화학Ⅱ 정답

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

해설

1. [출제의도] 얼음의 화학 결합 이해하기

얼음은 물 분자 사이의 수소 결합에 의해 육각형 구조를 하고 있다. 중심 산소 원자에 있는 2개의 공유 전자쌍은 수소 원자 2개와 공유 결합을 하고 있고, 2개의 비공유 전자쌍은 이웃한 물 분자와 수소 결합을 하고 있다.

2. [출제의도] 기체의 몰수와 압력 이해하기

[eqn: 몰수=`` {질량} over {분자량}] 이므로 (가) : 2몰, (나) : 0.5몰,
(다) : 0.5몰, (라) : 1몰이다. 온도가 일정할 때 기체의 압력은 단위 부피 속에 들어 있는 기체의 몰수에 비례하므로 압력의 순서는 (가) > (나) = (라) > (다)이다.

3. [출제의도] 원자량 이해하기

기체의 질량비와 원자량비가 같기 위해서는 원자수가 같아야 하므로 동일한 2원자 분자인 [eqn: RM H _{2}] 와 [eqn: RM O_2]의 분자수도 같아야 한다. 따라서 같은 온도와 압력에서 같은 부피 속에는 같은 수의 분자가 들어 있어야 한다. 또한 기체의 질량비([eqn: RM H _{2}] : [eqn: RM O_2] =  1 : 16)에서 산소의 원자량이 16이라는 결론을 얻기 위해서는 H의 원자량이 1이라는 가정이 필요하다.

4. [출제의도] 고체의 용해도와 농도 이해하기

60℃에서 A와 B는 포화 용액이 되고 C와 D는 불포화 용액이 된다.

[eqn: %농도= {용질의~질량} over {(용매+용질)의~질량}]이므로 일정량의

물에 녹은 용질의 양이 많을수록 % 농도는 높아진다. 60℃에서 일정량의 물에 녹아 있는 용질의 양은 A=B>C>D이다.

5. [출제의도] 용액의 몰 농도 이해하기

[eqn: rm 몰~농도= {용질의~몰수(mol)} over {용액의~부피(L)}]이고 용액의 부피는 500mL이므로 용액 속에 녹아 있는 용질의 몰수를 확인하면 된다. 진한 황산의 %  농도를 알면 10g 속에 존재하는 황산의 질량을 구할 수 있고, [eqn: rm 몰수=`` {질량} over {분자량}]이므로 황산의 분자량을 알면 몰수를 구할 수 있다.

6. [출제의도] 오비탈 이해하기

K껍질에 p오비탈은 존재하지 않는다. p오비탈의 총 수용 전자수는 6개이고, s오비탈의 총 수용 전자수는 2개이다. 다전자 원자에서 p오비탈의 에너지 준위는 같은 전자껍질에 있는 s오비탈보다 높다.

7. [출제의도] 헨리의 법칙 적용하기

일정 온도에서 [eqn: P ``PROPTO {n} over {V}]이므로 압력이 같으면 단위 부피 속에 들어 있는 기체의 분자수는 같고, 두 실린더에 같은 종류의 기체가 들어 있으므로 밀도는 같다. 기체의 용해도(질량)는 압력에 비례하므로 같은 압력에서 물에 녹은 질소 기체의 질량은 같다. 온도가 증가하면 기체의 용해도는 감소하므로 물에 녹는 질소의 질량은 감소한다.

8. [출제의도] 물의 상평형과 상태 변화 이해하기

온도 [eqn: T_{ 1}]에서 압력이 증가할수록 물의 상태는 기체 → 고체 → 액체의 순서로 변화하므로 A는 기체, B는 고체, C는 액체 상태이다. 물 분자 사이의 인력은 고체 상태에서 가장 크며 수소 결합의 일부가 끊어진 액체 상태에서는 얼음보다 약하다. 온도가 [eqn: T_{ 2}]로 변하면 [eqn: P_{ 1}]은 증가하고 [eqn: P_{ 2}]는 감소한다.

9. [출제의도] 용액의 끓는점 오름 이해하기

용액의 끓는점 오름은 몰랄 농도에 비례하고 같은 몰랄 농도에서는 용질의 이온화에 의한 입자수의 영향을 받는다. (가), (나), (다)는 같은 몰랄 농도에서 끓는점 오름이 3 : 2 : 1의 비를 가지므로 각각 CaCl2, KCl, 포도당에 해당된다.

10. [출제의도] 주기적 성질 이해하기

원자 번호와 원자 반지름의 주기적 변화로부터 A : Li, B : F, C : Na, D : Cl, E : K임을 알 수 있다. Li는 Na보다 녹는점이 높고, NaCl은 이온결합을 한다. [eqn: rm K ^{+}]와 [eqn: rm Cl^-]은 전자 껍질수와 총 전자수가 같으나 [eqn: rm K^+]의 핵전하가 크므로 반지름은 [eqn: rm Cl^-]보다 작다. F의 바닥 상태의 전자 배치는 [eqn: 1s ^{ 2}2s ^{ 2}2p ^{ 5}]이므로 5개의 오비탈에 전자가 배치된다.

11. [출제의도] 원소의 순차적 이온화 에너지 이해하기

3주기 원소의 순차적 이온화 에너지 차이로부터 A(Na), B(Mg), C(Al)를 알 수 있다. [eqn: rmC]가 [eqn: rmC ^{ 3+}]로 될 때 [eqn: E _{1} +E _{2} +E _{3} =5140(rm kJ/mol)]이 필요하다.

12. [출제의도] 수소 원자의 선 스펙트럼 분석하기

[eqn: rm E= it h {c} over {lambda }]이므로 D의 에너지가 가장 작다. 들뜬 상태의 전자가 [eqn: n=2]로 전이될 때 가시광선이 방출된다. 파장이 짧은 쪽으로 갈 수록 선 스펙트럼의 파장 간격이 좁아지는 것은 주양자수가 클수록 이웃한 두 에너지 준위 간격이 작기 때문이다.

13. [출제의도] 이온 결합에 관한 자료 해석하기

알칼리 금속 양이온과 할로겐 음이온의 결합에서 이온 결합 에너지가 클수록 핵간 거리가 짧아진다. 할로겐이 같을 때 이온 결합 에너지는 [eqn: rm B]>[eqn: rm A]>[eqn: rm C] 이므로 이온 반지름은 [eqn: rm C ^{+}]가 가장 크다. 또한 알칼리 금속이 같을 때 이온 결합 에너지는 [eqn: rm Y]>[eqn: rm Z]>[eqn: rm X]이므로 반지름은 [eqn: rm Y ^{-}]가 가장 작다. 따라서 원자 반지름이 가장 큰 알칼리 금속은 [eqn: rm C]이고 원자 반지름이 가장 작은 할로겐은 [eqn: rm Y]이다.

14. [출제의도] 화학결합 및 분자간의 힘 이해하기

같은 주기에서 원자량이 작은 A가 B보다 원자  반지름은 크다. 원자 반지름이 더 큰 A가 B보다 결합 길이는 짧고 결합 에너지는 크므로 [eqn: rmA _{2}]에는 다중 결합이 존재한다. 끓는점은 분자량이 비슷한 극성 분자가 무극성 분자보다 크며 무극성 분자는 분자량이 클수록 끓는점이 높아진다. 끓는점은 분자간 인력과 관계가 있으며 결합 에너지와는 무관하다.

15. [출제의도] 전자쌍 반발 원리와 분자의 구조 분류하기

[eqn: rm CO _{ 2}]는 중심 원자인 탄소에 산소가 각각 이중 결합을 하고 있으므로 구조 A이다. [eqn: rm NH _{ 3}]는 중심 원자인 질소에 수소에 의한 3개의 단일 결합과 한 쌍의 비공유 전자쌍을 가지고 있으므로 구조 D이다. [eqn: rm HCHO]는 중심 원자인 탄소에 수소에 의한 2개의 단일 결합과 산소에 의한 1개의 이중 결합을 가지고 있으므로 구조 B이다.

16. [출제의도] 이온 결합과 열화학 반응식 이해하기

이온화 에너지는 기체 상태의 원자 1개로부터 전자 1개를 떼어 내는데 필요한 에너지이므로 [eqn: rm X]의 이온화 에너지는 495[eqn: rmkJ/mol]이다. 결정 모형에서 1개의 [eqn: rm X ^{+}]은 6개의 [eqn: rm Y ^{-}]과 결합하고 있다. [eqn: rm X ^{+}(ITg)]와 [eqn: rm Y ^{-}(ITg)]가 결합하여 [eqn: rm XY(ITs)] 형성할 때 (450+337)[eqn: rmkJ/mol]의 에너지가 방출된다.

17. [출제의도] 기체의 부피와 압력과의 관계 이해하기

처음 수평의 모세관에서 질소 기체의 압력은 대기압과 같다. (가)의 모세관 속 질소 기체의 압력은 1.5기압(대기압+수은기둥의 압력)이므로 질소 기둥의 길이는 10cm가 줄어 20cm가 된다. (나)에서는 수은 기둥의 압력과 모세관 속 질소의 압력이 대기압과 평형을 이루고 있으므로 질소의 압력은 0.5기압이 되고 질소 기둥의 길이는 30cm가 늘어 60cm가 된다.

18. [출제의도] 전기음성도 차이와 공유결합 그래프 해석하기

결합의 공유성이 50 % 이상인 [eqn: rm AB]와 [eqn: rm AC]를 구성하는 원소 [eqn: rmA], [eqn: rmB], [eqn: rmC]는 비금속 원소이고, 50% 이하인 [eqn: rm DC]와 [eqn: rm EC]는 이온 결합 물질이므로 [eqn: rmD],[eqn: rmE]는 금속 원소이다. [eqn: rm DC]와 [eqn: rm EC]의 전기음성도 차이로부터 전기음성도는 [eqn: rmD]>[eqn: rmE]임을 알 수 있다. 자료에서 전기음성도 차이가 작을수록 결합의 공유성이 크다.

19. [출제의도] 반응열의 정의와 헤스의 법칙 이해하기

NO 1몰이 질소와 산소로 분해될 때의 엔탈피 변화량([eqn: it DELTA H])은 [eqn: rm - {1} over {2} it DELTA H _{1}]이다. 질소와 산소의 홑원소 물질로부터 1몰의 NO2가 생성될 때의 엔탈피 변화량([eqn: it DELTA H])은 [eqn: rm {it DELTA H _{1} + it DELTA H _{2} rm} over {2} it]이다. [eqn: DELTA H _{4}]는 헤스의 법칙에 의해 [eqn: DELTA H _{1} + {DELTA H _{3} - DELTA H _{2}} over {2}]이다.

20. [출제의도] 그레이엄의 확산 법칙 적용하기

헬륨의 분출 속도가 기체 X의 2배이므로 그레이엄의 법칙에 의해 기체 X의 분자량은 헬륨 원자량의 4배인 16이 된다. 1몰 헬륨의 처음 피스톤 높이가 기체 X의 1.5배이므로 X의 처음 몰수는  2/3몰이다. 따라서 처음 2분 동안 기체 X의 절반인 1/3몰이 배출된다. 또한 기체가 분출되는 동안 가해지는 압력은 일정하므로 기체 분자 사이의 평균 거리는 일정하다.