나트륨, 얼음, 흑연 순으로 분류할 수 있다.
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4. 그림은 25 ℃에서 일정한 부피의 용기에 들어 있는 1 몰의 X(g) 또는 Y(g)가 작은 구멍을 통하여 진공으로 분출되는 것을 나타낸 것이다. 초기에 같은 몰수가 분출되는 데 걸린 시간은 X가 Y의 4 배였다. X와 Y는 H2, He, CH4, O2 중 하나이다.

X와 Y는? (단, H, He, C, O의 원자량은 각각 1, 4, 12, 16이다.) (순서대로 X, Y)

  1. H2, CH4
  2. H2, O2
  3. He, CH4
  4. CH4 ,He
  5. O2, H2
(정답률: 알수없음)
  • 분자량이 작은 기체일수록 분자의 평균속도가 빠르므로, 구멍을 통해 분출되는 속도가 빠르다. 따라서 X와 Y 중 X가 더 빠르게 분출된다면, X는 분자량이 더 작은 H2 또는 He일 것이다. 반대로 Y가 더 빠르게 분출된다면, Y는 분자량이 더 작은 H2 또는 He가 아닌 CH4 또는 O2일 것이다.

    문제에서 초기에 같은 몰수가 분출되는 데 걸린 시간이 X가 Y의 4 배였다고 하였으므로, Y가 더 빠르게 분출되었다는 것을 알 수 있다. 따라서 Y는 H2 또는 He가 아닌 CH4 또는 O2일 것이다.

    이제 X와 Y 중에서 X가 H2 또는 He인지, Y가 CH4 또는 O2인지를 판단해야 한다. 이를 위해서는 초기에 같은 몰수가 분출되는 데 걸린 시간이 얼마인지를 계산해야 한다.

    분출 속도는 구멍의 크기와 압력에 비례하므로, 분출 속도는 X와 Y가 같은 것으로 가정하면 X와 Y의 분자량과 압력만으로 결정된다. 따라서 초기에 같은 몰수가 분출되는 데 걸린 시간은 X와 Y의 분자량과 압력만으로 결정된다.

    압력은 일정하므로, 초기에 같은 몰수가 분출되는 데 걸린 시간은 X와 Y의 분자량에 반비례한다. 따라서 초기에 같은 몰수가 분출되는 데 걸린 시간이 X가 Y의 4 배였다는 것은, X의 분자량이 Y의 4 배라는 것을 의미한다.

    따라서 Y가 CH4 또는 O2이라면, X는 H2 또는 He의 4 배인 CH4 또는 O2일 것이다. 그러나 CH4와 O2 중에서는 O2의 분자량이 더 크므로, X는 O2일 것이다. 따라서 정답은 "O2, H2"이다.
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5. 그림은 3 가지 물질 X~Z 의 기준 끓는점을 나타낸 것이다. X~Z는 각각 CH4, CH3OH, CH3F 중 하나이다.

X~Z 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)
  • 보기에서 "ㄱ"은 X~Z가 각각 CH4, CH3OH, CH3F일 때, 끓는점이 순서대로 가장 낮은 것부터 높은 것까지 나타내고 있기 때문에 옳은 설명이다. "ㄴ"은 X~Z가 모두 동일한 물질일 때 끓는점이 서로 같다는 것을 나타내고 있으며, "ㄷ"는 X~Z가 모두 다른 물질일 때 끓는점의 순서가 일정하지 않다는 것을 나타내고 있다. "ㄱ, ㄴ"은 X와 Y가 같은 물질일 때 끓는점이 같다는 것을 나타내고 있으며, "ㄱ, ㄷ"는 X~Z가 모두 다른 물질일 때 끓는점의 순서가 일정하지 않다는 것과 X와 Z의 끓는점 차이가 Y와 Z의 끓는점 차이보다 크다는 것을 나타내고 있다.
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6. 그림 (가)는 물 100 g 에 X(s) 30 g을 넣어 녹인 후 20℃에서 평형에 도달한 모습을, (나)는 (가)에 X(s) 5g을 추가하고 온도를 80℃로 높인 후 평형에 도달한 모습을 나타낸 것이다. (가)와 (나)에서 남아 있는 X(s)의 질량은 각각 5g과 1g이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 물의 증발은 무시한다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • (가)에서는 물과 X(s)가 20℃에서 평형에 도달했으므로, X(s)의 녹는 온도는 20℃보다 높다. 따라서 (나)에서 온도를 80℃로 높인 후 X(s)의 질량이 더 줄어든 것은, X(s)의 녹는 온도가 80℃보다 높기 때문이다. 이에 따라 (가)에서는 X(s)의 일부가 녹아 5g이 남았고, (나)에서는 녹은 X(s)의 양이 더 많아 1g만 남았다. 따라서 정답은 "ㄱ, ㄴ"이다.
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7. 다음은 화학 반응의 자발성에 대한 학생들의 대화이다.

제시한 내용이 옳은 학생만을 있는 대로 고른 것은?

  1. 영희
  2. 민희
  3. 영희, 철수
  4. 철수, 민희
  5. 영희, 철수, 민희
(정답률: 알수없음)
  • 영희가 옳다. 화학 반응의 자발성은 Gibbs 자유 에너지 변화량인 ΔG에 의해 결정된다. ΔG가 음수이면 반응은 자발적으로 일어나며, ΔG가 양수이면 반응은 일어나지 않는다. 따라서 ΔG가 음수인 경우, 즉 엔탈피 변화와 엔트로피 변화가 모두 유리한 경우에만 반응이 자발적으로 일어난다. 이를 영희가 옳게 설명하였다.
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8. 다음은 학생 A가 설정한 가설과 이를 검증하는 탐구 활동이다.

A의 가설이 옳다는 결론을 얻었을 때, ㉠으로 적절한 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 가설이 옳다는 결론을 얻었으므로, 탐구 활동에서 사용한 변수들 간에는 인과관계가 존재한다는 것을 알 수 있다. 따라서 인과관계를 파악하기 위해 사용한 변수들이 모두 필요하므로 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"이 정답이다.
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9. 그림은 25℃에서 A 수용액 (가)와 (나)를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A의 화학식량은 40 이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄷ"인 이유는, A 수용액이 25℃에서 포화상태에 도달하면, 고체 상태의 A가 물에 녹아서 A 수용액이 된다. 이때, A의 용해도는 온도가 낮아질수록 감소하므로, 냉각하면 A가 더 잘 녹아들어가게 된다. 따라서, 냉각하면 (가)에서 (나)로 용해도가 증가하는 과정이 일어나게 되어, 그림과 같이 A의 녹는 과정을 나타내는 것이다.
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10. 그림은 25℃, 1기압에서 반투막으로 분리된 설탕물 A, B와 물이 평형 상태에 있는 것을 나타낸 것이다. h1 과 h2 는 각각 물과 설탕물 A, B의 수면 높이 차이고, h2 > h1 이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 설탕물의 농도에 따른 밀도 변화는 무시한다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄴ, ㄷ"이다.

    설탕물 A와 물은 반투막으로 분리되어 있으므로, 두 용액 사이에는 이온 교환 등의 반응이 일어나지 않는다. 따라서 두 용액은 각각 독립적으로 수면을 형성하며, 수면의 높이는 용액의 밀도에 따라 결정된다.

    물의 밀도는 설탕물 A와 B의 밀도보다 작으므로, 물의 수면은 두 설탕물의 수면보다 높다. 따라서 h1 < h2 이다.

    또한, 설탕물 A와 B의 농도는 서로 다르므로, 밀도도 다르다. 그림에서는 농도에 따른 밀도 변화를 무시하라고 되어 있으므로, 두 설탕물의 밀도는 같다고 가정한다. 따라서 h2 - h1은 설탕물 B의 농도가 더 높기 때문에 더 크다.

    따라서 "ㄴ, ㄷ"이 정답이다.
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11. 그림은 1 기압에서 물(H2O)과 아세트산(CH3COOH)의 어는점과 끓는점을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 압력은 1 기압이고, ΔH와 ΔS는 각각 계의 엔탈피변화와 엔트로피 변화이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄴ"이 정답인 이유는 물과 아세트산의 끓는점과 어는점이 서로 다르기 때문이다. ΔH와 ΔS는 이와 무관하다.
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12. 그림은 300K, 1 기압에서 반응 (가)~(라)의 엔탈피 변화(ΔH)와 엔트로피 변화(ΔS)를 나타낸 것이다. 반응 (나)는 평형 상태에 있다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 압력은 1 기압이고, 온도에 따른 ΔH와 ΔS 의 변화는 없다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"이다.

    - (가) 반응은 엔탈피가 감소하고 엔트로피가 감소하는 반응이므로, Gibbs 자유 에너지 변화(ΔG)는 음수이다. 따라서, 이 반응은 열역학적으로 유리한 반응이다.
    - (나) 반응은 평형 상태에 있으므로 Gibbs 자유 에너지 변화(ΔG)는 0이다. 따라서, 이 반응은 열역학적으로 안정한 상태이다.
    - (다) 반응 (가)에서 생성된 B 분자가 반응 (나)에서 소비되므로, 이 두 반응의 Gibbs 자유 에너지 변화(ΔG)는 더해져서 계산된다. ΔG는 음수이므로, 이 과정은 열역학적으로 유리한 반응이다.
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13. 그림 (가)는 화합물 X와 Y가 각각 30℃와 50℃에서 평형에 도달한 상태를 나타낸 것이고, (나)는 X와 Y의 증기 압력 곡선을 순서 없이 나타낸 것이다. 대기압은 760mmHg이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 모든 과정에서 용기에 X(l)와 Y(l)가 남아 있다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄱ, ㄴ"이다.

    화합물 X와 Y는 서로 다른 물질이므로 서로 혼합되지 않는다. 따라서 그림 (가)에서는 X와 Y가 각각 용기의 밑부분과 윗부분에 위치하고 있다. X와 Y의 증기 압력 곡선을 보면, X의 증기 압력이 Y의 증기 압력보다 항상 높다. 따라서 용기의 윗부분에는 X의 증기가 더 많이 존재하게 되고, 용기의 밑부분에는 Y의 증기가 더 많이 존재하게 된다.

    따라서 (ㄱ)은 옳다. X와 Y의 증기 압력 곡선을 보면, X의 증기 압력이 대기압인 760mmHg보다 높은 온도에서는 X의 증기가 용기의 윗부분에 더 많이 존재하게 된다. 이는 그림 (가)에서도 확인할 수 있다.

    (ㄷ)는 옳지 않다. 그림 (가)에서는 X와 Y가 서로 혼합되지 않고, 용기의 밑부분과 윗부분에 위치하고 있다.

    따라서 (ㄴ)은 옳다. 그림 (가)에서는 X와 Y가 서로 혼합되지 않고, 용기의 밑부분과 윗부분에 위치하고 있으므로, 용기의 윗부분에는 X의 증기가 더 많이 존재하게 된다.

    (ㄱ, ㄴ, ㄷ) 모두 옳지 않다. 그림 (가)에서는 X와 Y가 서로 혼합되지 않고, 용기의 밑부분과 윗부분에 위치하고 있으므로, 용기의 윗부분에는 X의 증기가 더 많이 존재하게 된다. 따라서 (ㄴ)이 옳고, (ㄱ)과 (ㄷ)는 옳지 않다.
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14. 다음은 물질 X의 상변화에 대한 실험과 자료이다.

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

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄷ"인 이유는 물질 X가 고체에서 액체로 녹는 과정에서는 온도가 일정하게 유지되는 반면, 액체에서 기체로 상변화하는 과정에서는 온도가 상승하는 것을 관찰할 수 있기 때문이다. 이는 고체에서 액체로 상변화할 때는 물질 내부의 분자 간의 결합이 약해지는 과정이기 때문에 열이 방출되어 온도가 일정하게 유지되지만, 액체에서 기체로 상변화할 때는 물질 내부의 분자 간의 결합이 완전히 끊어지는 과정이기 때문에 열이 흡수되어 온도가 상승하는 것이다.
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15. 다음은 A로부터 B와 C가 생성되는 반응의 화학 반응식과 평형 상수(K)이다.

표는 온도 T 에서 수행한 실험 Ⅰ~Ⅲ의 초기 농도와 평형 농도를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ, ㄷ"인 이유는 실험 결과를 보면 B와 C의 농도가 증가하고 A의 농도가 감소하는 것을 알 수 있다. 이는 B와 C가 생성되는 반응이 일어나고 있음을 나타내며, 이 반응은 역반응이 존재하지 않는 완전한 일반화 반응이기 때문에 평형이 형성된다. 따라서, 평형 상수 K는 일정하며, B와 C의 농도가 증가하면 A의 농도는 감소하게 된다. 이에 따라, 초기 농도와 평형 농도를 비교해보면 B와 C의 농도가 증가하고 A의 농도가 감소하는 것을 확인할 수 있으므로 "ㄴ, ㄷ"가 정답이 된다.
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16. 그림은 1 기압에서 물 1kg에 ㉠ X와 Y의 혼합물 ag을 녹여 만든 수용액 A에 X 또는 Y를 추가할 때, 추가한 용질의 양에 따른 용액의 어는점을 나타낸 것이다. 물의 몰랄 내림 상수(Kƒ)는 k℃/m이다.

㉠에 들어 있는 은? (단, X와 Y는 비휘발성, 비전해질이고 서로 반응하지 않는다.) [3점]

(정답률: 알수없음)
  • 물에 X나 Y를 추가하면 용액의 어는점이 낮아지는 것으로 보아, X와 Y는 물보다 어는점이 낮은 물질일 것이다. 따라서, ㉠에 들어 있는 것은 물보다 어는점이 낮은 물질일 것이다. 이를 만족하는 보기는 "" 이다.
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17. 다음은 온도 T 에서 어떤 반응의 열화학 반응식이다.

표는 이 반응식에 나타난 물질의 구조식과 각각의 물질에 존재하는 결합의 결합 에너지에 대한 자료이다.

이 자료로부터 구한 Y2Z(l)의 기화 엔탈피(kJ/몰)는? (단, 온도와 압력은 일정하고, X~Z 는 임의의 원소 기호이다.) [3점]

(정답률: 알수없음)
  • 먼저 반응식을 보면, 2 몰의 Y(s)와 1 몰의 Z(g)가 반응하여 2 몰의 Y2Z(l)를 생성하고, 이 반응에서 ΔH반응는 -200 kJ/mol이다. 이때, Y(s)와 Z(g)가 각각 기체 상태에서 고체 상태와 액체 상태로 변화하므로, 이 변화에 따른 엔탈피 변화를 고려해야 한다.

    먼저, Y(s)가 기체 상태에서 고체 상태로 변화하는 과정에서는 결합이 생성되므로, 이 과정에서는 결합 에너지가 방출된다. 따라서, Y(s)의 상태 변화에 따른 엔탈피 변화는 -100 kJ/mol이다. 마찬가지로, Z(g)가 기체 상태에서 액체 상태로 변화하는 과정에서는 결합이 생성되므로, 이 과정에서는 결합 에너지가 방출된다. 따라서, Z(g)의 상태 변화에 따른 엔탈피 변화는 -50 kJ/mol이다.

    따라서, 전체 반응에서의 엔탈피 변화는 다음과 같다.

    ΔH반응 = ΔHY(s) → Y + ΔHZ(g) → Z(l) + ΔH결합

    -200 kJ/mol = -100 kJ/mol + (-50 kJ/mol) + ΔH결합

    따라서, ΔH결합 = -50 kJ/mol이다. 이 값은 Y2Z(l)의 기화 엔탈피와 같다. 따라서, Y2Z(l)의 기화 엔탈피는 -50 kJ/mol이다.

    정답: ""
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18. 다음은 물질의 상변화와 기체의 성질에 대한 실험이다.

(가)에서 B의 몰분율은? (단, 고체와 액체의 부피와 증기 압력, 연결관의 부피는 무시한다.) [3점]

  1. 1/12
  2. 1/8
  3. 1/6
  4. 1/4
  5. 1/3
(정답률: 알수없음)
  • B의 몰분율은 1/6이다.

    이유는, 가스의 상태 방정식인 PV=nRT를 이용하여 계산할 수 있다.

    먼저, A와 C의 몰수는 같으므로, A와 C의 압력과 부피를 이용하여 n을 구할 수 있다.

    P_A V_A = nRT
    P_C V_C = nRT

    P_A V_A = P_C V_C

    V_A + V_C = V_total

    V_A = V_total - V_C

    P_A (V_total - V_C) = P_C V_C

    n = P_A (V_total - V_C) / RT

    B의 몰수는 P_B V_B = nRT를 이용하여 구할 수 있다.

    P_B V_B = nRT

    V_B = (nRT) / P_B

    따라서, B의 몰분율은 다음과 같이 구할 수 있다.

    (n_B / n_total) = (V_B / V_total) = [(nRT) / P_B] / [(nRT) / P_total]

    = P_total / P_B

    = (P_A + P_C) / P_B

    = (2P_0) / P_B

    여기서, P_0는 초기 압력이다.

    실험 결과, P_B = 2P_0 / 3 이므로,

    (n_B / n_total) = (3P_0 / 2P_0) = 1/2

    따라서, B의 몰분율은 1/6이다.
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19. 다음은 기체 A와 B가 반응하여 기체 C를 생성하는 반응의 화학 반응식과 이 반응에 대한 실험이다.

x 는? (단, 온도는 일정하며, 연결관의 부피는 무시한다.)

  1. 0.01
  2. 0.02
  3. 0.03
  4. 0.04
  5. 0.05
(정답률: 알수없음)
  • 화학 반응식을 보면 기체 A와 B가 1:2 비율로 반응하여 기체 C를 생성한다는 것을 알 수 있다. 따라서, A와 B의 몰 비율은 1:x 이며, C의 몰 비율은 1로 가정할 수 있다. 이때, 몰 비율은 부피 비율과 같으므로, A와 B의 부피 비율은 1:x 이다. 실험에서 A와 B의 부피 비율이 1:4 이므로, x=4 이다. 따라서, A와 B의 몰 비율은 1:4 이며, x=4 이다. 이를 이용하여 C의 몰 비율을 구하면, C의 몰 비율은 1+2=3 이므로, C의 부피 비율은 1:3 이다. 따라서, C의 부피는 A와 B의 부피의 합인 1+4=5 에서 1/3을 한 값인 5/3 이다. 이때, 기체의 부피는 일정하므로, C의 부피 비율은 C의 부피와 전체 부피의 비율과 같다. 따라서, C의 부피 비율은 5/3/(1+4) = 1/3 이다. 이는 0.03 이므로, 정답은 "0.03" 이다.
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20. 다음은 기체 A가 분해되는 반응의 화학 반응식이다.

그림에서 (가)는 온도 T, 압력 P, 부피 V 에서 기체 A와 B가 평형을 이루고 있는 상태를, (나)와 (다)는 (가)에서 순차적으로 조건을 달리하여 새롭게 도달한 평형 상태를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄴ, ㄷ"이다.

    - (ㄱ)은 온도가 변하지 않았기 때문에 기체 A와 B의 분해와 합성 속도가 일정하게 유지되어 평형 상태가 변하지 않는다는 것이다. 하지만 그림에서 (가)와 (나)를 비교해보면 압력이 증가하면 기체 B의 분해 속도가 증가하여 기체 A의 농도가 감소하고, 부피가 감소하면 기체 A와 B의 농도가 모두 증가한다는 것을 알 수 있다. 따라서 (ㄱ)은 옳지 않다.
    - (ㄴ)은 압력이 증가하면 기체 B의 분해 속도가 증가하여 기체 A의 농도가 감소하고, 부피가 감소하면 기체 A와 B의 농도가 모두 증가한다는 것을 그림에서 확인할 수 있다. 따라서 (ㄴ)은 옳다.
    - (ㄷ)는 압력이 감소하면 기체 B의 합성 속도가 증가하여 기체 A의 농도가 증가하고, 부피가 증가하면 기체 A와 B의 농도가 모두 감소한다는 것을 그림에서 확인할 수 있다. 따라서 (ㄷ)은 옳다.
    - (ㄱ, ㄷ)는 이미 (ㄱ)과 (ㄷ)가 각각 옳은 것으로 판명되었기 때문에 모순된다.
    - 따라서 정답은 "ㄴ, ㄷ"이다.
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