화학Ⅱ 정답

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

해설

1. [출제의도] 기체의 부피와 몰수 관계 이해하기

0℃, 1기압에서 몰수＝[eqn: {질량} over {분자량}]＝[eqn: {기체의``부피 LEFT ( rm L RIGHT ) it} over {rm22.4`L}]＝[eqn: {입자의``개수} over {6.02 TIMES 10 ^{23}}]의 관계이다. 정육면체 용기 한 변의 길이를 이용하여 기체의 부피를 구하고, 0℃, 1기압에서 기체 X 1몰의 부피를 이용하여 분자수를 구한다.

2. [출제의도] 전자쌍 반발의 원리로 분자의 모양 이해하기

[eqn: rmBD_2]는 중심원자에 비공유 전자쌍이 없으므로 직선형 구조를 갖고, [eqn: rm CA_3]는 비공유 전자쌍이 1개있으므로 삼각뿔 구조를 갖는다. B와 D의 결합은 전기음성도 차이가 있으므로 [eqn: rmBD_2]에는 극성 공유결합이 있다.

3. [출제의도] 보일의 법칙과 실제기체 이해하기

보일의 법칙은 일정한 온도에서 [eqn: PV=k]이므로 압력이 증가해도 [eqn: PV]값은 항상 일정하다. 그러나 그래프에서 실제기체 X는 압력이 증가함에 따라 이상기체로부터 멀어진다. 그 이유는 압력이 증가하면 기체 입자들이 가까워져 인력이 증가하기 때문이다. 점 B에서 액화되어 점 C는 기체보다 인력이 크다. 점 B는 점 A보다 부피가 작아 밀도가 크다.

4. [출제의도] 증기압과 증기의 부피 관계 이해하기

액체의 증기압과 증발 속도는 온도와 액체의 종류에만 영향을 받는다. 피스톤을 위로 당기는 순간 증기의 밀도가 감소하여, 응축 속도가 느려진다. 증발 속도와 응축 속도가 같아질 때까지 더 많은 액체가 증발하여 새로운 평형에 도달한다. 그 결과 액체의 부피는 감소하지만 온도가 일정하므로 증기압과 증발 속도는 처음 값과 같다.

5. [출제의도] 다전자 원자의 전자배치 이해하기

다전자 원자에서 오비탈의 에너지 준위는 [eqn: 1s]<[eqn: 2s]<[eqn: 2p _{x}]=[eqn: 2`p _{y}]=[eqn: 2p _{z}]<[eqn: 3s]이다. 에너지 준위가 [eqn: 2p _{x}]=[eqn: 2`p _{y}]=[eqn: 2p _{z}]이므로 [eqn: 3s]→[eqn: 2p _{x}]와 [eqn: 3s]→[eqn: 2`p _{y}]에서 방출되는 에너지는 같다. (가)와 (나)의 전자배치가 가장 안정한 바닥상태이다. 원자 X의 원자가전자수는 바닥상태의 전자배치에서 L 전자껍질의 [eqn: 2s]와 [eqn: 2p]오비탈에 채워진 3개이다.

6. [출제의도] 기체의 온도와 부피 관계 이해하기

이상기체의 경우 [eqn: PV= {w} over {M it} RT]의 관계에 있다. 일정한 온도와 압력에서 질량이 모두 0.2g이므로 분자량이 작을수록 몰수가 커서 기체의 부피가 크다. 그러므로 분자량은 Z > Y > X이다. 10℃에서 부피가 작은 Z가 Y보다 밀도가 크다. 기체 분자 운동론에서 기체 분자의 평균 운동에너지는 절대온도에 비례하며 분자의 종류, 크기, 모양, 질량 등에는 무관하다. 그러므로 40℃에서 평균 운동에너지는 모두 같다.

7. [출제의도] 과포화 용액과 반응열 이해하기

손난로를 물중탕으로 가열하여 완전히 녹이면 포화 또는 불포화 용액이 된다. 이 용액을 서서히 식히면 과포화 상태가 된다. 과포화 용액의 특징은 포화 용액보다 더 많은 용질이 녹아 있는 상태로 용액에 충격을 가하면 결정이 얻어진다. 즉, 똑딱이 금속은 용액에 충격을 가하는 역할을 한다. 손난로가 뜨거워진 것으로 보아 발열과정이 진행되었으므로 [eqn: rm CH _{3} COONa( it aq)]의 엔탈피는 [eqn: rm H _{2} O( it l)]과 [eqn: rm CH _{3} COONa( it s)]의 엔탈피 합보다 크다.

8. [출제의도] 원자 및 이온의 크기와 원자의 이온화 에너지 비교하기

이온의 전자배치로부터 원자번호를 알 수 있다. [eqn: rm_8 rmA^2-], [eqn: rm_9 rmB^-], [eqn: rm_11 rmC^+], [eqn: rm_12 rmD^2+]는 전자껍질수가 같고 핵전하량이 다르다. 원자번호가 작은 [eqn: rmA^2-]는 양성자수가 적어 핵에서 전자를 약하게 끌어당기기 때문에 이온의 크기가 가장 크다. 원자 [eqn: rm C]는 원자 [eqn: rm D]보다 핵전하량이 작아 반지름이 크고 핵과 전자간 인력이 약하므로 이온화 에너지가 더 작다.

9. [출제의도] %농도를 이용한 어는점 계산하기

용질의 몰수가 [eqn: {a} over {58.5}]이므로 용액의 질량이 100g임을 알 수 있다. 이때 용매의 질량은 (100-[eqn: a])g이므로 [eqn: {100-a} over {1000}]kg이다. [eqn: DELTA T_f]= [eqn: K _{f}]× m 이며, m=[eqn: {a } over {58.5 } /{100-a} over {1000}]이지만 [eqn: rmNaCl]은 모두 이온화되므로, 어는점 내림 효과가 2배이다.

10. [출제의도] 삼투 현상 이해하기

삼투현상은 농도 차이가 클수록, 온도가 높을수록 잘 일어난다. 소금은 전해질이므로 설탕물보다 삼투 효과가 커서 [eqn: l]이 더 커진다. 평형 상태 (나)에서 왼쪽의 피스톤에 압력을 가하면 설탕물 속의 물 입자만 빠져나가므로 설탕물의 농도는 증가한다.

11. [출제의도] 끓는점 오름과 어는점 내림 이해하기

그래프에서 X수용액의 끓는점이 더 높으므로 몰랄농도는 X수용액이 더 크다. 용액의 몰랄농도는 용질의 몰수에 비례하고 용질의 몰수는 분자량이 작을수록 크므로, X의 분자량이 더 작다. 용액의 어는점 내림도 몰랄농도에 비례하므로 X수용액의 어는점 내림이 더 크다. 즉 어는점은 X수용액이 Y수용액보다 더 낮다. a, b점 모두 끓는 상태이므로 수용액의 증기압력은 같다.

12. [출제의도] 수소 원자의 전자 전이와 오비탈 이해하기

주어진 식으로 계산하면, 방출되는 에너지([eqn: DELTAE_n])는 ([eqn: E_2]-[eqn: E_1]) > ([eqn: E_3]-[eqn: E_2]) > ([eqn: E_INF]-[eqn: E_3])이다. [eqn: 2p]→[eqn: 1s]의 전자 전이는 [eqn: n]=2→[eqn: n]=1이므로 자외선이 방출된다. 수소 원자의 이온화 에너지는 [eqn: E_INF]- [eqn: E_1]이므로 A, B, C 전이에서 방출되는 에너지의 합과 같다.

13. [출제의도] 원자를 구성하는 입자들의 성질 이해하기

중성 원자는 원자번호=양성자수=전자수이며, 질량수=양성자수+중성자수이다. A와 [eqn: rm B^+]는 양성자수가 1이므로 전자수는 1과 0이다. A와 B는 양성자수가 같고 질량수가 다르므로 동위원소이다. C와 D는 질량수는 같고 양성자수가 다르므로 중성자수는 다르며 C가 더 많다.

14. [출제의도] 이온 결합력 및 화학 반응과 에너지 관계 이해하기

이온 결합력은 전하가 클수록, 거리가 가까울수록 커지므로 [eqn: rmNaCl]>[eqn: rm NaI]이다. 생성열은 화합물 1몰이 안정한 홑원소 물질로부터 생성될 때의 반응열이므로 [eqn: rm Na( it s)]+[eqn: rm { 1} over {2 } Cl_2 ( it g)]로부터 생성되어야 하므로 주어진 자료로는 구할 수 없다. [eqn: E_1]은 [eqn: rm Na( it g)]의 이온화 에너지이고 [eqn: E _{2}]는 [eqn: rm Cl( it g)]의 전자 친화도이며 [eqn: E_1]이 [eqn: E _{2}]보다 크다.

15. [출제의도] 수소 결합에 따른 이합체 이해하기

아세트산은 벤젠과 같은 무극성 용매에서 분자간 수소 결합에 의해 이합체를 형성하므로 분자량이 2배로 측정된다. ②는 얼음의 수소 결합 모형이다.

16. [출제의도] 액체의 증기압과 끓는점 이해하기

액체의 끓는점은 외부 압력의 크기에 따라 달라진다. 실험에서는 압력솥에 공기가 들어있으므로 물의 온도가 100℃(점 A)가 되어도 (가)부분의 압력이 물의 증기압보다 높아 끓지 않으며, 안전밸브가 열리면 (가)의 압력이 낮아져 물의 증기압력과 같게 되어 끓는다. 물 분자의 운동은 온도가 높을수록 활발하므로 점 B가 점 A보다 활발하다.

17. [출제의도] 결합의 이온성 이해하기

[eqn: rmA_2]는 무극성 공유 결합 물질, [eqn: rmAC]는 극성 공유결합 물질, [eqn: rm BC]는 이온 결합 물질이다. 결합의 이온성은 무극성 공유 결합 < 극성 공유 결합 < 이온 결합이다.

18. [출제의도] 결합 에너지를 이용한 반응열([eqn: DELTA H]) 구하기

[eqn: DELTA H] = 반응 물질의 결합 에너지의 합 - 생성물질의 결합 에너지의 합이다. 즉, [eqn: DELTA H] = (4 O-H + 2 O-O + 4 N-H + N-N)의 결합 에너지 - (8 O-H + N≡N)의 결합 에너지이다.

19. [출제의도] 화학 결합의 종류 이해하기

산화철은 이온으로 구성된 이온 결합 물질로 고체 상태에서 전기가 통하지 않는다. 이산화황은 공유 결합의 분자성 물질이므로 분자간 인력이 작아서 기체로 존재한다.

20. [출제의도] 헤스의 법칙과 중화열 이해하기

반응 전․후 물질의 종류와 상태가 같으면 경로에 관계없이 전체 반응의 엔탈피 변화량은 같다. 중화열은 산의 [eqn: rmH^+]와 염기의 [eqn: rmOH^-]가 반응하여 [eqn: rmH_2 O] 1몰이 생성될 때의 반응열이므로 [eqn: 1over2][eqn: DELTA H_2]이다. 중화 반응의 알짜 이온 반응식은 [eqn: rmH^+ (itaq)]+[eqn: rmOH^- (itaq)]→[eqn: rmH_2 O (itl)]＋58kJ 이므로, 중화열([eqn: DELTA H])은 산과 염기의 종류에 관계없이 -58kJ/mol이다.