화학 Ⅱ 정답

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

해 설

1. [출제의도] 용매와 용액의 수증기압 차이와 동적 평형 상태를 이해하는지 묻는 문제이다.

비커를 넣기 전 포화 상태는 그 온도에서의 순수한 물의 수증기압을 나타내는데 용액이 담긴 비커가 용기 속에 들어오면 용기 내 수증기압은 감소하고 A, B용액의 질량은 증가한다. 용기 내 수증기압이 A용액의 수증기압 정도가 되면 A용액의 질량은 감소하고 B용액의 질량은 증가하여 두 용액의 농도가 같아질 때까지 물이 이동한다.

2. [출제의도] 용해도 곡선을 이용하여 용액의 성질을 이해하는지 묻는 문제이다.

② X의 분자량이 Y의 분자량보다 크므로 같은 질량이 녹은 (나)점에서는 X수용액의 몰랄 농도가 더 작아 끓는점이 낮다([eqn: DELTA T _{b} =K _{b} TIMES m]).

3. [출제의도] 압력에 의한 상태 변화와 상평형 그림을 이해하는지 묻는 문제이다.

<그림1>은 압력이 커지면서 A(얼음)의 부피가 감소하다가 B(얼음)에서 C(물)로 상태 변화하는 것을 나타내는 그림이다. 얼음이 물로 되면서 수소결합이 끊어지므로 수소결합수는 감소한다.

4. [출제의도] 수증기압의 의미와 보일의 법칙을 이해하는지 묻는 문제이다.

수면에 피스톤이 밀착된 상태에서 피스톤을 충분히 느리게 끌어올리면 온도가 일정하므로 물은 증발하여 일정한 수증기압을 나타낸다. h에서 물이 모두 증발한 뒤에는 보일의 법칙에 따라 부피가 증가하면서 압력이 감소하게 된다([eqn: PV=k]).

5. [출제의도] 그래프에서 실제 기체의 부피 및 분자수를 비교할 수 있는지 묻는 문제이다.

같은 압력에서 [eqn: {PV} / {RT}] 값이 크다는 것은 V가 크다는 것이므로 같은 부피당 분자수는 적다(온도 일정). 같은 물질의 경우 [eqn: {PV} / {RT}] 사이의 비는 [eqn: PV] 사이의 비와 같다. 즉 압력이 두 배가 되었을 때 [eqn: {PV} / {RT}] 값이 2배로 된다면 부피가 일정하다는 뜻이다. 그런데 200K에서 400K로 될 때 [eqn: {PV} / {RT}] 값이 2배에 못 미치기 때문에 1몰의 부피는 작아진다.

6. [출제의도] 기체의 부피와 평균 속력 및 혼합 기체에서의 부분 압력을 구하는 문제이다.

ㄱ. [eqn: rm `2atm TIMES it V _{rm H _{2} it} rm=2mol TIMES 0.082atm`․`L/mol`․`K TIMES 200K]

[eqn: rm `1atm TIMES itV _{rmHe} rm=1mol TIMES 0.082atm`․`L/mol`․`K TIMES 400K]

ㄴ. 헬륨의 절대온도가 수소의 2배이므로

[eqn: `1/2 TIMES m _{rmH _{2}} TIMES (v _{rmH _{2}} ) ^{2} =E], [eqn: 1/2 TIMES m _{rmHe} TIMES (v _{rmHe} ) ^{2} =2E]이다.

ㄷ. 두 용기의 크기 비는 ㄱ에서 구한 기체의 부피비([eqn: V _{rmH _{2}} :V _{rmHe} =1:2])로 알 수 있으므로 수소기체의 부분압력([eqn: P _{H _{2}} prime])은 [eqn: rm {2atm TIMES itV} over {200K} = {P _{H _{2}} prime TIMES 3itV} over {300K}]로 구한다.

7. [출제의도] 순차적 이온화 에너지로 원소를 찾는 것과 나트륨, 마그네슘의 성질을 묻는 문제이다.

A는 [eqn: E _{2}]에서, B는 [eqn: E _{3}]에서 이온화 에너지가 급격히 증가하므로 A는 1족 원소([eqn: rm _{11} rmNa])이고 B는 2족 원소([eqn: rm _{12} rmMg])이다. 두 원소는 모두 금속이며 산소와는 이온 결합을 한다.

8. [출제의도] 수소 원자의 전자 전이에서 에너지 준위 값의 의미를 이해하는지 묻는 문제이다.

전자 전이에서 방출되는 에너지는 [eqn: n ^{2}]에 반비례하므로 방출되는 에너지는 a가 c의 4배이다. 빛의 진동수([eqn: nu]), 에너지([eqn: E]), 파장([eqn: itlambda]) 사이의 관계는 [eqn: E= it `h nu = {hc} over {lambda }] 이므로 파장이 가장 짧은 빛을 방출하는 것은 에너지가 가장 큰 a이다.

9. [출제의도] 오비탈의 개념을 이해하는지 묻는 문제이다.

오비탈은 전자가 발견될 확률을 나타낸 함수로 전자 구름 모양은 전체 전자 발견 확률의 90%를 포함하는 표면을 그린 것이므로 전자 구름 밖에서도 전자가 발견될 수 있다.

10. [출제의도] 분자의 끓는점을 결정하는 요인들을 이해하고 있는지 묻는 문제이다.

ㄱ. (가)는 무극성인데 (나)가 극성을 나타내므로 (나)의 끓는점이 높다. ㄴ. (다)는 수소 결합을 하지만 (나)는 수소 결합을 하지 않으므로 (다)의 끓는점이 높다. ㄷ. 분자의 표면적이 큰 (라)의 끓는점이 높다.

11. [출제의도] 전자 배치로 원소를 찾아 화합물의 특성과 연결할 수 있는지 묻는 문제이다.

[eqn: RM`AF _{2}]([eqn: RM`BeF _{2}], 무극성, 180°), [eqn: RM`BF _{3}]([eqn: RM`BF _{3}], 무극성, 120°), [eqn: RM`CF _{3}]([eqn: RM`NF _{3}], 극성, 약 107°), [eqn: RM`DF _{2}]([eqn: RM`OF _{2}], 극성, 약 104.5°) 이고 [eqn: RM`BF _{3}]([eqn: RM`BF _{3}])는 9쌍이다.

12. [출제의도] 반응 메커니즘과 에너지 변화 그래프를 이해하는지 묻는 문제이다.

(나)의 활성화 에너지가 (가)보다 낮은 것으로 보아 [eqn: RM`H ^{+}]이 정촉매로 사용되었고 반응 속도가 빠르다는 것을 알 수 있다.

13. [출제의도] 반응 조건에 따른 암모니아 합성 반응의 변화에 대해 이해하는지 묻는 문제이다.

암모니아 합성 반응은 발열 반응이므로 온도를 높여 실험하면 평형 상수는 작아지고 초기 반응 속도는 빨라진다.

14. [출제의도] 열화학 반응식에서 에너지 관계를 이해하는지 묻는 문제이다.

ㄴ. 헤스의 법칙에 의해 H-Cl의 결합에너지는 432 kJ이다.

15. [출제의도] 평형 이동에 따른 농도 변화를 이해하는지 묻는 문제이다.

ㄴ. [eqn: t _{1}]에서의 변화에 의한 A, B, C의 농도 변화는 2 : 1 : 2 이므로 계수비는 2 : 1 : 2이다.

16. [출제의도] 평형 상태에서 평형 농도를 구하여 평형 상수를 계산하는 문제이다.

평형에 도달될 때 [eqn: rm NO _{2}]가 0.04몰 감소하였으므로 [eqn: rm N _{2} O _{4}]는 0.02몰 증가하였다. 평형 농도는 [eqn: rm [N _{2} O _{4} ]] = 0.32몰/L, [eqn: rm [NO _{2} ]]= 0.16몰/L이므로 평형 상수는 [eqn: rm {[NO _{2} ] ^{2}} over {[N _{2} O _{4} ]} =0.08]이다.

17. [출제의도] 중화 적정 곡선에서 중화 반응의 정량적 관계를 묻는 문제이다.

⑤ 점 (나)의 pH는 7보다 크므로 [eqn: rm [OH ^{-} ]]> [eqn: rm [H ^{+} ]]이다.

18. [출제의도] 평형 상수로부터 이온의 평형 농도비를 계산하는 문제이다.

이온화 반응식과 평형 상수로부터 [eqn: rm {[CH _{3} COO ^{-} ][H ^{+} ]} over {[CH _{3} COOH]} =][eqn: 1.8][eqn: TIMES 10 ^{-5}]의 관계를 얻을 수 있고, pH가 7이면 [eqn: rm [H ^{+} ]=10 ^{-7}] (몰/L)이므로 [eqn: rm {[CH _{3} COO ^{-} ]} over {[CH _{3} COOH]} =180]이다.

19. [출제의도] 화학 전지와 전기 분해로부터 금속의 반응성을 비교하는 문제이다.

(가)의 금속 A는 [eqn: rm `A+``Cu ^{2+} `` -> ``A ^{2+} +Cu] 와 같이 반응하므로 반응성(환원력)의 세기는 A > Cu 이다. (나)의 금속 A는 [eqn: rm `A+``2H ^{+} `` -> ``A ^{2+} +H _{2}] 와 같이 반응하고 금속 B에서는 금속 A로부터 이동된 전자에 의해 [eqn: rm `2H ^{+} +2e ^{-} `` -> ``H _{2}] 의 반응이 일어난다. (다)에서 (+)극에 연결된 금속 A는 산화되고, (-)극에 연결된 금속 B에서는 구리 이온이 구리로 환원된다. 그러나 A와 Cu는 서로 다른 금속이므로 원자량이 달라 수용액의 질량이 일정하게 유지되지 않는다.

20. [출제의도] 전기 분해의 원리를 이해하는지 묻는 문제이다.

물질에 [eqn: rm NO _{3} ^{-}]이 있는 경우에 (＋)전극에서 물이 산화되기 때문에 [eqn: rm O _{2}] 기체가 발생하고, [eqn: rm Na ^{+}]이 있는 경우에 (－)전극에서 물이 환원되기 때문에 [eqn: rm H _{2}]기체가 발생함을 표로 알 수 있다. 그러므로 (가)는 [eqn: rm O _{2}]이고, (나)는 [eqn: rm H _{2}]이다. [eqn: rm Na ^{+}]이 있을 때는 물이 환원되고, [eqn: rm Cu ^{2+}]이 있을 때는 [eqn: rm Cu ^{2+}]이 환원되었으므로 표준 환원 전위는 [eqn: rm Cu ^{2+}]이 더 크다. [eqn: rm NaCl] 수용액을 전기 분해하면 (-)전극에서 물이 환원되면서 [eqn: rm OH ^{-}]이 생성되므로 pH가 증가한다.