화학 Ⅱ 정답

1	①	2	④	3	⑤	4	②	5	③
6	②	7	②	8	①	9	③	10	⑤
11	①	12	③	13	④	14	④	15	②
16	③	17	①	18	⑤	19	①	20	⑤

화학 Ⅱ 해설

1. [출제의도] 물의 특성 이해하기

물이 얼음으로 되는 과정에서 부피가 증가하여 밀도가 감소하기 때문에 얼음은 물 위에 뜬다.

2. [출제의도] 기체의 성질 이해하기

온도가 일정하고 부피가 같으므로 [eqn: PV= nRT]에서 몰수 비는 압력 비와 같다. 질량이 같고 몰수 비 [eqn: rm A _{2} `:`A _{2} B]=[eqn: `2:1]이므로 분자량 비 [eqn: rm A _{2} `:`A _{2} B]=[eqn: rm 1:2]이고, [eqn: rm {B의`원자량} over {A의`원자량} =2]이다.

3. [출제의도] 엔탈피와 엔트로피 적용하기

1 기압, 10℃에서 액체 질소가 격렬하게 끓으므로 기준 끓는점은 10℃ 이하이고, 질소의 엔트로피([eqn: S])는 증가한다. 물이 얼음으로 변하는 것은 발열 반응이므로 엔탈피 변화([eqn: DELTAH])는 0보다 작다.

4. [출제의도] 고체의 용해도 적용하기

70℃에서 포화된 [eqn: rm A] 수용액 160 g을 40℃로 낮추면 석출되는 [eqn: rm A]의 질량은 (60-40) g이므로, 포화된 [eqn: rm A] 수용액 120 g에서 [eqn: RM A]의 석출량은 15 g이다.

5. [출제의도] 분자 사이에 작용하는 힘 분석하기

(가)와 (나)는 분자량이 같고, (가)는 극성 분자, (나)는 무극성 분자이므로 끓는점은 (나)가 (가)보다 낮다. (다)는 에탄올이므로 분자 사이에 수소 결합을 한다. 모든 분자 사이에는 분산력이 작용한다.

6. [출제의도] 용액의 증기 압력 적용하기

묽은 용액의 증기 압력 내림([eqn: DELTAP])은 용질의 몰 분율에 비례한다. [eqn: DELTAP]=0.1[eqn: a]=[eqn: P _{용매} TIMES x _{rmA}]이므로 [eqn: x _{rm A it}] =[eqn: {1} over {30+1}]이다. 퍼센트 농도는 [eqn: {60} over {540+60} TIMES 100=10``]%이다.

7. [출제의도] 수용액의 끓는점 오름 적용하기

[eqn: DELTA T _{b} =K _{b} TIMES m]이므로,

(가) [eqn: 6a=K _{b} TIMES {`` {9} over {60} ``} over {0.1}], (나) [eqn: a=K _{b} TIMES {`` {㉠} over {180} ``} over {0.1}],

(다) [eqn: ㉡=K _{b} TIMES {``` {3} over {60} + {9} over {180} ```} over {0.1} `]를 계산하면 [eqn: K _{b} =4a]이고, ㉠=4.5, ㉡=4[eqn: a]이다. 따라서 ㉠ × ㉡=[eqn: 18a]이다.

8. [출제의도] 수용액의 농도 이해하기

(가)에서 [eqn: rm A]는 15 g, 물은 35 g이다. (나)에서 [eqn: 2``m= {`` {15+x} over {180} ` rm ` it} over {0.05 rm }]이므로 [eqn: x=3]이며, A는 0.1 몰이다. (다)에서 1 M 수용액 200 mL에 들어 있는 A는 0.2 몰이므로 [eqn: y=18]이다. 따라서 [eqn: x:y=1:6]이다. 밀도를 이용하면 수용액의 질량은 230 g이고,

(다)의 몰랄 농도는  [eqn: {0.2} over {0.230-0.036} ``m]이므로 1 [eqn: m]보다 크다.

9. [출제의도] 물질의 상평형 적용하기

기준 끓는점이 [eqn: rmY]가 [eqn: rmX]보다 높으므로 분자 간 인력은 [eqn: rmY]가 [eqn: rmX]보다 크다. 기준 끓는점에서 두 가지 상태가 동적 평형을 이루므로 [eqn: DELTA G]=0이다.

[eqn: DELTA H _{1} -T DELTA S _{1} =0], [eqn: DELTA H _{2} -(T+a) DELTA S _{2} =0]이므로 [eqn: a= {DELTA H _{2}} over {DELTA S _{2}} - {DELTA H _{1}} over {DELTA S _{1}}]이다.

10. [출제의도] 엔탈피와 엔트로피 변화 분석하기

(가)의 엔트로피 변화([eqn: DELTAS])는 0보다 작으므로 ㉡이다. (나)의 [eqn: DELTA G]는 [eqn: 3a-a>0]이므로 비자발적이다. 헤스 법칙에 의해  [eqn: rm D( it s)+rmB](g)[eqn: rarrow rmE](g)반응의 [eqn: DELTA H= {DELTAH_(가) +DELTA H_(나)} over {3}][eqn: = {-10b+3a} over {3}]이고, [eqn: a<3b]이므로 [eqn: DELTA H<0]이다.

11. [출제의도] 결합 에너지 적용하기

[eqn: rmH _{ 2}](g)+[eqn: rm N _{2} H _{4}](g)[eqn: ``-> `` rm 2NH _{3}](g)의 반응열은 다음과 같이 구한다.

[eqn: rm H _{2}](g) [eqn: rm +``N _{2} H _{4} ( it `l)~ -> ``` rm 2NH _{3}](g)	[eqn: DELTA `H`=x``` rm `kJ]
[eqn: rm N _{2} H _{4} ( it `l)`` -> ``` rm N _{2} H _{4}](g)	[eqn: DELTA `H`=y``` rm `kJ]
[eqn: rmH _{ 2}](g)+[eqn: rmN _{ 2}H _{ 4}](g)[eqn: rarrowrm2NH _{ 3}](g)	[eqn: DELTAH=x-y]

결합 에너지를 이용하여 반응열을 구하면,

반응열([eqn: DELTA H])=(반응물의 결합 에너지 합)-(생성물의 결합 에너지 합)이므로  [eqn: DELTAH=x-y]=[eqn: (a+b+4c)-6c]이다. 따라서 [eqn: x=a+b-2c+y]이다.

12. [출제의도] 이온화 반응식 이해하기

산의 세기는 [eqn: rm HA>HB ^{+}]이므로 염기의 세기는 [eqn: rm B]>[eqn: rm A ^{-}]이다. [eqn: K_a]=[eqn: C alpha^2]이므로 0.2  [eqn: rm M] [eqn: rm HA( it aq)]의 [eqn: alpha = sqrt {{K _{a}} over {C}} = sqrt {{2 TIMES 10 ^{-5}} over {0.2}}]이므로 [eqn: alpha]=[eqn: 1 TIMES 10 ^{-2}]이다. [eqn: rm HB ^{+} ( it aq)+ rm H _{2} O( it l)`` EXARROW `` rm B( it aq)+ rm H _{3} O ^{+} ( it aq) rm]에서

[eqn: K _{a} = {1 TIMES 10 ^{-14}} over {x}][eqn: <2 TIMES 10 ^{-5}]이므로 [eqn: x]는 [eqn: 5 TIMES 10 ^{-10}]보다 크다.

13. [출제의도] 헤스 법칙 이해하기

[eqn: rm N _{2} O](g)[eqn: `->` rmN _{2}](g)[eqn: rm + {1} over {2} O _{2}](g)의 엔탈피 변화가 [eqn: rm N _{2} O](g)의 분해열이므로 분해열([eqn: DELTA H])은 [eqn: {1} over {2} DELTA H _{2}]이다. [eqn: rm {1} over {2} N _{2}](g)[eqn: rm + {1} over {2} O _{2}](g)[eqn: `-> rm `NO](g)의 엔탈피 변화가 [eqn: rmNO](g)의 생성열이므로 생성열([eqn: DELTA H])은 [eqn: {1} over {2} DELTAH _{ 3}]이다. [eqn: rm NO _{2}](g)[eqn: rm +N _{2} O](g)[eqn: rm ` -> `3NO](g)의 반응열은 [eqn: {1} over {2} ( DELTA H _{2} +2 DELTA H _{3} - DELTA H _{1} )]이다.

14. [출제의도] 전기 분해와 양적 관계 분석하기

각 전극에서 생성되는 홑원소 물질의 몰수 비가 4:1이므로 (-)극에서는 금속 [eqn: rmA], (+)극에서는 산소 기체가 생성된다. 따라서 ㉠은 -0.83보다 크고, 전자 1 몰에 해당하는 전하량은 96500 C이므로 [eqn: x]는 96500 [eqn: rmC]이다.

15. [출제의도] 기체의 용해도 이해하기

[eqn: rmH _{2} O]의 응축 속도는 (나)가 (가)보다 빠르지 않다. [eqn: rm`A]의 부분 압력은 (나)가 (가)의 2배보다 크므로 물에 녹아 있는 [eqn: rmA]의 질량은 (나)가 (가)의 2배보다 크다. (나)에 [eqn: rm He]을 첨가하면 [eqn: rmA]의 부분 압력이 감소하므로 용해된 [eqn: rmA]의 질량은 감소한다.

16. [출제의도] 기체 반응에 따른 압력 변화 분석하기

온도가 일정할 때 기체의 압력과 부피의 곱은 몰수에 비례한다. (나)에서 [eqn: rmA]와 [eqn: rmB]의 몰수의 합은 [eqn: 9 N]이므로,

	[eqn: rm 2A]	+	[eqn: rm B]	→	[eqn: rm 2C]
반응 전	[eqn: a]		[eqn: 9it rmit N- it a]		[eqn: 0]
반응	-[eqn: a]		-[eqn: {a} over {2}]		+[eqn: a]
반응 후	[eqn: 0]		[eqn: 9 rm itN- {3 it a rm} over {2}]		[eqn: a]

(다)에서 [eqn: rmC]의 몰분율은 [eqn: {1} over {5} = {it a} over {2 it rmit N+( it 9N- {3 it a rm } over {2} )+ it a it}]이므로 [eqn: a]=[eqn: 2rmitN]이다. (라)에서 [eqn: rmHe]의 부피는 장치 내부의 전체 기체 부피와 같다. 압력과 부피를 고려하여 몰수를 구하면, [eqn: rmHe]은 [eqn: 2N], [eqn: rmB]는 [eqn: 6N], [eqn: rm C]는 [eqn: 2N], [eqn: rm Ar]은 [eqn: 2N]이다. 따라서 (가)에서 [eqn: rm Ar]은 2 기압이며, [eqn: rmB]의 부분 압력은 [eqn: 3 TIMES {7} over {9}] 기압, 분자수  비는 [eqn: rm He: rm A=1:1]이다.

17. [출제의도] 온도와 농도의 변화에 따른 평형이동 분석하기

평형 Ⅰ의 [eqn: K= {4 ^{2}} over {2}=8]이다. (가)와 (나)의 온도가 같으므로 Ⅰ과 Ⅱ의 [eqn: K]는 같다. Ⅱ에서 [eqn: rmA]가 4.5 몰이므로 [eqn: K= {y ^{2}} over {4.5} =8]이고 [eqn: y=6]이다. 따라서 Ⅰ에 추가한 [eqn: rm A]는 3.5 몰이다. 온도를 낮추어  Ⅲ이 될 때 생성물의 몰수가 감소하므로 역반응 쪽으로 평형 이동한다. 따라서 정반응의 [eqn: DELTA H>0]이다.

18. [출제의도] 화학 전지 이해하기

전극 [eqn: rm `A]에서 산화 반응이 일어나므로 전극의 질량은 감소한다. 표준 전지전위([eqn: E DEG _{전지}])=[eqn: E DEG _{환원`전극}]-[eqn: E DEG _{산화`전극}]이고, [eqn: E DEG _{전지} `>0]일 때 자발적인 반응이 일어나므로 [eqn: b-a>0]이다. (나)에서 [eqn: rm B]가 석출될 때, [eqn: rm K^{ +}]이 (나)로 이동하여 양이온 수가 증가한다.

19. [출제의도] 화학 평형 적용하기

기체의 총 몰수를 구하면

[eqn: n= {PV} over {RT} = {3 TIMES 8} over {0.08 TIMES 600} =0.5]이다. 평형 상태에서 [eqn: rm Cl _{2}]의 몰분율이 0.4이므로 [eqn: rmPCl _{ 5}] 0.1몰, [eqn: rm PCl _{3}] 0.2몰, [eqn: rm Cl _{2}] 0.2몰이다. [eqn: P _{rm PCl _{3} it}]=[eqn: P _{전체} TIMES x _{rm PCl _{3} it}]이므로

[eqn: P_{ rmPCl _{ 3} }]=3 기압×0.4=1.2 기압이다.

[eqn: K= {[ rm PCl _{3} ][Cl _{2} ] it} over {[ rm PCl _{5} ] it}][eqn: = {{0.2} over {8} TIMES {0.2} over {8}} over {{0.1} over {8}}][eqn: =0.05]이다.

20. [출제의도] 중화 적정과 염의 가수 분해 분석하기

중화점의 절반에 해당하는 지점에서는

[eqn: [ rm HA]=[ rm A ^{-} ]]이므로,  [eqn: K _{a} =[ rm H _{3} O ^{+} ]=10 ^{-6}]이다.

(가)에서의 [eqn: rmHA]의 초기 농도([eqn: [rm`HA]])는

[eqn: K _{a} = {10 ^{-4} ``times10 ^{-4} it} over {[ rm `HA] it} =1` TIMES 10 ^{-6}]이므로,  0.01M이다.

(나)에서의 [eqn: rmHA]의 초기 농도([eqn: [rm`HA]])는

[eqn: K _{a} = {10 ^{-3} ``times10 ^{-3} it} over {[ rm `HA] it} =1` TIMES 10 ^{-6}]이므로,  1M이다.

[eqn: rmNaOH]와 반응한 [eqn: rm HA]의 부피를 구하면, (가)는 [eqn: 0.1 TIMES 50=0.01 TIMES V _{(가)}]이므로 [eqn: V _{(가)}]=500 mL, (나)는 [eqn: 0.1 TIMES 100=1 TIMES V _{(나)}]이므로 [eqn: V _{(나)}]=10 mL이다.

중화점에서 [eqn: rm A ^{-}]의 몰수가 (가)는 0.005, (나)는 0.010이므로 [eqn: K _{b} = {K _{w}} over {10 ^{-6}}]을 이용하여 중화점에서의[eqn: [ rm OH ^{-} ]]를 구하면 (가)는 [eqn: sqrt {10 ^{-8} TIMES {5} over {550}}], (나)는 [eqn: sqrt {10 ^{-8} TIMES {10} over {110}}]이다. 따라서 중화점에서 [eqn: [ rm OH ^{-} ]]는 (나)가 (가)의 [eqn: sqrt {10}]배이다.