화학II 2014년 4회 기출문제

다음은 어떤 에너지에 대한 설명이다. ◦물에서 얻을 수 있다. ◦오염 물질을 배출하지 않는다. ◦최근에는 태양광 에너지를 이용한 광분해로 얻는 방법이 개발되고 있다. 이 에너지로 가장 적절한 것은?

그림은 기체 A와 B가 반응하여 기체 C가 생성되는 반응에서, 촉매 를 사용하지 않은 반응 경로 (가) 와 촉매를 사용한 반응 경로 (나) 의 에너지 변화를 나타낸 것이다. 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? < 보 기 > ㄱ. 결합 에너지의 총합은 반응물이 생성물보다 크다. ㄴ. 반응 속도 상수는 (가)가 (나)보다 크다. ㄷ. (나)에서 사용한 촉매는 정촉매이다.

그림은 25 ℃, 1기압에서 몇 가지 반 응의 엔탈피() 변화를 나타낸 것이다. 이에 대한 옳은 설명만을 <보기> 에서 있는 대로 고른 것은? < 보 기 > 이다. ㄱ. CH(g)의 분해 엔탈피는   이다. ㄴ. CH(g)의 연소 엔탈피는   ㄷ. CH(g)+H(g) →CH(g)의 반응 엔탈피는  이다.

그림은 16족 원소 A ~ D의 수소 화합물 의 끓는점을 주기에 따라 나타낸 것이다. 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A ~ D는 임의 의 원소 기호이다.) < 보 기 > ㄱ. HA는 분자 사이에 수소 결합을 한다. ㄴ. HB는 분자 사이에 쌍극자-쌍극자 힘이 존재한다. ㄷ. 분산력은 HD가 HC보다 크다.

그림은 고체 (가)~(다)의 결정 구조를 모형으로 나타낸 것이다. (가) (나) (다) (가)~(다)에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고 른 것은? < 보 기 > ㄱ. (가)는 분자 결정이다. ㄴ. (나)에서 Na과 가장 인접한 Cl은 6개이다. ㄷ. (다)에서 단위 세포에 포함된 Na은 2개이다.

그림 (가)와 (나)는 25 ℃에서 같은 양의 물이 들어 있는 실린 더에 질소(N) 기체를 넣은 후 평형에 도달한 상태를 나타낸 것 이다. (가) (나) 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 대기압은 1기압이고, 물의 증기압 및 피스톤의 질량과 마찰 은 무시한다.) [3점] < 보 기 > ㄱ. 물에 녹아 있는 N의 질량은 (나)가 (가)의 2배이다. ㄴ. (가)에 He을 넣어 주면 물에 녹는 N의 질량은 증가한다. ㄷ. (나)에서 고정 장치를 풀면 피스톤의 높이는 가 된다.

다음은 300 K에서 물질 X 의 분자량을 측정하기 위한 실험이다. [실험] (가) X 1 g을 증류수에 녹여 200 mL의 수용액을 만들었다. (나) 반투막으로 분리된 U자관에 물과 (가)의 X 수용액을 같은 부피만큼 각각 넣고 충분한 시간이 지난 후 X 수 용액 쪽의 액면이 높아졌다. (다) X 수용액에 기압을 가했더니 물과 수용액의 액면의 높이가 같아졌다. (나) (다) 실험 결과로 구한 X 의 분자량은? (단, 기체 상수 = 기압․ L/몰․ K이고, X 는 비휘발성, 비전해질이다.)

표는 수용액 (가)~(라)의 끓는점 오름()을 나타낸 것이다. (℃) 수용액 물 100 g에 용해된 용질의 질량 A 3 g + B 9 g (가)  A 3 g + B 18 g (나)  B 18 g + C 7.5 g (다)  A 3 g + C 7.5 g (라) ㉠ 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A ~ C는 비휘발성, 비전해질이고 서로 반응하지 않는다.) [3점] < 보 기 > ㄱ. 분자량은 A 가 B의 3배이다. ㄴ. 어는점은 (가)가 (다)보다 높다. ㄷ. ㉠은 이다.

그림은25 ℃에서어떤반응(가)~(다)의 와 를 나타낸 것이다. 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있 는 대로 고른 것은? < 보 기 > ㄱ. 25 ℃에서 (가)는 비자발적이다. ㄴ. (나)는 10 ℃에서 자발적이다. ㄷ. 25 ℃에서 (다)는 이다.

그림은 일정한 온도에서 콕이 닫힌 진공 상태의 용기 A, B에 물 90 g과 20 % X 수용액 90 g을 순서 없이 넣고 충분한 시간 이 지난 후의 상태를 나타낸 것이다. 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, X 는 비휘발성, 비전해질이고, 대기압은 760 mmHg이며, 물 의 분자량은 18이다.) [3점] < 보 기 > ㄱ. 용기 B에는 X 수용액이 들어 있다. ㄴ. X 의 분자량은 180이다. ㄷ. 콕을 열어 충분한 시간이 지나면 과 의 차는 678 mm 가 된다.

그림은 0.1 M HA() 100 mL에 0.1 M NaOH() mL를 섞어 혼합용액을 만드는 과정을 나타낸 것이다. (가) (나) (다) 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 수용액의 온도는 25 ℃로 일정하다.) [3점] < 보 기 > ㄱ. (나)에서 는 50이다. ㄴ. (다)의 pH는 5이다. ㄷ. (다)에 NaA를 첨가하면 pH는 증가한다.

다음은 온도 에서 기체 X가 반응하여 기체 Y 와 Z가 생성 되는 반응의 열화학 반응식이다. X (g) →Y(g) + Z(g) > 0, < 0 (, 는 반응 계수이다.) 이 반응에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? < 보 기 > ㄱ. 계주위이다. ㄴ. 는 2보다 작다. ㄷ. 보다 높은 온도에서 비자발적이다.

다음은 수산화 바륨과 염화 암모늄의 반응에 대한 실험이다. [화학 반응식] BaOH·HONHCl →BaClHONH(g) [실험] (가) 나무판의 중앙에 물 10방울 정도를 떨어뜨리고, 수산 화 바륨이 담긴 삼각 플라스크를 올려놓는다. (나) (가)의 삼각 플라스크에 염화 암모늄을 넣고 유리 막대로 잘 저어준 후, 몇 분 뒤 삼각 플라스크를 들어 올렸더니 그림 과 같이 나무판이 함께 들렸다. 이 반응에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? < 보 기 > ㄱ. 흡열 반응이다. ㄴ. 주위의 엔트로피는 감소한다. ㄷ. 자유 에너지 변화()는 0보다 작다.

다음은 기체 A와 B가 반응하여 기체 C가 생성되는 반응의 화학 반응식과 반응 속도식을 나타낸 것이다. A(g) + B(g) →C(g) AB (는 반응 속도 상수이고, 과 은 반응 차수이다.) 표는 강철 용기에서 A와 B를 반응시켰을 때, 반응 전 기체의 부분 압력과 반응 시간이 초일 때 기체의 전체 압력을 나타낸 것이다. 반응 전 기체의 부분 압력(기압) 초일 때 기체의 실험 전체 압력(기압) A B Ⅰ Ⅱ Ⅲ 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 실험 Ⅰ~ Ⅲ에서 온도는 같다.) [3점] < 보 기 > ㄱ. 은 3이다. ㄴ. 실험 Ⅱ에서 초일 때 C의 부분 압력은 1.5기압이다. ㄷ. 실험 Ⅲ에서 2초일 때 기체의 전체 압력은 6기압이다.

다음은 기체 A와 B가 반응하여 기체 C가 생성되는 반응의 열화학 반응식이다. A(g) + B(g) ⇄C(g)  (~ 는 반응 계수이다.) 표는 반응 조건을 달리하여 A(g)와 B(g)를 각각 1몰씩 반응 용기에 넣고 반응시켜 평형에 도달하였을 때, C(g)의 몰수를 나 타낸 것이다. 온도 는 보다 높다. 반응 조건 평형 상태 실험 온도(K) 용기의 부피(L) C의 몰수(몰)  Ⅰ 0.55  Ⅱ 0.50  Ⅲ 0.42 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? < 보 기 > ㄱ. 평형 상수는 실험 Ⅱ가 실험 Ⅰ보다 크다. ㄴ. 는 보다 크다. ㄷ. 실험 Ⅲ에서 정촉매를 사용하면 평형 상태에서 C의 몰수 는 0.42몰보다 커진다.

그림은 금속 A와 B를 전극으로 하는 화학 전지 (가)와, 금속 B와 C를 전극으로 하는 화학 전지 (나)를 서로 연결한 것을 나 타낸 것이다. (가) (나) 자료는 이와 관련된 반응에 대한 25 ℃에서의 표준 환원 전위 ()이다. ◦A e→A V ◦B e→B V ◦C e→C V 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점] < 보 기 > ㄱ. A 전극에서는 산화 반응이 일어난다. ㄴ. 전지 전위는 (나)가 (가)보다 크다. ㄷ. (나)에서 B 전극의 질량은 증가한다.

다음은 기체 A가 반응하여 기체 B가 생성되는 열화학 반응식 이다. A(g) ⇄ B(g)  그림 (가)는 온도 에서 이 반응이 일어날 때 B(g)의 몰 분 율에 따른 자유 에너지()를, (나)는 부피가 1 L인 강철 용기 에 A(g) 1몰을 넣은 초기 상태를 나타낸 것이다. (가) (나) (나)에서 A(g)가 반응하여 평형에 도달하였을 때에 대한 옳 은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, (나)에서 온도는 로 일정하다.) [3점] < 보 기 > ㄱ. A와 B의 질량비는 4 : 3이다. 이다. ㄴ. 평형 상수는  ㄷ. 온도를 보다 높이면 B의 몰 분율은 증가한다.

다음은 일정한 온도에서 어떤 기체 반응에 대한 실험이다. [화학 반응식] X (g) + Y(g) →Z(g) [실험 과정] (가) 그림과 같이 부피가 같은 진공 상태의 세 용기 중 A, C 에 기체 X와 Y 를 각각 넣었다. (나) 콕 를 열고 충분한 시간이 흐른 뒤 용기 B 속 기체의 압력을 측정하였다. (다) 콕 를 닫고 콕 를 열어 혼합 기체 중 어느 한 기체가 모두 소모될 때까지 반응시킨 다음 충분한 시간이 흐 른 후 용기 B 속 기체의 압력을 측정하였다. [실험 결과] 실험 과정 (나) (다) 압력(기압) 1.0 1.0 이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점] < 보 기 > ㄱ. (가)에서 넣어준 X 와 Y 의 몰수 비는 2 : 3이다. ㄴ. (다)에서 용기 B에는 Y가 남아 있다. ㄷ. (다)에서 반응 후 Z의 몰 분율은 0.5이다.

그림 (가)는 0 ℃에서 콕이 닫힌 진공 상태의 용기 A와 B에 액체 X 와 Y 를 각각 넣은 것을, (나)는 (가)에서 시간에 따른 용기 속 기체 X 와 Y 의 압력을 나타낸 것이다. (가) (나) (가)에서 콕을 열고 충분한 시간이 지났을 때에 대한 옳은 설 명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, X 와 Y 는 반응 하지 않으며, 액체와 연결관의 부피는 무시한다.) [3점] < 보 기 > ㄱ. 분자 사이의 인력은 Y 가 X 보다 크다. ㄴ. 용기 A에는 액체 X 가 남아 있다. ㄷ. 용기 B에 들어 있는 기체의 전체 몰수는 0.045몰이다.

다음은 정반응과 역반응의 반응 차수가 모두 1차인 화학 반응 식이다.    B(g) A(g)   (과 는 각각 정반응과 역반응의 반응 속도 상수이다.) 표는 온도 과 에서 이 반응의 정반응의 반응 속도 상수 ()와 평형 상수()를 나타낸 것이다. () 온도   2.5  2.5 이 반응에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점] < 보 기 > ㄱ. 정반응은 발열 반응이다. ㄴ. 는 에서가 에서보다 크다. ㄷ. 에서 평형 상태일 때 은 보다 크다.