화학 1 “2015년 1학기 기말 시험”

화학 1 “2015년 1학기 기말 시험”

 

<5지 선다형: 각 문항 5점>

 

1. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

① 엔탈피가 감소하는 반응은 발열반응이다.

② 엔탈피는 상태 성질이면서 크기 성질이다.

③ 일정한 압력 하에서 기체 계가 팽창하면 w > 0 이다.

④ Hess의 법칙을 이용하면 일어나지 않는 반응의 반응 엔탈피를 구할 수 있다.

⑤ 표준 생성 엔탈피는 표준 상태에서 화합물을 구성하는 원소들로부터 그 화합물 1mol이 생성되는 과정의 엔탈피 변화이다.

 

답 : 3

 

2. 다음 화학종 중 등전자 이온이 아닌 하나는?

① Na+

② F-

③ Al3+

④ O2-

⑤ 없음

 

답 : 5

 

3. 화학 결합에 대한 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

① 결합 에너지는 F-F < Cl-Cl 이다.

② 이온결합은 모두 부분 공유결합성을 갖는다.

③ 공유결합의 결합 길이는 두 원자 간의 퍼텐셜 에너지가 0이 되는 원자간 거리이다.

④ 두 원자의 결합의 이온결합성은 쌍극자 모멘트의 크기에 비례한다.

⑤ 이온결합의 세기는 격자 에너지로 알 수 있다.

 

답 : 3

 

4. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

① N2 분자에서 N 원자는 sp2 혼성 궤도함수를 갖는다.

② 전자가 발견될 확률이 최대인 거리는 2s 궤도함수가 2p보다 더 작다.

③ 각운동량 양자수가 l인 부껍질에 채워질 수 있는 최대 전자수는 2(2l+1)개이다.

④ 2p 궤도함수에 전자가 1개 채워지면 이 전자는 마디면으로 분리된 궤도함수의 두 영역에 동시에 존재한다.

⑤ 다전자 원자에서 같은 껍질에 속하는 부껍질의 에너지가 서로 다른 것은 각 부껍질의 원자궤도함수의 침투 효과 차이 때문이다.

 

답 : 1

 

5. 다음 설명 중 옳은 것은?

 

① 3p 궤도함수는 마디가 2개이다.

② n=1인 껍질 속에는 l값이 0인 궤도함수가 없다.

③ de Broglie의 이론은 광자가 정지 질량을 가짐을 암시한다.

④ 수소 원자에서 같은 껍질에 속한 궤도함수 중 l 값이 클수록 에너지가 더 높다.

⑤ 흑체에서 방출되는 빛이 연속 스펙트럼을 보이는 것은 원자의 에너지 준위가 양자화되어 있음을 보여주는 증거이다.'

 

답 : 1

 

6. 사이안산 이온의 Lewis 구조 중 가장 안정한것은 어느 것인가?

(편의상 고립 전자쌍은 생략하였음.)

① N=C=O-

② N≡C-O-

③ N-C≡O-

④ C-N≡O-

⑤ C=N=O-

 

답 : 2

(기호가 헷갈려 보기 첨부합니다.)

 

<단답형 문항: 각 6점>: 단답형 문제는 풀이 과정이 없이 최종 답만을 답안지의 해당 란에 쓰세요.

 

1. 다음 화합물들 중에서 이온 결합의 세기가 센 것부터 차례로 나열하시오.

 

CaO, KF, MgO, NaF

 

답 : MgO > CaO > NaF > KF

 

2. 1.30x10^8 J의 열을 가하여 풍선 속의 공기를 가열하여 부피가 4.00x10^6L에서 5.00x10^6L로 팽창하였다. 외부 압력이 1.00atm으로 일정하였다고 가정하고 이 과정의 ΔE를 구하라.

 

답 : 2.86x10^7 J

 

3. 바닥 상태에서 짝을 이루지 않읂 전자가 없는 4주기 원소를 모두 찾아 원소 기호를 쓰시오.

 

답 : Ca, Zn, Kr

 

4. 교과서의 시험 범위에 소개된 반응 엔탈피를 구하는 방법을 모두 찾아 간략히 쓰시오.

 

답 : Hess의 법칙, 표준생성엔탈피, 열량계법, 결합에너지

 

5. He+에서 n=4에서 n=3으로 떨어지는 전이에서 방출되는 빛 파장을 nm 단위로 구하라.

 

답 : 469nm

 

<주관식 문항 : 각 10점>

주의 : 주관식 문제는 풀이 과정이 없으면 부정행위로 간주하여 0점 처리합니다. 답안지 칸이 부족하면 답안지 뒷면을 이용하세요.

 

1. 다음 자료로부터 NaF의 격자 에너지를 kJ/mol 단위로 구하라.(10점)

 

F의 전자 친화도 = -328kJ/mol

Na의 승화 엔탈피 = 161kJ/mol

F2의 결합 에너지 = 154kJ/mol

Na의 이온화 에너지 = 495kJ/mol

NaF의 표준 생성 엔탈피 ΔHf˚ = -570kJ/mol

 

답 :

F의 전자친화도 + Na의 승화 엔탈피 + F2의 결합에너지/2 + Na의 이온화에너지 + NaF의 표준생성엔탈피 = NaF의 격자에너지

 

328-161-154/2-495-570= -975kJ/mol

(단위 -1, 부호 -2 나머지 과정 부분점수 x)

 

2. 다음 자료를 이용하여 다이보레인(B2H6(g))의 표준 생성 엔탈피 ΔHf˚를 구하라.(10점)

 

(a) 4B(s) + 3O2(g) → 2B2O3(s)        ΔH˚ = -2546kJ

(b) 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l)        ΔH˚ = -572kJ

(c) B2H6(g) + 3O2(g) → B2O3(s) +3H2O(g)       ΔH˚ = -2035kJ

(d) H2O(g) → H2O(l)                    ΔH˚ = -44kJ

 

답 :    

구하고자 하는 것은 B2H6의  ΔHf˚

 

(a)/2 - (c) +3(b)/2 - 3(d)

 

-1/2 x (-2546kJ/mol)-(-2035kJ/mol) + 3/2 x (-572kJ/mol) -3 x (-44kJ/mol) = 36kJ/mol

 

(부분점수 없음, 마지막 답의 단위가 틀릴 경우 1점 감점)

 

 

 

3. F2, F2+, F22+, F2-

에 대하여 

a. F2의 MO 그림을 그리고 전자 배치를 표시하시오. (4점)

b. 가장 강한 결합을 갖는 화학종을 찾아 쓰시오.(3점)

c. 상자기성을 띠는 화학종을 모두 찾아 쓰시오.(3점)

 

답 :

a.

b. F2^2+ 결합차수 = 1/2 x ((2+2+4)-(2+2)) = 2

   결합차수가 가장 큰 F2^2+가 가장 강한 결합

 

c. 분자내에 홀전자가 있으면 상자기성

   상자기성 : F2+, F2^2+, F2- 

(설명 없이 답만 쓰면 1점)

 

4. SF4 분자에 대하여 다음에 답하시오.(10점)

a. Lewis 구조를 그려라.(고립전자쌍을 모두 표시하라.)

b. a의 Lewis 구조에 각 원자의 형식 전하를 표시하라.

c. 중심원자의 혼성궤도를 말하라.

d. 분자의 모양을 가능한 정확히 그려라.

e. 분자의 극성 여부를 예측하라.

* 주의 : 이 문제는 단계적으로 푸는 문제이므로 a의 답이 틀리면 뒷 문제의 답이 정답이라도 0점으로 채점합니다.

 

 

답 :

a.

b. S : +4, F : -1

c. sp3d

d.

e. 극성