9급 환경 화학 기출문제 해설

총 40문항 · 문제·정답·해설·개념 무료 학습

이 회차는 40문항입니다. 자료를 읽고 푸는 문항이 22문항입니다. 풀이가 붙은 문항이 40문항입니다.

• 1

  다원자 음이온에 대한 명명으로 옳지 않은 것은?

  음이온 명명

  1. 1. SO_4^2- 황산 이온
  2. 2. NO_3^- 질산 이온
  3. 3. ClO_4^- 아염소산 이온
  4. 4. PO_4^3- 인산 이온

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 황 한 개에 산소 네 개가 붙고 전하가 -2인 이온이 황산 이온이다. 화학식과 이름이 정확히 짝을 이루는 표기이므로 이 명명은 맞다.
  2. 질소 한 개에 산소 세 개가 붙고 전하가 -1인 이온은 질산 이온이라 부른다. 산소가 둘인 NO2-는 아질산 이온이라 따로 구별하므로 이 명명은 맞다.
  3. 염소에 산소 네 개가 붙은 ClO4-는 과염소산 이온이다. 아염소산 이온은 산소가 두 개 붙은 ClO2-를 가리키므로 산소 수가 어긋난 이름이어서 옳지 않다(정답).
  4. 인 한 개에 산소 네 개가 붙고 전하가 -3인 이온이 인산 이온이다. 인산이 세 단계로 수소 이온을 내놓아 생기는 이온의 이름으로 알맞으므로 이 명명은 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 황산 이온이 든 수용액에 염화바륨을 떨어뜨려 흰 침전이 생기는 것을 보았다. 침전이 황산바륨이라는 사실과 이온의 화학식 SO4 2-를 실험 노트 같은 줄에 나란히 적어 두었다.
  2. 甲은 비료 포대 성분표에서 질산암모늄의 음이온 부분이 NO3-로 적힌 것을 보았다. 아질산 이온 NO2-와 산소 수가 하나 다르다는 점을 옆 여백에 작게 써서 두 이름을 갈라 놓았다.
  3. 甲은 염소 산소산 이온 네 가지를 산소 수 순서대로 세로로 적어 내렸다. 맨 아래 ClO4-에 과염소산이라 쓰고 그 위 ClO2-의 아염소산과 이름이 갈리는 자리에 붉은 별을 그려 넣었다.
  4. 甲은 인산염 비료의 성분표를 찾아 인산 이온 PO4 3-의 전하가 -3임을 확인했다. 산소 네 개와 전하 -3이라는 두 숫자를 카드 앞면에 쓰고 뒷면에는 인산이라는 이름을 옮겨 적었다.

  염소 산소산 이온은 산소가 하나씩 늘수록 차아염소산·아염소산·염소산·과염소산 순이다. ClO4-는 과염소산 이온이다.

• 2

  이산화 탄소( CO_2 ) 2.2 g에 포함된 산소 원자( O )의 질량[g]은? (단, C 와 O 의 원자량은 각각 12와 16이다)

  1. 1. 0.8
  2. 2. 1.6
  3. 3. 2.4
  4. 4. 3.2

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 2.2 g을 분자량 44로 나누면 0.05 mol이다. 여기에 산소 원자를 하나만 곱해 16을 곱하면 0.8 g이 되는데, 이산화 탄소 한 분자에는 산소 원자가 둘이므로 옳지 않다.
  2. 0.05 mol의 이산화 탄소에는 분자마다 산소 원자가 두 개 들어 있어 산소 원자는 0.1 mol이다. 여기에 원자량 16을 곱하면 1.6 g이 되어 계산과 일치하므로 옳다(정답).
  3. 2.4 g은 산소 원자 0.15 mol에 해당하는 값이어서 실제 개수와 맞지 않는다. 0.05 mol의 분자에서 나올 수 있는 산소 원자는 0.1 mol뿐이므로 옳지 않다.
  4. 3.2 g은 산소 원자 0.2 mol에 해당하는 값으로 분자마다 산소를 넷씩 센 결과이다. 이산화 탄소 분자에는 산소 원자가 둘뿐이라 값이 두 배로 부풀었으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 드라이아이스 2.2 g에 든 산소를 구하다가 분자마다 산소가 하나라고 셌다. 검산하며 화학식 CO2의 아래첨자 2를 발견하고 풀이지 위쪽에 적어 둔 0.8이라는 값을 줄로 그어 지웠다.
  2. 甲은 드라이아이스 2.2 g을 분자량 44로 나누어 0.05 mol을 얻었다. 분자마다 산소 원자가 둘이라 0.1 mol이 되고 16을 곱한 1.6 g을 풀이지 맨 아래에 굵게 적어 넣었다.
  3. 甲은 산소 원자 수를 탄소 원자 수의 세 배로 잘못 세어 0.15 mol을 얻었다. 화학식의 첨자를 손가락으로 짚어 다시 읽고 세 배가 아니라 두 배임을 확인해 풀이를 처음부터 다시 썼다.
  4. 甲은 이산화 탄소 0.05 mol에 산소 원자 계수를 곱하다 2를 두 번 곱해 0.2 mol을 얻었다. 화학식에서 2가 한 번만 쓰인다는 것을 짚어 곱셈 한 줄을 지우고 고친 값을 옆에 적었다.

  이산화 탄소 2.2 g은 0.05 mol이고 분자 하나에 산소 원자가 둘이므로 산소 원자는 0.1 mol, 곧 1.6 g이다.

• 3

  일정한 온도와 부피에서 5.0 mol의 이상기체 A와 10.0 mol의 이상기체 B를 혼합하여 전체압력이 6.0 atm이 되었을 때, A의 부분압력[atm]은? (단, 혼합 기체는 반응하지 않는다)

  1. 1. 1.0
  2. 2. 2.0
  3. 3. 3.0
  4. 4. 4.0

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 1.0 atm은 몰분율을 6분의 1로 어림해 곱한 값이다. A의 몰 수는 전체 15 mol의 3분의 1이므로 6.0 atm에 곱할 몫은 3분의 1이어서 이 값은 옳지 않다.
  2. A의 몰분율은 5.0을 전체 15.0 mol로 나눈 3분의 1이다. 같은 온도와 부피에서 부분압력은 몰분율에 비례하므로 6.0 atm의 3분의 1인 2.0 atm이 되어 옳다(정답).
  3. 3.0 atm은 6.0 atm의 절반으로 A와 B의 몰 수가 같을 때에나 나오는 답이다. 실제로는 B가 A의 두 배이므로 A의 몫이 절반이 될 수 없어 옳지 않다.
  4. 4.0 atm은 6.0 atm의 3분의 2로 몰 수가 더 많은 이상기체 B가 차지하는 부분압력이다. A의 부분압력을 묻는데 B의 몫을 고른 셈이라 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 A의 몫을 6분의 1로 어림잡아 1.0 atm이라 적었다. 5.0 mol을 전체 15.0 mol로 나눈 몰분율을 계산기로 두드려 보고 3분의 1임을 알아 어림값에 줄을 그었다.
  2. 甲은 잠수부용 혼합 기체 통을 예로 들어 성분마다 압력이 몰 수에 비례한다고 풀이했다. 몰분율 3분의 1을 6.0 atm에 곱해 2.0 atm을 얻고 B의 몫 4.0 atm과 합해 6.0이 되는지 검산했다.
  3. 甲은 두 기체의 몰 수가 같다고 착각해 전체 압력을 반으로 나눈 3.0 atm을 적었다. 문제에서 B가 10.0 mol로 두 배임을 다시 읽고 반반이라는 가정이 성립하지 않음을 여백에 메모했다.
  4. 甲은 부분압력 표를 그려 A와 B 칸을 나눠 채웠다. 몰 수가 많은 B 칸에 4.0을 적어 넣다가 A 칸으로 옮겨 쓴 것을 발견하고 화살표로 바로잡아 각 칸의 몰분율을 옆에 함께 적었다.

  부분압력은 전체압력에 몰분율을 곱한다. A의 몰분율이 5/15, 곧 1/3이므로 6.0 atm의 3분의 1인 2.0 atm이다.

• 4

  양자수 조합으로 가능한 것만을 모두 고르면? (단, n 은 주양자수, l 은 각운동량 양자수, m_l 은 자기 양자수, m_s 는 스핀 양자수이다)

  n l m_l m_s

  ㄱ. 1 0 1 0

  ㄴ. 2 1 －1 ＋ 1 2

  ㄷ. 3 3 2 － 1 2

  ㄹ. 4 2 －1 ＋ 1 2

  1. 1. ㄱ, ㄷ
  2. 2. ㄱ, ㄹ
  3. 3. ㄴ, ㄷ
  4. 4. ㄴ, ㄹ

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. ㄱ은 l이 0인데 자기 양자수가 1이라 -l부터 +l 범위를 벗어나고, ㄷ은 주양자수 3에 l이 3이라 l의 최댓값 2를 넘는다. 둘 다 불가능한 조합이라 옳지 않다.
  2. ㄹ은 n=4, l=2, m_l=-1, m_s=+1/2로 모든 조건을 만족하지만 ㄱ은 m_l이 1이고 스핀이 0으로 두 조건에서 모두 어긋난다. ㄱ이 섞여 있으므로 옳지 않다.
  3. ㄴ은 가능한 조합이지만 ㄷ은 l이 n과 같은 3이어서 성립하지 않는다. l은 n-1을 넘을 수 없으므로 ㄷ이 섞인 이 묶음은 옳지 않다.
  4. ㄴ은 2p 오비탈의 m_l=-1 전자이고 ㄹ은 4d 오비탈의 m_l=-1 전자로 모두 허용되는 값이다. 가능한 것만 정확히 짝지은 묶음이므로 이 묶음이 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 양자수 표에서 l이 0이면 m_l은 0뿐이라는 규칙을 외웠다. 1 0 1 0으로 적힌 줄에 x를 치고 n=3에 l=3을 쓴 줄에도 같은 표시를 붙여 두 줄이 다른 이유를 각각 달았다.
  2. 甲은 ㄱ과 ㄹ을 묶어 답으로 골랐다가 스핀 양자수가 0으로 나오는 줄을 다시 보았다. 전자의 스핀은 +1/2와 -1/2뿐이라는 규칙에 걸려 이 조합이 성립하지 않음을 알고 답을 지웠다.
  3. 甲은 주양자수 3에서 허용되는 l이 0, 1, 2뿐임을 나열해 보았다. l=3인 ㄷ의 조합이 이 목록에 없어서 ㄴ과 ㄷ을 짝지은 선택지를 지우고 그 옆에 3이 안 되는 까닭을 짧게 써 넣었다.
  4. 甲은 오비탈 이름표를 붙여 네 줄을 하나씩 점검했다. 2p의 m_l이 -1인 전자와 4d의 m_l이 -1인 전자가 규칙 안에 있음을 보고 두 줄에 동그라미를 친 뒤 답을 4번으로 옮겼다.

  양자수는 l이 0부터 n-1까지, m_l이 -l부터 +l까지, m_s는 ±1/2만 가능하다. ㄴ과 ㄹ만 조건에 맞는다. 정답은 4번.

• 5

  단열된 용기 안에 있는 20 °C의 A( l ) 200 g에 70 °C의 B( s ) 100 g을 넣어 열평형에 도달하였을 때, 온도[°C]는? (단, A와 B의 비열은 각각 2 J‧g-1‧°C-1과 1 J‧g-1‧°C-1이다)

  1. 1. 30
  2. 2. 40
  3. 3. 50
  4. 4. 60

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. A가 얻은 열 200×2×(T-20)과 B가 잃은 열 100×1×(70-T)를 같게 놓으면 500T=15000이다. T는 30 °C가 되어 식에서 나온 값과 같으므로 옳다(정답).
  2. 40 °C를 식에 넣으면 A가 얻는 열은 8000 J인데 B가 잃는 열은 3000 J에 그친다. 두 열량이 같아야 하는데 어긋나므로 옳지 않다.
  3. 50 °C는 20 °C와 70 °C의 산술평균이다. 두 물질의 열용량이 같을 때에나 성립하는 값인데 A의 열용량이 B의 네 배나 되므로 옳지 않다.
  4. 60 °C를 대입하면 A가 얻는 열은 16000 J인데 B가 잃는 열은 1000 J밖에 안 된다. 열용량이 큰 A는 쉽게 데워지지 않아 나중 온도가 이렇게 높을 수 없으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 찬 물 200 g에 뜨거운 금속 조각 100 g을 넣는 실험을 그려 보았다. 열용량이 큰 물 쪽이 조금만 올라 30 °C 부근에 머문다는 결과를 얻고 얻은 열과 잃은 열의 등식을 나란히 적었다.
  2. 甲은 나중 온도를 40 °C로 가정하고 각 물질이 오간 열을 계산해 보았다. 물은 8000 J을 얻는데 금속은 3000 J만 내놓아 수지가 맞지 않는 것을 보고 그 가정에 가위표를 쳤다.
  3. 甲은 두 물질의 처음 온도를 더해 반으로 나눈 50 °C를 나중 온도로 어림했다. 물의 열용량이 금속의 네 배라는 점에서 평균이 될 수 없음을 알고 어림값을 지운 뒤 가중 평균으로 다시 풀었다.
  4. 甲은 나중 온도가 금속의 처음 온도에 가까운 60 °C일 것이라 짐작했다. 물이 열을 16000 J이나 받아야 한다는 계산을 해 보고 금속이 낼 수 있는 열과 너무 차이 난다는 사실을 표에 적어 두었다.

  잃은 열과 얻은 열이 같다. 200×2×(T-20)=100×1×(70-T)를 풀면 T=30 °C이다.

• 6

  다음은 포도당( C_6 H_12 O_6 )과 산소( O_2 )로부터 이산화 탄소( CO_2 )와 물( H_2 O )이 생성되는 반응의 균형 화학반응식이다. a + b + c + d 는? (단, 화학량론 계수 a , b , c , d 는 최소 정수비를 가진다)

  1. 1. 9
  2. 2. 10
  3. 3. 18
  4. 4. 19

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 탄소를 맞추려면 CO2가 6개, 수소를 맞추려면 H2O가 6개 필요하다. 이 둘만 더해도 12여서 계수 합이 9로 끝날 수는 없으므로 옳지 않다.
  2. 반응물 계수 1과 6만 더해도 7이고 생성물 계수 6이 하나만 더해져도 13이다. 계수의 합이 10일 수는 없으므로 옳지 않다.
  3. 포도당 앞의 생략된 계수 1을 빠뜨리고 6+6+6만 더한 값이다. 계수 1도 화학량론 계수에 포함해 합에 넣어야 하므로 옳지 않다.
  4. 탄소 6개로 CO2가 6, 수소 12개로 H2O가 6이 되고 좌우 산소를 맞추면 O2는 6이다. 계수 1, 6, 6, 6을 더하면 19가 되므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 CO2와 H2O 계수만 더해도 12에 이르는 것을 보고 합이 9가 될 수 없다고 판단했다. 탄소와 수소 원자 수를 좌우로 세어 표로 그리고 계수 6, 6이 나오는 칸에 동그라미를 쳤다.
  2. 甲은 반응물 계수 1과 6을 먼저 더해 보았다. 생성물 계수가 6씩 둘이니 합이 13을 넘어 10일 수 없다는 점을 알고 계수 합 자리에 적었던 값을 지운 뒤 다시 세어 옆에 적었다.
  3. 甲은 계수 6, 6, 6만 더한 18을 답으로 적었다가 포도당 앞에 생략된 계수 1을 발견했다. 아무 숫자도 없는 자리가 1을 뜻한다는 점을 교재에서 찾아 밑줄을 치고 합을 다시 세었다.
  4. 甲은 광합성의 반대 방향인 호흡 반응식을 칠판에 적었다. 탄소, 수소, 산소 순으로 좌우 원자 수를 맞춰 1, 6, 6, 6을 얻고 합계 19를 식 오른쪽에 크게 적어 넣었다.

  C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O로 균형이 맞으므로 a+b+c+d=1+6+6+6=19이다.

• 7

  0.98 g의 황산(H2SO4)이 녹아 있는 200 mL 황산 수용액의 노르말 농도[N]는? (단, H2SO4의 분자량은 98이고, H2SO4는 물에서 완전히 해리된다)

  1. 1. 2.5 × 10-2
  2. 2. 5.0 × 10-2
  3. 3. 1.0 × 10-1
  4. 4. 1.5 × 10-1

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 2.5×10^-2 N은 용액 속 당량을 0.005로 잡아야 나오는 값이다. 0.98 g은 0.01 mol이고 여기에 2를 곱한 0.02 당량이 실제 값이므로 옳지 않다.
  2. 5.0×10^-2는 0.01 mol을 0.2 L로 나눈 몰 농도와 같은 값이다. 황산은 수소 이온을 둘 내놓는 2가 산이라 몰 농도에 2를 곱해야 노르말 농도가 되므로 옳지 않다.
  3. 0.01 mol에 2가 산의 가수 2를 곱한 0.02 당량을 용액 부피 0.2 L로 나누면 0.10 N이다. 몰 농도 0.05 M의 두 배와 같은 값이므로 옳다(정답).
  4. 1.5×10^-1 N이면 용액 속에 0.03 당량이 들어 있어야 하는데 실제 황산은 0.02 당량뿐이다. 1.5배로 부풀린 값이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 황산 0.98 g을 0.01 mol로 바꾼 뒤 당량을 0.005로 잘못 적었다. 2가 산이면 몰 수의 두 배가 당량이라는 규칙을 짚어 보고 0.005를 지운 자리에 0.02를 고쳐 적어 두었다.
  2. 甲은 황산 0.98 g을 0.2 L에 녹인 용액의 농도를 구하고 0.05라는 값을 노르말 농도 칸에 넣었다. 산 한 분자가 수소 이온 둘을 내놓는 점을 뒤늦게 떠올려 그 칸의 값을 두 배로 바꿔 두었다.
  3. 甲은 수질 분석 실험에서 쓸 0.1 N 황산 용액을 만들려고 계산했다. 0.98 g이 0.02 당량이라 200 mL에 녹이면 0.10 N이 됨을 식으로 확인하고 시약병 라벨에 농도를 크게 적었다.
  4. 甲은 당량 수를 0.03으로 잘못 세어 0.15 N이라는 답을 냈다. 산 0.01 mol에서 수소 이온이 최대 0.02 mol뿐이라는 점을 반응식으로 보이고 0.03이라 쓴 자리를 지운 뒤 다시 썼다.

  0.98 g은 0.01 mol이고 황산은 2가 산이라 0.02 당량이며, 0.2 L로 나누면 0.10 N이다.

• 8

  원자가 껍질 전자쌍 반발 모형(VSEPR)에 근거할 때 선형 기하 구조인 화합물만을 모두 고르면?

  ㄱ. HCN

  ㄴ. O_3

  ㄷ. XeF_2

  ㄹ. NO_2

  1. 1. ㄱ, ㄷ
  2. 2. ㄱ, ㄹ
  3. 3. ㄴ, ㄷ
  4. 4. ㄴ, ㄹ

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. HCN은 중심 탄소에 결합 영역이 둘이라 선형이고, XeF2는 제논의 비공유 전자쌍 셋이 적도 자리를 차지해 F가 양 끝에 놓인 선형이다. 두 화합물이 모두 선형이라 이 묶음이 맞다.
  2. HCN은 선형이 맞지만 NO2는 중심 질소에 홀전자와 결합 영역 둘이 있어 약 134도로 굽은 형이다. ㄹ이 끼어 있으므로 옳지 않다.
  3. XeF2는 선형이 맞지만 O3는 중심 산소에 비공유 전자쌍이 있어 약 117도로 굽은 형이다. ㄴ이 끼어 있어 이 묶음은 옳지 않다.
  4. 오존과 이산화 질소는 둘 다 중심 원자 주위에 전자 영역 셋을 가진 굽은 형이어서 선형이 아니다. 선형인 화합물이 하나도 없는 묶음이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 시안화수소와 이플루오린화제논의 구조를 종이에 그려 비교했다. 두 분자 모두 중심 원자에서 뻗은 두 결합이 정반대 방향으로 놓여 있음을 각도기로 재어 180도라고 적었다.
  2. 甲은 이산화 질소의 갈색 기체 사진을 보고 분자 구조를 그려 보았다. 중심 질소에 홀전자가 있어 결합이 약 134도로 굽는다는 사실을 알고 선형 후보 목록에서 ㄹ을 지우고 빼 두었다.
  3. 甲은 오존층 설명 자료에서 산소 세 개가 이룬 오존 분자의 그림을 찾아 보았다. 중심 산소의 비공유 전자쌍 때문에 약 117도로 굽은 것을 확인하고 선형 표시를 붙였던 ㄴ 옆에 가위표를 그렸다.
  4. 甲은 오존과 이산화 질소를 한 표에 넣고 중심 원자 주위 전자 영역 수를 세어 적었다. 둘 다 셋씩이라 선형이 될 수 없음을 알고 선형 후보 칸이 비었다는 것을 확인해 두었다.

  HCN과 XeF2는 선형이고 O3와 NO2는 굽은 형이다. 정답은 1번.

• 9

  2 mol의 이상기체 X가 초기 상태 800 K, 1 atm에서 차지하는 부피가 V이다. 닫힌 계(closed system)에서 X가 초기 상태로부터 400 K, 2 atm으로 변화했을 때 부피는?

  1. 1. {1 / 8} V
  2. 2. {1 / 4} V
  3. 3. {1 / 2} V
  4. 4. V

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 온도를 절반으로 낮추는 효과와 압력을 두 배로 올리는 효과를 곱하면 4분의 1이 된다. 한 번 더 절반을 곱해 8분의 1이 되는 것은 조건에 없으므로 옳지 않다.
  2. PV=nRT에서 몰 수가 일정하므로 부피는 T/P에 비례한다. 온도가 800 K에서 400 K로 절반이 되고 압력이 1 atm에서 2 atm으로 두 배가 되어 4분의 1 V가 되므로 옳다(정답).
  3. 온도만 절반으로 낮추고 압력이 두 배가 된 효과를 빠뜨린 값이다. 압력이 두 배로 늘면 부피가 다시 절반이 되어야 하므로 옳지 않다.
  4. 온도 효과와 압력 효과가 서로 상쇄된다고 본 값이다. 온도는 부피를 절반으로, 압력은 부피를 다시 절반으로 줄이는 같은 방향의 변화라 상쇄되지 않으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 온도와 압력의 영향을 따로 계산해 두 번 다 절반을 곱했다. 4분의 1이 나온 뒤에 실수로 또 절반을 곱해 8분의 1을 적은 것을 알고 마지막 곱셈 줄을 지우고 결과를 옆에 다시 적었다.
  2. 甲은 풍선을 800 K 오븐에서 꺼내 400 K 방으로 옮기고 바깥 압력을 두 배로 올린다고 가정했다. 온도가 절반, 압력이 두 배라 부피가 4분의 1로 줄어든다는 식을 세 줄로 적어 두었다.
  3. 甲은 온도만 낮아졌다고 보고 부피를 절반이라 적었다. 문제에 압력이 1 atm에서 2 atm으로 변한다는 조건이 함께 있는 것을 보고 그 조건이 빠진 풀이임을 옆에 붉게 표시했다.
  4. 甲은 온도가 내려가면 부피가 줄고 압력이 오르면 부피가 늘어 상쇄된다고 생각했다. 보일의 법칙에서 압력이 오르면 부피가 준다는 방향을 그래프로 다시 그려 보고 두 변화가 겹친다는 것을 알아냈다.

  n이 같으면 V가 T/P에 비례한다. 온도는 절반, 압력은 두 배이므로 부피는 1/2 ÷ 2 = 1/4 V이다.

• 10

  다음은 일산화 질소( NO )와 수소( H_2 )로부터 질소( N_2 )와 수증기( H_2 O )가 생성될 때의 전체반응, 실험으로 측정한 전체반응의 속도법칙, 반응메커니즘이다. k 는? (단, 은 속도상수이다)

  ○ 전체반응

  ○ 실험으로 측정한 전체반응의 속도법칙 속도 ＝ k[NO]^2 [H_2 ]

  ○ 반응메커니즘 1단계: 빠름 2단계: N_2 O_2 (g) + H_2 (g) REL - > k_2 N_2 O(g) + H_2 O(g) 느림 3단계: N_2 O_(g) + H_2 (g) REL - > k_3 N_2 (g) + H_2 O(g) 빠름

  1. 1.
  2. 2.
  3. 3.
  4. 4.

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 빠른 1단계가 평형이면 [N2O2]는 k1/k-1에 [NO]의 제곱을 곱한 값이다. 느린 2단계 속도 k2[N2O2][H2]에 이를 넣으면 k=k1k2/k-1이 되어 옳다(정답).
  2. k1k3을 k2로 나눈 꼴은 빠른 3단계 상수를 넣고 느린 2단계 상수를 분모에 둔 식이다. 속도를 정하는 것은 느린 2단계 k2이므로 분자에 있어야 해서 옳지 않다.
  3. k-1을 분자에 두고 k1k2를 분모에 둔 식은 k1k2/k-1의 역수이다. 정반응 상수 k1이 커지면 속도가 빨라져야 하는데 이 식에서는 오히려 작아지므로 옳지 않다.
  4. k2를 분자에, k1k3을 분모에 둔 식으로 평형 상수와 빠른 단계 상수를 잘못 놓았다. 느린 단계 뒤에 오는 k3은 속도법칙에 나타나지 않으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 자동차 촉매 변환기에서 일산화 질소와 수소가 반응하는 과정을 단계별로 그렸다. 첫 단계가 빠른 평형이라 N2O2 농도를 NO 농도의 제곱으로 나타낼 수 있음을 식 한 줄로 쓰고 k에 대입했다.
  2. 甲은 세 번째 단계의 상수 k3이 속도법칙에 들어가는지 궁금해 메커니즘 도표를 다시 훑었다. 느린 단계 이후의 빠른 단계는 전체 속도에 영향을 주지 않는다는 문장에 밑줄을 그어 두었다.
  3. 甲은 k1과 k-1의 위치를 헷갈려 분수를 거꾸로 적었다. 정반응이 빨라질수록 중간체가 많이 쌓여 속도도 커진다는 방향을 그림으로 그려 보고 분자와 분모를 서로 바꿔 놓았다.
  4. 甲은 속도상수 표를 만들어 k2와 k3을 나란히 두고 비교했다. 느린 단계인 k2만 속도를 정한다는 표시를 붙이고 k3이 분모에 들어간 식을 지운 뒤 나머지 식을 다시 정리했다.

  빠른 전 단계가 평형이면 [N2O2]=(k1/k-1)[NO]^2이고, 느린 2단계 속도 k2[N2O2][H2]에 대입하면 k=k1k2/k-1이다.

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• 11

  밑줄 친 원자의 산화수가 -2인 것만을 모두 고르면?

  ㄱ.

  ㄴ.

  ㄷ.

  1. 1. ㄱ, ㄴ
  2. 2. ㄱ, ㄷ
  3. 3. ㄴ, ㄷ
  4. 4. ㄱ, ㄴ, ㄷ

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 물과 산화 철(III)의 산소는 각각 -2이다. 그러나 ㄷ의 이산화 황에서도 산소가 -2여서 이 묶음은 셋 가운데 하나를 빠뜨린 것이라 옳지 않다.
  2. 물의 산소와 이산화 황의 산소는 각각 -2이다. 그러나 산화 철(III)의 산소도 -2라서 ㄴ을 빠뜨린 이 묶음은 옳지 않다.
  3. Fe2O3의 산소와 SO2의 산소는 각각 -2이지만 H2O의 산소도 수소가 +1이라 -2이다. ㄱ을 빠뜨린 묶음이라 옳지 않다.
  4. 세 화합물 모두 산소가 과산화물이나 플루오린화물이 아닌 보통 산화물의 형태로 들어 있어 -2이다. 세 가지가 모두 해당하는 이 묶음이 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 물과 산화 철 시료를 나란히 놓고 산소의 산화수를 매겼다. 수소가 +1이고 철이 +3이라 산소가 둘 다 -2가 되는 계산을 적고 이산화 황 칸이 비었음을 발견해 채워 넣었다.
  2. 甲은 물과 이산화 황에서 산소가 -2임을 확인했다. 그러나 산화 철도 전하 합이 0이어야 하므로 철 +3에 산소 -2가 맞는다는 것을 알아채고 표에서 비어 있던 ㄴ 칸을 뒤늦게 채웠다.
  3. 甲은 녹슨 철 조각과 화산 가스에 든 이산화 황의 산소 산화수를 -2로 정리했다. 물의 산소도 수소가 +1이니 -2라는 사실이 빠져 있음을 알고 ㄱ을 함께 묶어 정리표에 다시 적어 넣었다.
  4. 甲은 세 분자의 밑줄 친 산소가 모두 보통 산화물의 산소라는 점을 적었다. 과산화수소의 -1이나 OF2의 +2와 같은 예외가 없음을 확인하고 세 개 모두에 -2를 표시했다.

  H2O, Fe2O3, SO2의 밑줄 친 산소는 모두 -2이다. 정답은 4번.

• 12

  전기분해를 통한 니켈 이온( N i^2 + )의 환원으로 강철 조각에 0.01 mol의 니켈을 전기도금 할 때, 0.1 A의 전류를 몇 초간 흘려 주어야 하는가? (단, 패러데이(Faraday) 상수는 96,500 C‧mol-1이고, 전류는 모두 니켈의 전기도금에 이용되었다고 가정한다)

  1. 1. 965
  2. 2. 4,825
  3. 3. 9,650
  4. 4. 19,300

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 965는 니켈 한 개에 전자를 하나만 쓴다고 보고 0.01 mol에 96500을 곱한 전하량 965 C를 그대로 적은 값이다. 전류로 나누지도 않았고 전자 수도 틀렸으므로 옳지 않다.
  2. 4,825초에 0.1 A를 곱하면 482.5 C밖에 되지 않는다. 니켈 0.01 mol에 필요한 1930 C의 4분의 1에 불과해 도금이 끝나지 않으므로 옳지 않다.
  3. 9,650은 니켈 한 개에 전자를 하나만 쓴다고 보아 965 C를 0.1 A로 나눈 값이다. 니켈 이온은 2전자를 받아 환원되므로 두 배가 필요해 옳지 않다.
  4. Ni2+ + 2e- → Ni이므로 0.01 mol의 니켈에는 0.02 mol의 전자, 곧 1930 C가 필요하다. 이를 0.1 A로 나누면 19300초가 되어 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 니켈 도금 시간을 구하다가 전하량 965 C를 그대로 시간 답으로 적었다. 단위가 쿨롱이라는 점을 확인하고 전류로 나누는 단계가 빠졌다는 사실을 발견해 식의 아랫줄에 나누기 0.1을 채워 넣었다.
  2. 甲은 필요한 전하량을 4분의 1로 잘못 잡아 4,825초라고 적었다. 0.1 A에 4,825초를 곱해 482.5 C밖에 안 됨을 검산으로 알고 이 값으로는 니켈이 다 붙지 않는다는 것을 메모했다.
  3. 甲은 니켈 이온 Ni2+의 전하가 +2인 것을 놓치고 전자 하나로만 계산했다. 9,650초를 얻은 뒤 반쪽 반응식을 적어 전자가 둘임을 보고 값을 두 배로 고쳐 옆 여백에 다시 적었다.
  4. 甲은 강철 열쇠고리에 니켈을 도금하는 상황을 가정했다. 반쪽 반응식에서 전자 둘을 확인하고 1930 C를 0.1 A로 나눈 19300초를 시간으로 바꿔 5시간 남짓이라고 옆에 적어 두었다.

  Ni2+가 Ni가 되려면 2전자가 필요하므로 0.01 mol×2×96500 C=1930 C이고, 0.1 A로 나누면 19300초이다.

• 13

  다음은 어떤 반응의 반응메커니즘이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, k 는 속도상수이고, 두 단계 중 하나는 다른 단계보다 매우 느리다)

  1단계: 2단계:

  1. 1. 중간체는 NO_2 이다.
  2. 2. 1단계는 일분자 반응이고, 2단계는 이분자 반응이다.
  3. 3. 실험으로 측정한 전체반응의 속도법칙이 속도 ＝ k[NO_2 ]^2 라면 속도결정단계는 1단계이다.
  4. 4. 전체반응은 이다.

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. NO2는 첫 단계에서 소비되고 둘째 단계에서 일부 되살아나지만 전체 반응식에는 반응물로 남는다. 중간체는 한 단계에서 생겨 다음 단계에서 다 없어지는 NO3이므로 옳지 않다.
  2. 1단계는 NO2 두 분자가 충돌하는 이분자 반응이고, 2단계는 NO3와 CO가 만나는 이분자 반응이다. 1단계를 일분자 반응이라 한 것이 틀렸으므로 옳지 않다.
  3. 속도법칙이 k[NO2]²이면 속도를 정하는 느린 단계에서 NO2 두 분자가 반응해야 한다. 1단계가 2NO2 → NO + NO3이므로 이것이 속도결정단계이며 옳다(정답).
  4. 보기의 식은 중간체 NO3가 반응물에 그대로 남아 있다. 두 단계를 더하고 양쪽의 NO2 하나와 NO3를 지우면 NO2+CO→NO+CO2가 되므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 메커니즘을 화살표로 이어 그리며 만들어졌다가 사라지는 화학종을 찾았다. 1단계에서 생긴 NO3가 2단계에서 소모되는 것을 보고 NO3에 중간체라 적고 NO2에는 반응물 표시를 했다.
  2. 甲은 각 단계의 분자 수를 세어 분자도를 표로 만들었다. 1단계는 NO2 둘이 만나고 2단계는 NO3와 CO가 만나 둘 다 이분자 반응이라는 것을 확인하고 일분자 칸에 가위표를 쳤다.
  3. 甲은 실험에서 NO2 농도를 두 배로 하면 속도가 네 배가 된다는 결과를 얻었다. 속도법칙이 [NO2]의 제곱이라 NO2 두 분자가 관여하는 1단계가 느린 단계라고 결론짓고 도표에 별표를 달았다.
  4. 甲은 두 단계 식을 세로로 더하고 양쪽에서 같은 화학종을 지웠다. 중간체 NO3가 사라지고 NO2+CO→NO+CO2만 남는 것을 보고 보기의 식을 이 결과와 견주어 틀린 곳에 밑줄을 그었다.

  2NO2→NO+NO3가 속도결정단계이고 속도법칙이 k[NO2]²이면 1단계가 느린 단계다. 중간체는 NO3이다.

• 14

  다음은 300 °C에서 질소( N_2 )와 수소( H_2 )로부터 암모니아( NH_3 )를 합성하는 반응이다. 정반응의 Δ H < 0일 때, 이 반응에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면? (단, H 는 엔탈피이고, K_c 는 평형상수이다)

  ㄱ. 정반응은 발열 반응이다.

  ㄴ. 정반응이 진행됨에 따라 전체 분자의 수는 증가한다.

  ㄷ. 300 °C에서 반응 의 평형상수는 9.6이다.

  1. 1. ㄱ
  2. 2. ㄱ, ㄴ
  3. 3. ㄴ, ㄷ
  4. 4. ㄱ, ㄴ, ㄷ

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. ㄱ은 정반응의 ΔH<0이라는 조건에서 곧바로 나오는 발열 반응이다. ㄴ의 분자 수 증가와 ㄷ의 K값 9.6은 각각 틀렸으므로 ㄱ만 담은 이 묶음이 맞다.
  2. ㄱ은 맞지만 정반응에서 기체 분자는 4몰이 2몰로 줄어 분자 수가 감소한다. 증가한다는 ㄴ이 틀렸으므로 이 묶음은 옳지 않다.
  3. ㄴ은 분자 수가 감소한다는 사실과 반대이고, ㄷ은 계수를 두 배로 한 반응의 평형 상수가 9.6의 제곱이라는 점을 놓쳤다. 둘 다 틀렸으므로 옳지 않다.
  4. ㄱ만 맞고 ㄴ과 ㄷ이 틀렸는데 셋 모두 옳다고 한 묶음이다. 분자 수 감소와 평형 상수의 제곱 관계를 모두 지나쳤으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 암모니아 합성 반응의 엔탈피 변화가 음수인 것을 열화학 방정식으로 확인했다. 반응이 진행되며 열이 나온다는 뜻이라 온도를 지나치게 높이면 평형이 불리해진다는 설명을 옆에 적어 두었다.
  2. 甲은 질소 한 분자와 수소 세 분자가 암모니아 두 분자가 되는 그림을 그렸다. 분자 수가 4개에서 2개로 줄어드는 것을 하나씩 세어 보고 늘어난다고 적힌 문장에 가위표를 쳤다.
  3. 甲은 반응식 계수를 두 배로 하면 평형 상수가 9.6의 제곱인 92.16이 되는 규칙을 배웠다. 계수만 곱하는 것이 아니라 지수로 올라간다는 점을 표에 넣어 두 반응의 K를 나란히 적었다.
  4. 甲은 세 진술을 차례로 검토하며 참인 것만 체크했다. ㄱ에만 체크가 남고 ㄴ과 ㄷ에는 근거 없이 표시했던 것을 발견해 세 개 모두를 고른 선택지를 지우고 이유를 짧게 달았다.

  정반응은 발열 반응이고, 분자 수는 4에서 2로 준다. 반응식 계수를 두 배 하면 K는 제곱이 되어 92.16이다. 정답은 1번.

• 15

  25 °C, 0.10 M의 NaOH 수용액 1 L에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면? (단, HCl 과 NaOH 는 물에서 완전히 해리된다)

  ㄱ. pH < 7

  ㄴ. 0.10 M의 HCl 수용액 2 L를 첨가하면 중성이 된다.

  ㄷ. 0.05 M의 HCl 수용액 2 L를 첨가하면 중성이 된다.

  ㄹ. 증류수를 첨가해서 전체 수용액의 양을 2 L로 만들면 NaOH 수용액의 농도는 0.05 M이 된다.

  1. 1. ㄱ, ㄴ
  2. 2. ㄱ, ㄷ
  3. 3. ㄴ, ㄹ
  4. 4. ㄷ, ㄹ

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 강염기 용액의 pH는 13이라 7보다 훨씬 크고, 0.10 M HCl 2 L에는 0.2 mol의 산이 있어 염기 0.1 mol을 넘어 산성이 된다. 두 진술 모두 틀려 옳지 않다.
  2. ㄷ은 0.05 M HCl 2 L의 산 0.1 mol이 염기 0.1 mol과 맞아 중성이 되므로 맞다. 그러나 ㄱ의 pH<7은 pH 13인 염기 용액에 맞지 않아 이 묶음은 옳지 않다.
  3. ㄹ은 물을 더해 2 L로 만들면 0.1 mol을 2 L로 나눈 0.05 M이 되어 맞다. 그러나 ㄴ은 산이 0.2 mol로 과량이라 중성이 아니어서 이 묶음은 옳지 않다.
  4. ㄷ은 산 0.1 mol과 염기 0.1 mol이 정확히 중화하고, ㄹ은 몰 수 0.1 mol을 2 L로 나눈 0.05 M이라 모두 맞다. 두 진술만 담은 이 묶음이 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 수산화 나트륨 0.10 M 용액의 pH를 구해 13이라 적었다. 여기에 0.10 M 염산 2 L를 넣으면 산이 두 배 남아 산성이 되는 계산을 이어 써서 ㄱ과 ㄴ을 함께 지웠다.
  2. 甲은 염산의 몰 수를 0.05 M×2 L로 구해 0.1 mol을 얻었다. 염기와 같아 중성이 됨을 확인했지만 pH 13이라는 사실이 ㄱ과 어긋나서 이 조합에 가위표를 그렸다.
  3. 甲은 물로 묽혀 2 L가 된 용액의 농도를 0.05 M이라 구해 ㄹ을 맞다고 표시했다. 그러나 산이 0.2 mol이면 산 0.1 mol이 남는다는 점을 살펴서 ㄴ이 틀렸음을 알고 조합을 지웠다.
  4. 甲은 중화 반응에서 산의 몰 수와 염기의 몰 수가 같아야 중성이 된다는 규칙을 썼다. 0.05 M 산 2 L가 0.1 mol이 되어 맞고 묽힌 농도도 0.05 M이라 두 진술을 골라 답을 4번으로 적었다.

  0.10 M NaOH 1 L는 0.1 mol이므로 0.05 M HCl 2 L(0.1 mol)와 중화되고, 2 L로 묽히면 0.05 M이다. 정답은 4번.

• 16

  1 atm에서 끓는점이 높은 분자부터 순서대로 바르게 나열한 것은?

  (가) n －노네인( n -nonane) (나) n －헵테인( n -heptane) (다) n －데케인( n -decane) (라) n －옥테인( n -octane)

  1. 1. (나) － (가) － (라) － (다)
  2. 2. (나) － (라) － (가) － (다)
  3. 3. (다) － (가) － (라) － (나)
  4. 4. (다) － (라) － (가) － (나)

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 헵테인이 가장 앞에 오려면 탄소 수가 가장 많아야 하는데 실제로는 C7으로 가장 적다. 가장 작은 분자가 끓는점이 가장 높을 수 없으므로 옳지 않다.
  2. 헵테인, 옥테인, 노네인, 데케인 순은 끓는점이 낮은 것부터 높은 것으로 나열한 순서이다. 문제는 높은 것부터 나열하라고 했으므로 정반대라 옳지 않다.
  3. 데케인(C10), 노네인(C9), 옥테인(C8), 헵테인(C7) 순으로 탄소 수가 줄어든다. 분산력이 탄소 수에 비례해 커지므로 끓는점도 이 순서로 낮아져 옳다(정답).
  4. 데케인이 앞에 오는 것은 맞지만 옥테인과 노네인의 자리가 서로 바뀌었다. 탄소 수가 하나 더 많은 노네인이 옥테인보다 끓는점이 높아야 하므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 탄소 수가 다른 알케인들의 끓는점을 표로 정리했다. 헵테인이 약 98 °C로 네 가지 중 가장 낮다는 것을 확인하고 이 물질이 맨 앞에 오는 나열에 붉은 가위표를 쳤다.
  2. 甲은 낮은 것에서 높은 것으로 나열하는 문제와 높은 것에서 낮은 것으로 나열하는 문제를 헷갈렸다. 발문에서 높은 것부터라는 말에 밑줄을 긋고 보기 순서를 거꾸로 다시 써 보았다.
  3. 甲은 정유 공장의 증류탑 그림을 보며 끓는점이 높은 성분일수록 아래에서 먼저 나온다고 정리했다. 데케인, 노네인, 옥테인, 헵테인 순서로 줄을 세우고 탄소 수를 각각 그 옆에 적었다.
  4. 甲은 데케인 다음에 옥테인을 놓았다가 노네인이 그 사이에 있어야 하는 것을 알아챘다. 탄소 수 10, 9, 8, 7을 세로로 적어 둔 표를 보고 두 칸의 순서를 서로 바꿔 고쳤다.

  탄소 수가 많은 사슬 알케인일수록 분산력이 커서 끓는점이 높다. 데케인, 노네인, 옥테인, 헵테인 순이다.

• 17

  다음 반응에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. HNO_2 (aq) 는 산이다.
  2. 2. H_2 O(l) 는 양성자를 얻는다.
  3. 3. HNO_2 (aq) 의 짝염기는 H_3 O^(+) (aq) 이다.
  4. 4. NO_2^(-) (aq) 는 양성자를 얻는다.

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. HNO2는 물에 양성자를 내놓아 H3O+와 NO2-가 되므로 브뢴스테드 산이다. 이 반응식에서 산의 역할이 분명하므로 설명이 맞다.
  2. 물은 HNO2가 내놓은 양성자를 받아 H3O+가 되므로 염기로 작용한다. 정반응에서 양성자를 얻는 쪽이 물이라는 설명이 맞다.
  3. HNO2가 양성자를 잃고 남은 NO2-가 짝염기이고 H3O+는 물이 양성자를 얻어 생긴 짝산이다. 짝염기를 H3O+라 한 것은 어긋나므로 옳지 않다(정답).
  4. 역반응에서 NO2-는 H3O+로부터 양성자를 받아 HNO2로 되돌아간다. 따라서 양성자를 얻는 화학종이라는 설명이 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 아질산이 든 수용액의 반응식에서 양성자가 어느 쪽에서 나가는지 화살표를 그렸다. HNO2에서 나간 수소 이온이 물 쪽으로 옮겨 가는 모습을 보고 산이라고 적어 두었다.
  2. 甲은 물 분자가 수소 이온을 받아들여 H3O+가 되는 모양을 구조식으로 그렸다. 산소의 비공유 전자쌍이 수소 이온을 붙잡는 자리에 점을 찍고 물이 염기로 쓰였다고 써 넣었다.
  3. 甲은 산과 짝염기, 염기와 짝산을 짝지어 표를 만들었다. HNO2의 짝은 NO2-이고 H3O+는 물의 짝이라는 것을 확인해 H3O+가 짝염기라고 적힌 칸에 붉게 가위표를 쳤다.
  4. 甲은 반응식을 거꾸로 읽어 NO2-가 H3O+에서 양성자를 받아 HNO2가 되는 모습을 그렸다. 정반응과 역반응에서 각 화학종의 역할이 뒤바뀐다는 점을 화살표 방향과 함께 정리해 두었다.

  HNO2의 짝염기는 양성자를 잃은 NO2-이고 H3O+는 H2O의 짝산이다.

• 18

  다음은 t °C에서 반응 의 초기 반응속도를 측정한 결과이다. 속도법칙은? (단, k 는 속도상수이고 농도의 단위는 M이며, 반응속도의 단위는 M‧s-1이다)

  실험 A의 초기 농도 B의 초기 농도 초기 반응속도 1 0.1 0.1 0.01 2 0.2 0.1 0.04 3 0.1 0.2 0.02

  1. 1. 속도 ＝ k [A][B]
  2. 2. 속도 ＝ k [A]2[B]
  3. 3. 속도 ＝ k [A][B]2
  4. 4. 속도 ＝ k [A]2[B]2

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 실험 1과 2에서 A만 두 배로 올렸더니 속도가 0.01에서 0.04로 네 배가 되었다. A의 차수가 1이라면 두 배에 그쳐야 하므로 옳지 않다.
  2. A만 두 배로 한 실험 1과 2에서 속도가 네 배이므로 A의 차수는 2이다. B만 두 배로 한 실험 1과 3에서 속도가 두 배이므로 B의 차수는 1이라 옳다(정답).
  3. 실험 1과 3에서 B를 두 배로 올렸을 때 속도가 두 배로만 늘었다. B의 차수가 2라면 네 배가 되어야 하는데 실제로는 두 배이므로 옳지 않다.
  4. A의 차수 2는 맞지만 B를 두 배로 하면 속도가 네 배가 되어야 하는 식이다. 실험에서는 두 배였으므로 B의 차수가 틀려 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 실험 1과 2의 속도 비를 계산해 0.04를 0.01로 나눠 4를 얻었다. A 농도는 두 배인데 속도가 네 배라서 1차로 보기 어렵다는 것을 알고 첫 번째 식에 가위표를 쳤다.
  2. 甲은 A와 B를 각각 한 번에 하나씩만 바꾼 실험 세 개를 표로 적었다. 속도 비 4와 2에서 차수 2와 1을 뽑아 속도식을 만들고 실험 1의 값을 대입해 속도 상수 k가 10임을 구했다.
  3. 甲은 B의 차수를 2로 놓고 실험 3의 속도를 예측했다. 0.04가 되어야 하는데 실제는 0.02여서 어긋난 것을 알고 지수를 1로 낮추었고, A와 B의 지수가 서로 바뀌었다는 사실도 옆에 적어 두었다.
  4. 甲은 두 반응물 모두 제곱으로 놓고 실험 3의 값을 예측해 보았다. 예측은 0.04인데 측정값은 0.02로 절반이라는 것을 비교표에 옮겨 적고 B 쪽 지수 2를 지운 뒤 1로 바꿨다.

  A를 2배 하면 속도가 4배이므로 A의 차수는 2이고, B를 2배 하면 2배이므로 B의 차수는 1이다. 속도 = k[A]²[B]이다.

• 19

  이산화 탄소(CO2)에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?

  ㄱ. 온실가스이다.

  ㄴ. 무극성 분자이다.

  ㄷ. C의 산화수는 ＋4이다.

  1. 1. ㄱ
  2. 2. ㄱ, ㄴ
  3. 3. ㄴ, ㄷ
  4. 4. ㄱ, ㄴ, ㄷ

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 온실가스라는 ㄱ은 맞지만 무극성 분자라는 ㄴ과 탄소의 산화수가 +4라는 ㄷ도 맞다. 셋 중 하나만 고른 이 묶음은 맞는 진술을 빠뜨렸으므로 옳지 않다.
  2. ㄱ과 ㄴ은 맞지만 ㄷ의 탄소 산화수 +4도 산소가 -2 두 개라서 맞다. ㄷ을 빠뜨린 묶음이므로 이 묶음은 옳지 않다.
  3. ㄴ과 ㄷ은 맞지만 이산화 탄소는 대표적인 온실가스라 ㄱ도 맞다. 맞는 진술 ㄱ을 빠뜨린 묶음이므로 이 묶음은 옳지 않다.
  4. 이산화 탄소는 적외선을 흡수하는 온실가스이고, 선형이라 결합 쌍극자가 상쇄되어 무극성이며, 산소가 -2 둘이라 탄소는 +4이다. 셋이 모두 맞아 이 묶음이 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 지구온난화 원인 물질 목록에서 이산화 탄소를 찾아 온실가스 칸에 적었다. 그러나 맞는 성질이 두 가지 더 있는데 한 가지만 고른 것을 알고 나머지 성질을 마저 적어 넣었다.
  2. 甲은 이산화 탄소가 온실가스이자 무극성 분자라는 것을 적어 두었다. 산화수 계산에서 산소 둘이 -4이므로 탄소가 +4라는 것이 빠진 것을 알고 마지막 줄을 비워 두지 않고 채워 넣었다.
  3. 甲은 선형 구조와 탄소 산화수 +4를 정리했다. 이산화 탄소가 온실가스로 분류되는 성질이 빠진 것을 보고 배출량 통계 자료 표를 찾아 ㄱ 칸에 그 근거를 옮겨 적어 붙였다.
  4. 甲은 이산화 탄소의 세 가지 성질을 각각 근거와 함께 카드로 만들었다. 적외선 흡수, 선형에 따른 쌍극자 상쇄, 산소 -2 둘에 따른 +4를 한 장씩 쓰고 세 장을 고무줄로 묶어 두었다.

  이산화 탄소는 온실가스이고 선형이라 무극성이며 산소가 -2이므로 탄소는 +4이다. 정답은 4번.

• 20

  질량 6.6 × 10-24 g인 입자가 2.0 × 108 m‧s-1의 속력으로 움직일 때, 드브로이(de Broglie) 파장[nm]은? (단, 플랑크(Planck) 상수는 6.6 × 10-34 J‧s이다)

  1. 1. 5.0 × 10-7
  2. 2. 5.0 × 10-6
  3. 3. 5.0 × 10-5
  4. 4. 5.0 × 10-4

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 질량 6.6×10^-24 g을 kg으로 바꾸면 6.6×10^-27 kg이다. 이를 속력과 곱한 운동량 1.32×10^-18로 h를 나누면 5.0×10^-16 m, 곧 5.0×10^-7 nm가 되어 옳다(정답).
  2. 5.0×10^-6 nm는 정답보다 열 배 큰 값으로 지수를 한 칸 잘못 옮긴 결과와 같다. 계산에서 얻는 5.0×10^-16 m는 5.0×10^-7 nm이므로 옳지 않다.
  3. 5.0×10^-5 nm는 정답보다 백 배 큰 값으로 지수를 두 칸 잘못 옮겼을 때 나오는 값이다. 실제 파장은 5.0×10^-7 nm에 그치므로 옳지 않다.
  4. 5.0×10^-4 nm는 정답보다 천 배 큰 값으로 지수를 세 칸 틀렸다. 실제 파장은 5.0×10^-7 nm로 이보다 훨씬 짧으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 질량의 단위가 그램인 것을 알아채고 킬로그램으로 바꾸는 곳에서 시작했다. 6.6×10^-27 kg에 속력을 곱하고 플랑크 상수로 나눈 5.0×10^-16 m를 나노미터로 옮겨 5.0×10^-7 nm를 적었다.
  2. 甲은 미터를 나노미터로 옮길 때 지수를 하나 잘못 세어 5.0×10^-6 nm를 얻었다. 1 nm가 10^-9 m라는 정의를 표에 적고 10^-16 m를 10^-9 m로 나눈 결과가 10^-7임을 확인해 정정했다.
  3. 甲은 5.0×10^-5 nm가 나오자 지수를 옮기다 두 칸 틀렸을 가능성을 의심했다. 단위 환산 두 번을 표로 그려 놓고 한 칸씩 지수를 확인하며 계산을 처음부터 되짚었다.
  4. 甲은 답 후보 네 개의 지수를 나란히 놓고 어느 것이 옳은지 검증했다. 5.0×10^-4 nm는 정답보다 1000배 커서 나올 수 없다는 것을 식의 지수만 견주어 알아내고 후보에서 지웠다.

  질량 6.6×10^-24 g은 6.6×10^-27 kg이므로 λ=h/mv=6.6×10^-34/(6.6×10^-27×2.0×10^8)=5.0×10^-16 m=5.0×10^-7 nm이다.

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• 21

  RMC 24 g, H 4 g, RMO 32 g으로 이루어진 탄수화물의 실험식은? (단, H , RMC , RMO 의 원자량은 각각 1 , 12 , 16 이다)

  1. 1. RMCHO
  2. 2. CH_2 O
  3. 3. C_2 H_2 O
  4. 4. C_2 H_4 O_2

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 탄소 2 mol, 수소 4 mol, 산소 2 mol을 가장 간단한 정수비로 하면 1:2:1이다. 수소가 하나뿐인 것처럼 적은 식은 수소 몫이 빠졌으므로 옳지 않다.
  2. 질량을 원자량으로 나누면 탄소 2 mol, 수소 4 mol, 산소 2 mol이고 간단한 정수비는 1:2:1이다. 이를 그대로 적은 CH2O가 실험식이므로 옳다(정답).
  3. 탄소 대 수소 대 산소가 2:2:1인 식이다. 수소는 탄소의 두 배인 4 mol이어서 이 비율과 맞지 않으므로 옳지 않다.
  4. 몰 수 비 2:4:2를 약분하지 않고 그대로 옮긴 식이다. 이것은 분자식 후보일 뿐 가장 간단한 정수비를 나타내는 실험식이 아니므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 탄수화물 시료의 질량을 원소별로 몰 수로 바꾸는 표를 그렸다. 수소 몫이 탄소와 같다고 적은 줄을 보고 4 g을 1로 나누면 4 mol이라는 계산으로 고쳐 쓰고 그 줄을 다시 확인했다.
  2. 甲은 포도당이나 아세트산 같은 탄수화물 조성 자료를 놓고 몰 수 비를 구했다. 2:4:2를 2로 나눠 1:2:1로 줄이고 이 비가 CH2O를 뜻한다는 설명을 노트 첫머리에 적었다.
  3. 甲은 몰 수 비를 2:2:1로 잘못 옮겨 C2H2O를 적었다. 수소 4 g이 4 mol이라 4가 되어야 하는 것을 알고 자릿수를 다시 대조해 식을 바로잡은 뒤 옆에 계산 과정을 세 줄로 옮겨 놓았다.
  4. 甲은 실험 결과 2:4:2가 나온 것을 그대로 C2H4O2로 적어 제출하려 했다. 실험식은 가장 간단한 정수비여서 최대공약수 2로 나눠야 한다는 문장에 밑줄을 긋고 식을 다시 썼다.

  몰 수 비 C:H:O = 24/12 : 4/1 : 32/16 = 2:4:2 = 1:2:1이므로 실험식은 CH2O이다.

• 22

  다음 균형 반응식에서 반응 계수의 합 a ＋ b ＋ c 는?

  a Fe(s) ＋ O_2 (g) ＋ b H_2 O(l) → c Fe(OH)_2 (s)

  1. 1. 6
  2. 2. 7
  3. 3. 8
  4. 4. 9

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 철 원자 수로 a=c, 수소 원자 수로 b=c, 산소 원자 수로 2+b=2c가 나와 a=b=c=2이다. 합은 2+2+2=6이 되어 옳다(정답).
  2. 계수 합이 7이 되려면 세 계수 중 어느 하나가 3이어야 한다. 원자 수를 맞추면 세 계수가 모두 2로 같아지므로 옳지 않다.
  3. 합이 8이 되려면 세 계수 가운데 하나가 4쯤으로 커져야 한다. 철, 수소, 산소를 모두 맞추면 각 계수가 2로 정해지므로 옳지 않다.
  4. 합이 9가 되려면 계수가 3씩 되어야 하는데, 그러면 좌변 산소가 5개이고 우변 산소가 6개라 어긋난다. 원자 수를 세면 2, 2, 2뿐이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 녹이 슬 때의 반응을 균형 맞추는 문제에서 철과 수산화 철의 계수를 같은 2로 놓았다. 수소와 산소까지 좌우를 세어 서로 맞는 것을 확인하고 계수 합 6을 답란에 적었다.
  2. 甲은 계수 합 7이 되는 조합을 찾으려 여러 숫자를 넣어 보았다. 어떤 조합도 철, 수소, 산소 원자 수를 동시에 만족하지 못해 7이 불가능하다는 결론을 문제 옆에 적었다.
  3. 甲은 산소 분자 계수를 1로 고정해 두고 나머지를 조정하며 합 8을 만들어 보았다. 수소 원자 수가 좌우에서 어긋나는 것을 보고 이 방식이 성립하지 않음을 알아 시도를 접었다.
  4. 甲은 세 계수를 모두 3으로 두어 합 9를 시험했다. 산소를 세어 보니 왼쪽은 5개, 오른쪽은 6개로 갈려 3씩 놓는 방식이 성립하지 않는 것을 알고 계수를 2로 고쳐 풀이를 다시 썼다.

  철, 산소, 물의 계수를 원자 수로 맞추면 2Fe+O2+2H2O→2Fe(OH)2이므로 a+b+c=6이다.

• 23

  0 °C, 1 atm에서 11.2 L의 프로페인( C_3 H_8 ) 기체가 완전 연소될 때, 생성되는 CO_2 의 질량[ g ]은? (단, H , RMC , RMO 의 원자량은 각각 1 , 12 , 16 이고, 기체는 이상기체이다)

  1. 1. 11
  2. 2. 22
  3. 3. 44
  4. 4. 66

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 11 g은 이산화 탄소 0.25 mol에 해당하는 질량이다. 프로페인 0.5 mol이 탄소 3개를 지니고 있어 생성 몰 수는 1.5 mol이므로 옳지 않다.
  2. 22 g은 이산화 탄소 0.5 mol의 질량으로 프로페인 몰 수와 같은 수를 적은 값이다. 탄소가 셋이라 생성 몰 수가 세 배가 되므로 옳지 않다.
  3. 44 g은 이산화 탄소 1 mol의 질량으로 프로페인 0.5 mol에서 두 배만 나온다고 본 값이다. 탄소가 셋이어서 세 배가 나와야 하므로 옳지 않다.
  4. 표준 상태에서 11.2 L는 0.5 mol이다. C3H8+5O2→3CO2+4H2O에서 CO2가 1.5 mol 나오고 44를 곱하면 66 g이 되므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 이산화 탄소 몰 수를 프로페인의 절반으로 잘못 적어 0.25 mol을 얻고 11 g이라 답했다. 반응식 계수가 3인 것을 확인해 0.5에 3을 곱한 1.5 mol로 정정했다.
  2. 甲은 프로페인 0.5 mol과 이산화 탄소 0.5 mol을 같은 몰 수로 보고 22 g을 적었다. 균형 반응식에서 CO2 앞의 계수 3을 짚어 세 배가 되어야 한다는 것을 알고 식을 고쳐 썼다.
  3. 甲은 프로페인 0.5 mol에서 이산화 탄소 1 mol이 나온다고 잘못 적어 44 g이라 답했다. 탄소 원자가 세 개이니 CO2도 세 분자라는 것을 구조식으로 그려 확인하고 44에 줄을 그었다.
  4. 甲은 연료 가스통 속 프로페인 11.2 L를 표준 상태에서 몰 수로 바꿔 보았다. 0.5 mol이 1.5 mol의 이산화 탄소로 바뀌고 66 g이 된다는 것을 계산하고 배출량 표의 칸에 옮겨 적었다.

  11.2 L는 0.5 mol이고 C3H8 1 mol이 CO2 3 mol을 내므로 1.5 mol의 CO2, 곧 66 g이다.

• 24

  화학적 변화만을 모두 고르면?

  ㄱ. 석영관이 깨졌다.

  ㄴ. 얼음이 녹아 물로 되었다.

  ㄷ. 대기 중의 오존이 산소로 되었다.

  1. 1. ㄴ
  2. 2. ㄷ
  3. 3. ㄱ, ㄴ
  4. 4. ㄱ, ㄷ

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 얼음이 녹아 물이 되는 것은 상태만 바뀌고 물 분자 H2O는 그대로여서 물리적 변화이다. 오존의 분해가 빠진 묶음이라 옳지 않다.
  2. 오존 O3가 산소 O2로 되는 것은 분자의 종류가 달라지는 화학적 변화이다. 나머지 둘은 물리적 변화이므로 이 묶음이 맞다.
  3. 석영관이 깨지는 것은 모양만 바뀌고, 얼음이 녹는 것은 상태만 바뀐다. 둘 다 물질의 종류가 바뀌지 않는 물리적 변화라서 옳지 않다.
  4. 오존이 산소로 되는 것은 화학적 변화가 맞지만 석영관이 깨지는 것은 모양만 달라지는 물리적 변화이다. ㄱ이 끼어 있으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 얼음을 그릇에 담아 두고 녹는 모습을 지켜보았다. 녹은 물의 성분이 그대로 H2O라는 점을 확인하고 이 변화가 물질이 아니라 상태만 바뀐 것이라고 노트에 적어 넣었다.
  2. 甲은 자외선이 오존층의 오존을 산소로 바꾸는 반응식을 그렸다. O3 한 분자가 O2와 O로 갈라지며 분자의 종류가 달라지는 것을 화살표로 표시해 화학적 변화라 적고 그 아래에 반응식을 옮겨 두었다.
  3. 甲은 석영관이 깨진 조각과 녹은 얼음물을 비교했다. 두 경우 모두 조각과 물의 조성이 처음과 같다는 점에서 물리적 변화라고 정리하고 표의 같은 칸에 나란히 넣고 이유를 한 줄로 달아 두었다.
  4. 甲은 세 가지 변화를 모두 물질의 종류가 바뀌는지로 나누어 보았다. 석영관이 깨져도 이산화 규소 그대로임을 알고 ㄱ이 섞인 조합에 가위표를 표시하고 옆에 이유를 짧게 달아 놓았다.

  화학적 변화는 물질의 종류가 바뀌는 것이다. 오존이 산소로 되는 것만 화학적 변화이다. 정답은 2번.

• 25

  원자가 껍질 전자쌍 반발(VSEPR) 모형에 근거할 때, 쌍극자 모멘트를 갖는 분자는?

  1. 1. CO_2
  2. 2. SO_2
  3. 3. XeF_4
  4. 4. I_3^(-)

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 이산화 탄소는 선형이라 두 C=O 결합의 쌍극자가 정반대로 놓여 서로 상쇄된다. 전체 쌍극자 모멘트가 0인 무극성 분자이므로 옳지 않다.
  2. 이산화 황은 중심 황에 결합 영역 셋과 비공유 전자쌍 하나가 있어 굽은 형이다. 두 S=O 결합의 쌍극자가 상쇄되지 않아 극성 분자이므로 옳다(정답).
  3. 사불화 제논은 제논에 비공유 전자쌍 둘이 서로 반대 방향에 놓여 평면 사각형이다. 네 Xe-F 결합의 쌍극자가 서로 상쇄되므로 옳지 않다.
  4. 삼아이오딘화 이온은 중심 아이오딘에 비공유 전자쌍 셋이 있어 선형이다. 양쪽 결합의 쌍극자가 상쇄되어 쌍극자 모멘트가 없으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 이산화 탄소를 전기장 사이에 넣어도 분자가 방향을 바꾸지 않는다는 설명을 읽었다. 선형 구조에서 두 결합의 극성이 정반대로 맞서 없어진다는 그림을 그려 무극성이라 적었다.
  2. 甲은 이산화 황의 굽은 구조를 그리고 두 결합의 극성 화살표를 더해 보았다. 화살표가 한 방향으로 합쳐져 알짜 방향을 가진 것을 보고 극성 분자라 표시하고 합쳐진 화살표의 방향을 굵은 선으로 그려 두었다.
  3. 甲은 사불화 제논의 평면 사각형 구조를 그렸다. 네 결합의 극성 화살표가 서로 마주 보며 지워지는 것을 표시해 쌍극자 모멘트가 0이라고 적고 무극성 분자 표에 사불화 제논을 옮겨 넣었다.
  4. 甲은 삼아이오딘화 이온을 선형으로 그리고 양쪽 결합이 대칭이라는 점을 짚었다. 전하가 -1이어도 극성 분자가 되는 것은 아니라는 점을 옆 여백에 별도로 크게 적어 두고 밑줄을 그어 두었다.

  SO2는 중심 황에 비공유 전자쌍이 있는 굽은 형이라 쌍극자 모멘트가 있다. CO2·XeF4·I3-는 대칭이라 상쇄된다.

• 26

  다음은 원소 A 의 동위원소에 대한 자료이다. A 의 원자량이 m ＋ 0.3 일 때 x 는? (단, 동위원소의 원자량은 질량수와 같다)

  동위원소 ^m A ^(m + 1) A ^(m + 2) A 존재 비율[%] 90 － x x 10

  1. 1. 0
  2. 2. 5
  3. 3. 10
  4. 4. 15

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. x가 0이면 m+1 원소가 없고 m+2가 10%이므로 평균은 m+0.2가 되어 0.3보다 작다. 조건과 맞지 않아 옳지 않다.
  2. x가 5이면 m+1이 5%, m+2가 10%여서 평균은 m+0.25이다. 0.3에 미치지 못해 조건에서 요구한 평균 원자량과 맞지 않으므로 옳지 않다.
  3. m의 비율은 80%, m+1은 10%, m+2는 10%이다. 평균이 m+(10×1+10×2)/100=m+0.3이 되어 조건과 맞으므로 옳다(정답).
  4. x가 15이면 m+1이 15%, m+2가 10%여서 평균은 m+0.35이다. 0.3을 넘어 조건에서 주어진 평균 원자량보다 커지므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 x에 0을 넣어 평균 원자량을 계산했다. m+1이 없고 m+2만 10%라 평균이 m+0.2로 나오는 것을 보고 0.3과 어긋나 후보에서 지우고 그 옆에 계산 결과를 짧게 붙여 놓았다.
  2. 甲은 x를 5로 넣어 각 동위원소의 기여를 표로 더했다. 0.05와 0.20이 합쳐 0.25가 되는 것을 확인하고 0.3보다 작아서 후보 표 위에 가위표를 그리고 계산한 값을 옆에 표시했다.
  3. 甲은 원자량 평균을 질량수의 가중평균으로 세웠다. m을 기준으로 초과분 0.3을 풀이 맨 위에 두고 x×1+10×2=30을 얻어 x가 10임을 알아낸 뒤 비율표에 채워 넣었다.
  4. 甲은 x를 15로 넣어 계산해 보았다. 초과분이 0.35로 목표보다 크다는 것을 보고 x가 커질수록 평균이 함께 커지는 관계를 그래프의 직선으로 그려 두고 두 축의 이름을 달아 두었다.

  평균 원자량 = m + (x×1 + 10×2)/100 = m+0.3이므로 x=10이다.

• 27

  다음은 3 가지 이온 A^(+) , B^(2 +) , C^(2-) 의 전자 배치이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, A ～ C 는 임의의 원소 기호이다)

  A^(+) : 1s^2 2s^2 2p^5 3s^1 B^(2 +) : 1s^2 2s^2 2p^6 C^(2-) : 1s^2 2s^2 2p^6

  1. 1. A^(+) 은 들뜬상태이다.
  2. 2. A^(+) 의 홀전자 개수는 2 이다.
  3. 3. 원자 반지름은 B 가 A 보다 크다.
  4. 4. 제 1 차 이온화 에너지는 C 가 B 보다 크다.

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. A+의 전자 배치는 2p에서 전자 하나가 3s로 올라간 형태이다. 가장 낮은 에너지 배치가 아니므로 들뜬상태라는 설명이 맞다.
  2. 2p에 전자가 5개 남고 3s에 전자가 1개 있어 홀전자가 각각 하나씩이다. 이 둘을 합하면 홀전자는 모두 2개라는 설명이 배치 그림과도 들어맞아 맞다.
  3. A+의 전자 수가 10이라 A는 원자 번호 11인 나트륨이고 B2+의 전자 수도 10이라 B는 12인 마그네슘이다. 같은 3주기에서 원자 번호가 클수록 반지름이 작아 나트륨이 더 크므로 옳지 않다(정답).
  4. C2-는 전자 10개라 C는 산소이고 B는 마그네슘이다. 산소의 제1 이온화 에너지는 약 1314 kJ/mol로 마그네슘의 약 738보다 크므로 설명이 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 나트륨의 바닥상태 배치와 문제의 배치를 나란히 적었다. 2p 전자 하나가 3s로 올라가 있어 에너지가 높은 상태라는 것을 알고 들뜬상태라는 표시를 배치 옆에 큼직하게 붙여 두었다.
  2. 甲은 오비탈 상자 그림을 그려 2p 다섯 전자와 3s 한 전자를 넣었다. 홀전자가 각각 하나씩이라 총 둘이라는 것을 화살표 개수로 세어 옆에 적고 홀전자에 동그라미를 쳐 두었다.
  3. 甲은 나트륨과 마그네슘의 원자 반지름을 주기율표 그림에서 찾아 견주어 보았다. 오른쪽으로 갈수록 반지름이 줄어 마그네슘이 더 작다는 것을 확인하고 크다는 진술 옆에 가위표를 쳤다.
  4. 甲은 산소와 마그네슘의 이온화 에너지를 표에서 찾았다. 산소가 마그네슘보다 훨씬 크다는 수치를 확인하고 산소가 전자를 붙잡는 힘이 세다는 정리를 노트에 적어 넣고 두 수치를 밑줄로 묶어 두었다.

  A는 나트륨, B는 마그네슘이므로 나트륨의 원자 반지름이 더 크다. B가 A보다 크다는 설명이 틀렸다.

• 28

  그림은 분리막이 달린 강철 용기에 이상기체 A(g) 와 B(g) 가 들어 있는 상태를 나타낸 것이고, 이때 A(g) 의 부분 압력은 P_1 atm이다. 분리막을 제거한 후 기체의 전체 압력[atm]은? (단, 온도는 일정하고, 기체는 반응하지 않으며, 분리막의 부피는 무시한다)

  1. 1. {2 / 3} P_1
  2. 2. P_1
  3. 3. {4 / 3} P_1
  4. 4. {5 / 3} P_1

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 3분의 2 P1은 팽창한 뒤 A만의 부분압력이지 전체 압력이 아니다. B의 부분압력 3분의 1 P1을 더해야 전체 압력이 되므로 옳지 않다.
  2. 분리막을 없애면 3 L에 A 2 mol과 B 1 mol이 있어 전체 압력은 3RT를 3 L로 나눈 RT이다. 처음 A의 부분압력 P1도 2RT/2 L=RT이므로 두 값이 같아 옳다(정답).
  3. 4/3 P1은 P1보다 큰 값이다. 압력이 이렇게 커지려면 부피가 줄거나 몰 수가 늘어야 하는데 부피는 2 L에서 3 L로 늘고 몰 수는 그대로여서 옳지 않다.
  4. 처음 전체 압력이 P1의 1.5배였으므로 진공 쪽으로 퍼지면 압력이 줄어야 한다. 5/3 P1은 그보다도 큰 값이라 팽창한 결과가 될 수 없으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 분리막을 뺀 뒤 A의 몫만 다시 구해 P1의 3분의 2를 얻었다. B의 몫 3분의 1 P1을 더하지 않았음을 알고 전체 압력을 구하려면 두 부분압력을 더해야 한다고 메모했다.
  2. 甲은 처음 상태의 A 압력과 나중 상태의 전체 압력을 같은 식으로 나란히 썼다. 몰 수 3에 부피 3이 나누어져 몰 수 2에 부피 2와 같은 비가 된다는 것을 보고 둘을 등호로 묶었다.
  3. 甲은 곱해야 할 분수를 거꾸로 뒤집어 P1보다 큰 값을 얻었다. 부피가 늘면 압력은 줄어야 한다는 보일의 법칙을 떠올리고 이 값이 방향부터 틀렸음을 알아 식을 지우고 분수를 바로 뒤집어 다시 썼다.
  4. 甲은 분리막 제거 전 전체 압력이 P1의 1.5배임을 구했다. 진공 쪽으로 퍼져 나가면 압력이 줄어든다는 것을 알고 5/3배라는 값에 가위표를 그리고 그 아래에 줄어든다는 이유를 써 넣었다.

  A(g)의 부분압력이 P1이면 처음 2 L에서 2RT/2 = P1이다. 분리막을 없애 3 L가 되면 전체 3 mol의 압력은 3RT/3 = RT = P1이다.

• 29

  다음은 300 K, 1 atm에서 AgCl(s) 의 용해 평형에 대한 자료이다. 용해 과정의 Δ G^o [kJ mol-1]는? (단, 기체상수는 8.3 J mol-1 K-1이다)

  AgCl(s) EXARROW Ag^(+) (aq) ＋ Cl^(-) (aq) K_sp = 10^(-9.8)

  1. 1. - 2.49 × ln 10^(-9.8)
  2. 2. -2.49 × log 10^(-9.8)
  3. 3. 2.49 × ln 10^(-9.8)
  4. 4. 2.49 × log 10^(-9.8)

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. ΔG°=-RT ln K에 R=8.3 J, T=300 K를 넣으면 RT는 2.49 kJ이다. 자연로그로 K_sp를 넣어 음의 부호를 붙인 식이 되므로 옳다(정답).
  2. 부호는 맞지만 자연로그 자리에 상용로그가 들어가 있다. 열역학 식은 ln K를 쓰므로 log를 쓰면 값이 2.303배 작아져 옳지 않다.
  3. 로그는 자연로그로 맞지만 부호가 양수이다. 자유 에너지 변화는 -RT ln K이므로 부호가 어긋나 계산값의 방향이 거꾸로 되므로 옳지 않다.
  4. 부호도 틀리고 로그 밑도 틀린 식이다. ΔG°=-RT ln K에서 음의 부호와 자연로그가 모두 필요한 자리이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 염화은의 용해 자료에서 표준 자유 에너지를 구하려고 RT를 먼저 계산했다. 8.3에 300을 곱해 2490 J을 kJ로 바꾸고 음의 부호와 ln K_sp를 붙여 식을 완성했다.
  2. 甲은 K_sp가 10의 거듭제곱이라 상용로그가 편하다고 생각해 log를 넣었다. 열역학 식의 로그는 자연로그라는 점을 교재에서 찾아 확인하고 log 자리를 ln으로 고쳐 썼다.
  3. 甲은 자유 에너지 변화 식에서 앞의 음의 부호를 빠뜨렸다. K_sp가 1보다 훨씬 작으면 ΔG°가 양수여야 한다는 것을 계산해 보고 부호가 어긋난 식에 가위표를 치고 옆에 바른 식을 다시 써 넣었다.
  4. 甲은 부호와 로그 밑을 모두 틀린 식을 골랐다가 검산에서 값이 음수가 되는 것을 발견했다. 난용성 염의 용해는 ΔG°가 양수여야 한다는 것을 알고 선택지 두 곳을 함께 고쳤다.

  ΔG°=-RT ln K이고 RT=8.3×300=2490 J=2.49 kJ이므로 ΔG°=-2.49×ln(10^-9.8)이다.

• 30

  다음은 A(aq) ＋ B(aq) → C(aq) ＋ D(aq) 반응의 실험 결과이다. 반응의 속도 상수는? (단, 온도는 일정하다)

  A 의 초기 농도

  [M] B 의 초기 농도

  [M] C 의 초기 생성 속도

  [M s-1] 0.1 0.01 2 × 10^(-5) 0.1 0.02 4 × 10^(-5) 0.2 0.01 8 × 10^(-5)

  1. 1. 0.2 M s-1
  2. 2. 0. 2 M-2 s-1
  3. 3. 2 M s-1
  4. 4. 2 M-2 s-1

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 값 0.2는 맞지만 단위가 M s^-1이다. 속도식이 A에 2차, B에 1차인 3차 반응이라 속도 상수 단위는 M^-2 s^-1이어야 하므로 옳지 않다.
  2. A를 두 배로 하면 속도가 네 배, B를 두 배로 하면 두 배이므로 속도 = k[A]²[B]이다. 첫 실험의 2×10^-5를 0.01×0.01로 나누면 0.2 M^-2 s^-1이 되므로 옳다(정답).
  3. 값이 열 배 크고 단위도 3차 반응의 M^-2 s^-1과 다르다. 속도를 농도의 곱 10^-5로 나눠야 나오는 값인데 실제 곱은 10^-4이므로 옳지 않다.
  4. M^-2 s^-1이라는 단위는 맞지만 값이 열 배 크다. 속도 2×10^-5를 실제 곱 10^-4가 아닌 10^-5로 나눈 결과이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 속도 상수를 0.2까지 구한 뒤 단위를 M s^-1로 적어 제출하려 했다. 3차 반응이면 M^-2 s^-1이라는 규칙을 반응 차수 표에서 찾아 확인하고 단위를 고쳐 썼다.
  2. 甲은 세 실험에서 A와 B를 각각 두 배로 하며 속도비를 뽑았다. 차수 2와 1을 얻고 첫 실험 값을 대입해 0.2 M^-2 s^-1을 구한 뒤 풀이 마지막 줄에 단위까지 적었다.
  3. 甲은 속도 상수를 2로 구하고 단위를 M s^-1로 적었다. 3차 반응의 단위와 다른 데다 농도의 곱이 10^-4인데 10^-5로 나눴음을 자릿수 표로 확인하고 두 곳을 붉은 선으로 그어 놓았다.
  4. 甲은 단위는 맞는데 값이 맞지 않는 것이 이상해 계산을 되짚었다. 농도의 곱에서 지수가 하나 틀렸음을 알고 10^-5를 10^-4로 바로잡아 2를 0.2로 줄이고 단위도 함께 확인했다.

  속도 = k[A]²[B]이므로 k = 2×10^-5/(0.1²×0.01) = 0.2 M^-2 s^-1이다.

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• 31

  다음 중 pH 가 가장 작은 혼합 용액은? (단, 온도는 25 °C이다)

  1. 1. 1 M NH_3 (aq) 100 mL ＋ 2 M HCl(aq) 50 mL
  2. 2. 1 M NaOH(aq) 100 mL ＋ 1 M H_2 SO_4 (aq) 50 mL
  3. 3. 1 M NaOH(aq) 100 mL ＋ 2 M CH_3 COOH(aq) 50 mL
  4. 4. 2 M NaOH(aq) 50 mL ＋ 1 M HCl(aq) 100 mL

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 암모니아 0.1 mol과 염산 0.1 mol이 남김없이 반응해 염화암모늄이 된다. NH4+가 가수분해해 약한 산성을 띠므로 다른 보기보다 pH가 작아 옳다(정답).
  2. 수산화 나트륨 0.1 mol과 황산의 수소 이온 0.1 mol이 정확히 중화되어 황산 나트륨 용액이 된다. 강산과 강염기의 염이라 pH가 약 7이므로 옳지 않다.
  3. 수산화 나트륨 0.1 mol과 아세트산 0.1 mol이 중화되어 아세트산 나트륨이 된다. 아세트산 이온이 가수분해해 염기성이 되므로 pH가 가장 작을 수 없어 옳지 않다.
  4. 수산화 나트륨 0.1 mol과 염산 0.1 mol이 정확히 중화되어 염화 나트륨 용액이 된다. 중성이라 pH가 약 7이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 암모니아수와 염산을 같은 몰 수로 섞은 뒤 pH 종이를 대 보았다. 종이가 옅은 붉은색을 띠는 것을 보고 염화암모늄이 약한 산성이라는 설명을 실험 기록에 적어 놓았다.
  2. 甲은 황산이 2가 산이라는 것을 이용해 몰 수를 세어 보았다. 수소 이온 0.1 mol과 수산화 이온 0.1 mol이 같아 중성이 된다는 것을 계산하고 pH 7이라 적었다.
  3. 甲은 강염기와 약산이 만난 아세트산 나트륨 용액에 지시약을 넣어 보았다. 색이 염기 쪽으로 기우는 것을 보고 아세트산 이온의 가수분해를 반응식으로 옆에 정리해 두고 지시약 색을 기록표에 옮겨 적었다.
  4. 甲은 수산화 나트륨과 염산의 몰 수를 각각 계산해 둘 다 0.1 mol임을 확인했다. 강산과 강염기가 정확히 중화되면 pH가 7이라는 결론을 풀이 아래에 적어 넣고 밑줄을 그어 두었다.

  1번은 NH3와 HCl이 완전 중화되어 약산성인 NH4Cl 용액이 되고, 나머지는 중성이거나 염기성이다.

• 32

  다음 갈바니 전지에 대한 설명으로 옳은 것은?

  Pt(s) | Sn^(2 +) (aq), Sn^(4 +) (aq) DLINE Ag^(+) (aq) | Ag(s)

  1. 1. 전체 전지 반응식은 Sn^(4 +) (aq) ＋ 2Ag(s) → Sn^(2 +) (aq) ＋ 2Ag^(+) (aq) 이다.
  2. 2. 전지가 작동할 때 전자는 외부 도선을 따라 Pt 전극에서 Ag 전극으로 이동한다.
  3. 3. 전지가 작동할 때 산화 전극의 질량은 감소한다.
  4. 4. 전지가 작동할 때 환원 전극의 질량은 감소한다.

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 산화 전극인 왼쪽에서는 Sn2+가 Sn4+로 산화되고 오른쪽에서는 Ag+가 Ag로 환원된다. 전체 반응은 Sn2+가 Sn4+로, Ag+가 Ag로 가는 방향이므로 보기는 정반대여서 옳지 않다.
  2. 산화가 일어나는 백금 전극에서 전자가 나와 외부 도선을 지나 은 전극으로 이동한다. 산화 전극에서 환원 전극 쪽으로 흐르므로 옳다(정답).
  3. 산화 전극인 백금은 반응에 참여하지 않는 불활성 전극이고 Sn2+가 용액 속에서 산화될 뿐이다. 백금 자체가 녹아 질량이 줄지 않으므로 옳지 않다.
  4. 환원 전극인 은에서는 Ag+가 전자를 받아 은으로 석출되어 은 전극의 질량이 늘어난다. 줄어든다는 설명은 반대이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 전지식의 왼쪽과 오른쪽을 각각 반쪽 반응으로 나누어 적었다. 두 식을 더해 Sn2+가 Sn4+로, Ag+가 Ag로 가는 전체 반응식을 얻고 보기의 식이 그 거꾸로임을 표시했다.
  2. 甲은 전지 구조도에 전자가 흐르는 화살표를 그려 넣었다. 산화가 일어나는 백금 쪽에서 출발한 전자가 도선을 거쳐 은 전극으로 향하는 모양을 그리고 방향을 굵은 화살표로 다시 그려 강조해 두었다.
  3. 甲은 백금 전극이 산화 전극이라는 이야기를 듣고 질량이 줄어들 것이라 예상했다. 백금은 불활성이라 전자만 전달한다는 설명을 읽고 질량 변화 없음이라고 노트에 고쳐 적고 근거 문장에 밑줄을 그어 두었다.
  4. 甲은 은 전극에 은이 쌓여 두꺼워지는 그림을 그렸다. 환원 전극에서는 양이온이 금속으로 석출되어 질량이 늘어난다는 점을 산화 전극과 대비해 표의 오른쪽 칸에 써 두고 결과를 사진으로 찍어 두었다.

  Pt 쪽에서 Sn2+가 Sn4+로 산화되고 나온 전자가 외부 도선을 따라 Ag 쪽으로 가 Ag+가 Ag로 환원된다.

• 33

  다음 3 가지 평형 반응에서 평형 상수 K_1 ～ K_3 의 관계로 옳은 것은? (단, 온도는 일정하다)

  NO(g) ＋ {1 / 2} O_2 (g) EXARROW NO_2 (g) K_1 {1 / 2} N_2 (g) ＋ {1 / 2} O_2 (g) EXARROW NO(g) K_2 N_2 (g) ＋ 2O_2 (g) EXARROW 2NO_2 (g) K_3

  1. 1. K_3 ＝ 2 (K_1 + K_2)
  2. 2. K_3 ＝ K_1 K_2
  3. 3. K_3 ＝ 2K_1 K_2
  4. 4. K_3 ＝ (K_1 K_2)^2

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 두 반응을 더하면 평형 상수는 더하지 않고 곱한다. 합의 K1과 K2를 더한 뒤 두 배로 나타낸 식은 이 규칙에 어긋나므로 옳지 않다.
  2. K1과 K2 반응을 더하면 NO2 하나가 생기는 반응이다. K3의 반응은 이것의 두 배이므로 지수 2가 빠진 이 식은 옳지 않다.
  3. 반응식의 계수를 두 배로 하면 평형 상수가 두 배가 되는 것이 아니라 제곱이 된다. 곱하기 2로 나타낸 식은 옳지 않다.
  4. K2 반응과 K1 반응을 더하면 ½N2 + O2 → NO2이다. 이를 두 배로 하면 N2 + 2O2 → 2NO2이고 평형 상수는 제곱이 되어 K3=(K1K2)²이므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 평형 상수를 더해서 합치는 것으로 착각해 K1과 K2를 더했다. 반응식을 이을 때는 곱한다는 규칙을 예시 표로 확인하고 더하기 기호를 곱하기로 바꿔 쓰고 바뀐 식을 다시 읽어 보았다.
  2. 甲은 K1과 K2의 곱이 절반 반응의 상수라고 설명했다. 반응식 전체가 N2 하나가 아니라 두 개의 NO2를 만든다는 점을 보고 지수 2를 붙여야 한다고 정리하고 식 옆에 화살표를 그어 두었다.
  3. 甲은 계수를 두 배로 늘리면 K도 두 배가 된다고 적었다. 계수를 n배 하면 K가 n제곱이 된다는 규칙을 확인하고 2가 곱해진 자리에 지수 2를 고쳐 적고 처음 식에는 가위표를 쳐 두었다.
  4. 甲은 세 반응식을 세로로 놓고 중간에 나오는 NO를 지웠다. 두 식을 더해 얻은 식을 두 배로 늘려 K3 반응이 되는 것을 보고 K를 제곱해 (K1K2)² 식을 만들어 옆에 옮겨 놓았다.

  NO 생성 반응과 NO2 생성 반응을 더하면 ½N2+O2→NO2이고, 이를 두 배 하면 K3 반응이므로 K3=(K1K2)²이다.

• 34

  다음은 아크릴로나이트릴( C_3 H_3 N ) 분자의 결합 골격을 나타낸 것이다. (가)와 (나) 중 더 짧은 결합과, 분자 내 π 결합의 총 개수를 바르게 연결한 것은?

  짧은 결합 π 결합 총 개수

  1. 1. (가) 2
  2. 2. (가) 3
  3. 3. (나) 2
  4. 4. (나) 3

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 이중 결합 (가)보다 삼중 결합 (나)가 더 짧으므로 짧은 결합은 (가)가 아니다. π 결합도 총 3개여서 (가)와 2개의 조합은 둘 다 어긋나 옳지 않다.
  2. π 결합 총 3개는 맞지만 더 짧은 결합이 이중 결합 (가)라는 것이 틀렸다. 결합 차수가 큰 삼중 결합 (나)가 더 짧으므로 옳지 않다.
  3. 더 짧은 결합이 삼중 결합 (나)라는 것은 맞지만 π 결합 개수를 3개가 아니라 2개라고 했다. C=C의 π 1개와 C≡N의 π 2개를 합해야 하므로 옳지 않다.
  4. (가)는 C-C 단일이 아니라 C=C 이중 결합이고 (나)는 C≡N 삼중 결합이다. 결합 차수가 클수록 짧아 (나)가 더 짧고 π 결합은 1+2=3개이므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 결합 길이를 비교한 표에서 결합 차수가 클수록 길이가 짧아진다는 문장을 찾았다. (가)가 더 짧다고 적은 자리를 지우고 (나) 쪽이 짧다는 결론과 π 결합의 개수를 함께 적었다.
  2. 甲은 π 결합 개수를 3개로 정확히 셌지만 짧은 결합을 이중 결합 (가)로 골랐다. 결합 차수가 클수록 짧다는 규칙을 적어 두고 삼중 결합 쪽이 짧다는 결론으로 바꾸어 옆에 옮겨 적었다.
  3. 甲은 삼중 결합이 더 짧다는 것은 알았지만 π 결합을 2개로 세었다. 이중 결합의 π 결합 1개를 빠뜨렸음을 구조식에 표시해 발견하고 답을 3개로 고쳐 쓰고 π 결합마다 표시를 달아 두었다.
  4. 甲은 아크릴로나이트릴의 결합 골격에 빠진 결합 선을 채워 CH2=CH-C≡N을 그렸다. 시그마 하나와 π 결합 몇 개인지 결합마다 세어 보고 (나)가 더 짧고 π가 3개라는 답을 적었다.

  삼중 결합이 이중 결합보다 짧으므로 (나)이고, C=C에 π 1개와 C≡N에 π 2개로 총 3개이다.

• 35

  원자가 껍질 전자쌍 반발(VSEPR) 모형에 근거할 때, 결합각이 가장 작은 분자는?

  1. 1. BeCl_2
  2. 2. PH_3
  3. 3. NO_3^(-)
  4. 4. NH_4^(+)

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 염화 베릴륨은 중심 원자에 결합 영역이 둘뿐인 선형 분자로 결합각이 180도이다. 네 후보 가운데 가장 커서 가장 작은 것이 아니므로 옳지 않다.
  2. PH3는 비공유 전자쌍 하나가 결합 전자쌍을 밀어내는 삼각뿔형이며 결합각이 약 93도이다. 정사면체 각 109.5도보다도 훨씬 작아 가장 작으므로 옳다(정답).
  3. 질산 이온은 중심 질소 주위 영역 셋이 평면으로 배열된 평면 삼각형으로 결합각이 120도이다. 삼각뿔인 PH3보다 커서 옳지 않다.
  4. 암모늄 이온은 정사면체형으로 결합각이 109.5도이다. 비공유 전자쌍의 반발이 없어 PH3의 약 93도보다 훨씬 커서 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 염화 베릴륨의 구조를 종이에 일직선으로 그렸다. 중심 원자에서 두 결합이 정반대로 뻗어 180도임을 각도기로 재어 적고 보기 중 가장 큰 각이라는 짧은 메모를 옆에 붙여 두었다.
  2. 甲은 포스핀의 구조를 삼각뿔로 그려 위쪽에 비공유 전자쌍을 표시했다. 전자쌍이 결합을 눌러 각이 정사면체보다 작아진다는 점을 화살표로 표시하고 약 93도라 적고 정사면체 각 109.5도와의 차이를 옆에 써 두었다.
  3. 甲은 질산 이온을 평면 삼각형으로 그려 세 결합 사이의 각을 재어 120도라 적었다. 공명 구조 세 개를 나란히 그려 세 결합이 모두 같은 길이라는 점도 그림 아래에 함께 덧붙여 두었다.
  4. 甲은 암모늄 이온을 정사면체로 그려 각 결합의 각을 109.5도라 적었다. 비공유 전자쌍이 없어 각이 눌리지 않는다는 점을 포스핀과 나란히 놓고 대비하여 나란히 두 줄로 정리해 두었다.

  BeCl2 180°, NO3- 120°, NH4+ 109.5°, PH3 약 93°이므로 PH3의 결합각이 가장 작다.

• 36

  다음 3 가지 화학종에 대한 설명으로 옳은 것은?

  NO_2^(+) NO_2 NO_2^(-)

  1. 1. 중심 원자 RMN 의 혼성 오비탈은 모두 sp^2 이다.
  2. 2. 반자기성을 띠는 것은 NO_2 뿐이다.
  3. 3. 쌍극자 모멘트가 없는 것은 NO_2^(-) 뿐이다.
  4. 4. 결합각이 가장 큰 것은 NO_2^(+) 이다.

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. NO2+는 중심 질소에 결합 영역이 둘뿐이라 sp 혼성이고 선형이다. 세 화학종의 혼성이 모두 sp²라는 설명은 옳지 않다.
  2. NO2는 홀전자가 하나 있어 상자기성이고 NO2+와 NO2-는 전자가 모두 쌍을 이루어 반자기성이다. 반자기성이 NO2뿐이라는 설명은 옳지 않다.
  3. NO2+는 선형이라 쌍극자 모멘트가 없고 NO2-와 NO2는 굽은 형이라 있다. 없는 것이 NO2-뿐이라는 설명은 옳지 않다.
  4. NO2+는 선형으로 180도이고 NO2는 약 134도, NO2-는 약 115도이다. 세 화학종 중 결합각이 가장 큰 것이 NO2+이므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 세 화학종의 중심 질소 주위 전자 영역 수를 세어 표에 적었다. NO2+만 영역이 둘이라 sp이고 나머지는 셋이라 sp²임을 확인해 모두 sp²라는 문장에 가위표를 쳤다.
  2. 甲은 세 화학종의 전자를 하나씩 세어 홀전자 유무를 확인했다. NO2만 홀전자가 있어 상자기성이고 나머지는 쌍을 이뤄 반자기성이라는 것을 알고 보기의 서술을 거꾸로 고쳤다.
  3. 甲은 세 화학종의 구조를 그려 쌍극자 화살표를 더했다. 선형인 NO2+는 상쇄되어 0이고 나머지는 남는다는 것을 확인해 쌍극자가 없는 것이 하나 더 있음을 표시하고 보기의 서술에 가위표를 쳤다.
  4. 甲은 세 화학종의 결합각을 각도기로 그려 견주어 보았다. 180도, 약 134도, 약 115도 순으로 줄어든다는 것을 표로 정리하고 가장 큰 것에 NO2+라 크게 적어 두었다.

  NO2+는 sp 혼성의 선형 180도로 결합각이 가장 크다. NO2-는 sp²이고 NO2는 홀전자 때문에 상자기성이다.

• 37

  상수도 시설의 정수 처리에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 1. 세균을 제거하기 위해 주로 플루오린( F_2 )을 사용한다.
  2. 2. 물에 녹아 있는 철 이온을 제거하기 위해 환원 방법을 사용한다.
  3. 3. 입자성 물질의 효과적 제거를 위한 응집제로 Al_2 (SO_4)_3 을 사용할 수 있다.
  4. 4. 염소( Cl_2 )를 물에 넣으면 염소산( HClO_3 )이 생성된다.

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 정수장에서 세균을 죽이는 소독제는 염소 Cl2나 이산화 염소, 오존 같은 산화제이다. 플루오린은 반응성이 지나치게 강하고 독성이 커서 정수 소독에 쓰지 않으므로 옳지 않다.
  2. 물속의 철 이온 Fe2+는 산화하여 Fe3+ 수산화물 침전으로 만든 뒤 걸러낸다. 환원 방법을 쓰면 철이 그대로 녹아 있게 되므로 옳지 않다.
  3. 황산 알루미늄은 물에서 수산화 알루미늄 덩어리를 만들어 탁도를 일으키는 미세 입자를 엉기게 한다. 응집제로 쓸 수 있으므로 옳다(정답).
  4. 염소를 물에 넣으면 염산과 차아염소산 HClO가 생겨 이 HClO가 소독을 맡는다. 염소산 HClO3이 생긴다는 설명은 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 정수장 견학에서 염소 투입 설비를 보고 소독제가 왜 산화력이 강한 염소인지 물었다. 플루오린 기체는 독성이 커서 다루기 어렵다는 설명을 듣고 소독제 표에서 그 이름을 지웠다.
  2. 甲은 지하수의 철 성분을 없애는 방법을 조사했다. 공기로 산화해 붉은 침전을 만들고 걸러내는 과정을 그림으로 그려 환원이 아니라 산화가 먼저라는 것을 붉은 화살표로 표시해 두었다.
  3. 甲은 흙탕물이 든 비커 두 개 가운데 하나에 황산 알루미늄을 넣고 저어 보았다. 몇 분 뒤 솜털 같은 덩어리가 가라앉아 물이 맑아지는 것을 사진으로 찍어 두고 넣기 전 물빛과 견주어 보았다.
  4. 甲은 염소 소독 반응식을 적으며 물과 만난 염소가 염산과 차아염소산이 된다고 정리했다. 염소산이라 쓴 자리를 지우고 산소 수가 하나인 HClO라는 화학식을 옆에 고쳐 썼다.

  황산 알루미늄은 물에서 수산화 알루미늄 플록을 만들어 부유 입자를 응집시킨다. 염소는 소독에 쓰이고 HClO를 만든다.

• 38

  산성비 피해를 줄이기 위해, 공장에서 배출되는 유해 기체를 세정하는 공정의 반응으로 옳은 것은?

  1. 1. CaO ＋ SO_2 → CaSO_3
  2. 2. CaC_2 ＋ 2H_2 O → Ca(OH)_2 ＋ C_2 H_2
  3. 3. CaCO_3 ＋ 2H^(+) → Ca^(2 +) ＋ H_2 O ＋ CO_2
  4. 4. CaCO_3 ＋ 2NaCl → Na_2 CO_3 ＋ CaCl_2

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 생석회가 이산화 황과 만나 아황산칼슘이 되어 배기가스에서 황이 제거된다. 산성비의 원인 기체를 붙잡는 세정 반응이므로 옳다(정답).
  2. 탄화 칼슘이 물과 만나 수산화 칼슘과 아세틸렌을 내는 반응이다. 배기가스의 산성 기체를 씻어내는 반응과 관계가 없으므로 옳지 않다.
  3. 탄산 칼슘이 산의 수소 이온에 녹아 이산화 탄소를 내는 반응으로, 산성비가 대리석이나 석회암을 부식시키는 피해 쪽 반응이다. 세정 공정이 아니므로 옳지 않다.
  4. 탄산 칼슘과 염화 나트륨이 반응해 탄산 나트륨과 염화 칼슘을 만드는 식이다. 자발적으로 진행되지 않는 식으로 유해 기체를 잡는 세정 반응이 아니므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 화력 발전소 굴뚝에 석회 슬러리를 뿌리는 탈황 설비 그림을 보았다. 이산화 황이 칼슘과 만나 고체 아황산칼슘으로 가라앉아 대기로 나가지 않는다는 설명을 도표 옆에 적었다.
  2. 甲은 아세틸렌 가스등에 쓰는 탄화 칼슘 반응식을 찾아 읽었다. 물이 닿으면 기체가 나오는 반응이라 굴뚝 세정과는 상관이 없다는 것을 보고 후보 표에서 그 식을 따로 빼서 지워 두었다.
  3. 甲은 산성비에 오래 노출된 대리석 조각상의 표면이 거칠어진 사진을 보았다. 탄산 칼슘이 산에 녹아 이산화 탄소가 나오는 과정이 피해 쪽이라는 점을 반응식 옆에 짧게 메모해 두었다.
  4. 甲은 탄산 칼슘과 소금을 섞으면 탄산 나트륨이 얻어진다는 식을 솔베이 공정 그림과 견주어 보았다. 실제 공정은 다른 경로라는 것을 알고 이 식이 세정 반응이 아님을 표시해 두었다.

  산성비 원인인 SO2를 생석회 CaO로 잡아 CaSO3로 만드는 것이 배연 탈황 반응이다.

• 39

  다음 분자에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 1. 수소 원자 개수는 21 이다.
  2. 2. sp^2 혼성 오비탈을 갖는 탄소 원자의 개수는 6 이다.
  3. 3. 아민( RMamine ) 작용기와 케톤( ketone ) 작용기를 모두 갖는다.
  4. 4. 양성자( RMH^(+) )와 결합하는 능력은 (가)가 (나)보다 크다.

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 이 분자의 수소를 세면 메틸 3개, 고리의 CH2 8개와 CH 1개, 프로판오일의 5개, 페닐의 5개로 모두 22개이다. 21이라는 설명은 옳지 않다.
  2. sp² 탄소는 벤젠 고리의 여섯 개와 카보닐 탄소 하나를 합해 일곱 개이다. 여섯 개라는 설명은 카보닐 탄소를 빠뜨렸으므로 옳지 않다.
  3. (나)의 질소는 카보닐 탄소에 붙어 있어 케톤이 아니라 아마이드 작용기를 이룬다. 카보닐은 있지만 질소가 붙은 카보닐이라 케톤이라 할 수 없어 옳지 않다.
  4. (가)의 질소는 알킬기만 붙은 3차 아민이라 비공유 전자쌍이 자유롭다. (나)의 질소는 카보닐과 벤젠에 전자쌍이 퍼져 있어 양성자를 받는 힘이 약하므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 분자 그림을 보며 수소 원자를 하나씩 세어 표에 적었다. 메틸, 고리, 프로판오일, 페닐 순으로 3, 9, 5, 5를 더해 22가 됨을 확인하고 21이라는 보기 옆에 가위표를 쳤다.
  2. 甲은 그림에서 이중 결합을 가진 탄소를 모두 동그라미로 쳤다. 벤젠 고리의 여섯 개에 카보닐 탄소 하나를 더해 일곱 개인 것을 세어 보고 여섯 개라는 보기의 셈을 바로잡았다.
  3. 甲은 카보닐기 옆에 무엇이 붙어 있는지 작용기 표와 견주어 보았다. 카보닐 탄소에 질소가 붙어 있으면 아마이드라는 정의를 찾아 케톤이라는 표현에 붉은 줄을 긋고 옆에 아마이드라고 써 넣었다.
  4. 甲은 두 질소 원자 각각의 주변 구조를 그려 비교했다. (나)의 전자쌍이 카보닐과 벤젠 쪽으로 퍼지는 공명 화살표를 그려 넣고 (가)가 양성자를 더 잘 받는다고 결론 칸에 적어 두었다.

  (가)는 알킬 아민의 질소이고 (나)는 아마이드의 질소여서 공명으로 비공유 전자쌍이 퍼져 있다. 양성자와 결합하는 능력은 (가)가 크다.

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  바닥상태 중성 원자 X 에서 n ＋ l 이 3 인 전자는 총 7 개이다. X 에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면? (단, n , l , m_l 은 각각 주양자수, 각운동량 양자수, 자기 양자수이다)

  ㄱ. 3 주기 원소이다.

  ㄴ. 가장 안정한 이온은 RMX^(-) 이다.

  ㄷ. m_l 이 0 인 전자의 총 개수는 7 이다.

  1. 1. ㄱ
  2. 2. ㄴ
  3. 3. ㄱ, ㄷ
  4. 4. ㄴ, ㄷ

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. ㄱ은 X가 나트륨이므로 3주기 원소라는 설명이 맞다. 그러나 m_l이 0인 전자가 총 7개라는 ㄷ도 맞는데 빠뜨린 묶음이라 옳지 않다.
  2. 가장 안정한 이온은 X가 전자를 하나 잃은 양이온 X+이다. 음이온이라는 ㄴ은 틀렸고 맞는 ㄱ과 ㄷ도 빠져 있으므로 옳지 않다.
  3. 2p 전자 6개와 3s 전자 1개가 합쳐 7개이므로 X는 1s2 2s2 2p6 3s1인 나트륨이다. 3주기 원소이고 m_l이 0인 전자는 1s, 2s, 2p, 3s에서 2+2+2+1=7개이므로 이 묶음이 맞다.
  4. ㄷ은 맞지만 ㄴ의 X-는 틀렸다. 나트륨은 전자를 잃어 안정한 양이온이 되므로 음이온을 가장 안정하다고 한 이 묶음은 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 나트륨이 3주기 원소라는 것만 확인하고 답을 골랐다. m_l이 0인 전자를 세는 셋째 진술을 건너뛰었음을 알고 오비탈별 전자를 나열해 7개를 더한 뒤 ㄱ만 있는 후보를 지웠다.
  2. 甲은 나트륨이 이온이 될 때 어떤 전하를 띠는지 이온화 에너지 표로 살펴보았다. 첫 이온화 에너지가 작고 둘째가 급증해 X+가 안정하다는 것을 알고 ㄴ을 틀리다고 표시했다.
  3. 甲은 n+l이 3인 오비탈을 찾아 2p와 3s라고 적고 전자 수를 7로 맞췄다. 나트륨의 전자 배치를 완성해 3주기임과 m_l=0 전자 7개를 따로 세어 두 진술 옆에 동그라미를 쳤다.
  4. 甲은 ㄷ을 참으로 두고 ㄴ이 참인지 따져 보았다. 나트륨은 3s의 전자 하나를 내놓아 네온과 같은 배치가 되는 쪽이 유리하다는 점을 적어 이 묶음을 지우고 이유를 옆에 짧게 적어 두었다.

  n+l이 3인 전자는 2p 6개와 3s 1개로 7개이므로 X는 나트륨이다. 3주기이고 m_l=0 전자가 7개이다. 정답은 3번.