화학 1 “2017년 1학기 기말 시험”

화학 1 “2017년 1학기 기말 시험”

 

<5지 선다형 : 각 문항 5점>

 

1. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

① 반응 엔탈피를 반응열이라고도 부른다. 

② 엔탈피는 상태 성질이면서 세기 성질이다.

③ 일정한 압력 하에서 기체 계가 팽창하면 w < 0 이다.

④ 표준 생성 엔탈피를 이용하면 일어나지 않는 반응의 반응 엔탈피를 구할 수 있다.

⑤ 열역학에서 용액의 표준 상태란 1 기압 하의 1M 농도 상태를 말한다.

 

답 : 2

 

2. 화학 결합에 대한 다음 설명 중 옳은 것은?

① 이온결합은 모두 부분 공유결합성을 갖는다.

② C=C의 결합 에너지는 C-C 결합에너지의 2배이다.

③ 결합 길이는 두 원자(또는 이온) 간의 퍼텐셜 에너지가 0인 거리이다.

④ 극성결합을 가진 분자는 모두 0이 아닌 쌍극자 모멘트를 갖는다.

⑤ 이온의 크기가 클수록 이온결합의 세기는 강하다.

 

답 : 1

 

3. 다음 설명 중 옳은 것은?

① N2 분자에서 N 원자는 궤도혼성을 하지 않는다.

② 주 양자수가 n인 껍질에 채워질 수 있는 최대 전자 수는 n^2개이다.

③ 2s 궤도함수의 에너지가 2p보다 낮은 이유는 더 큰 침투 능력 때문이다. 

④ 2p 궤도함수에 전자가 1개 채워지면 이 전자는 항상 2px 궤도 함수에 들어간다.

⑤ SF4 분자에서 S 원자는 d2sp3 혼성궤도함수를 갖는다.

 

답 : 3

 

4. 다음 설명 중 옳은 것은?

① 3p 궤도함수는 마디가 3개이다.

② n=3인 껍질 속에서 f 궤도함수가 없다.

③ 다전자 원자에서 궤도함수의 에너지는 n  값이 결정한다.

④ de Brogile의 이론은 운동하는 광자가 입자의 성질을 가짐을 암시한다.

⑤ 원자의 에너지 준위가 양자화되어 있음을 보여주는 실험적 증거는 광전효과이다.

 

답 : 2

 

<단답형 문항 : 각 5점> : 단답형 문제는 풀이 과정이 없이 최종 답만을 답안지의 해당 란에 쓰세요.

 

1. 반응 엔탈피를 구하는 여러 방법 중 8장에 소개된 방법을 간략히 설명하시오.

 

답 :

2. 다음 반응의 표준 반응엔탈피는 -1396kJ이다. O2(g)의 표준 생성 엔탈피를 kJ/mol 단위로 구하라.

 

NH3(g) + O2(g) → NO2(g) + H2O(l)

 

답 : 0.0kJ/mol

 

3. 답안지에

의 모양을 가능한 한 정확히 그리시오.

 

답 :

4. 어떤 원소의 원자가 광속의 1.00% 속력으로 날아가고 있다. 이 원자의 de Broglie 파장을 측정하였더니 7.00 x 10^-3 pm이었다. 이 원소의 원소 기호를 쓰시오.

 

답 : F

 

5. 어떤 들뜬 상태에 있는 수소 원자가 있다. 이 원자로부터 전자를 떼어 내어 이온화시키는 데 필요한 빛의 최대 파장이 1460nm이었다. 이 들뜬 수소 원자에 들어 있는 전자가 바닥상태로 전이할 때 방출되는 빛의 파장을 nm 단위로 구하라.

 

답 : 97.3nm

 

6. 은(Ag)의 바닥상태 전자배치를 써라.

 

답 : [Kr]4d10 5s1

7. 사이안산 이온은 NCO 순서로 결합되어 있다. 가능한 Lewis 구조 중 가장 안정할 것으로 예상되는 것의 Lewis 구조를 그리시오.

 

답 : [N≡C-O]-

8. 다음 이온들 중에서 등전자 이온들을 찾아 그 크기가 증가하는 순서로 나열하시오.

 

Ca2+, O2-, K+, Cl-

 

 

답 : Ca2+, K+, Cl-

 

<주관식 문항 : 각 10점>

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

 

1. 다음 자료를 활용하여

다음 반응의 엔탈피 변화 △H를 구하라. (10점)

 

 

답 :

=332+1040+854-432-698-1658 = -562kJ/mol

(부분점수 없음)

 

 

2. 실험적 연구에 의하면 N2O 분자는 선형이며 극성분자이다.

 

a. 문제에 주어진 실험적 자료를 이용하여 NNO와 NON 배열 중 어느 것이 옳은 배열인지 판단하라.(3점)

 

답 : NNO배열(1점)

NON은 대칭형구조로 극성이상쇄되어 비극성을 띄기 때문.(2점)

 

b. a의 답을 근거로 N2O의 Lewis 구조 (공명구조 포함)를 그리고 각 원자의 형식 전하를 표시하라.(4점)

 

답 :

 

c. 중심원자와 이웃 원자 간의 σ-결합에 참여하는 중심워자의 원자궤도함수를 써라(3점)

 

답 : sp궤도함수(3점)

 

 

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

 

3.(10점) N2+, O2-, NO+

이온에 대하여 분자궤도함수 모형을 적용하여 다음 물음에 답하시오. (답만 쓰면 0점으로 채점합니다. 추론의 근거를 밝혀야 정답으로 인정함)

 

a. 결합 차수가 가장 높은 것을 찾아 쓰시오.(5점)

 

답 :

 

N2+ 결합차수 = (7-2)/2 = 2.5

O2- 결합차수 = (6-3)/2 = 1.5

NO+ 결합차수 = (8-2)/2 = 3

 

NO+의 결합차수가 가장높음

(* 없으면 -1점)

(NO+의 분자궤도 함수 그려야 인정)

(분자궤도함수 전부 그려야 만점. 2개 4점, 1개 3점. 그림없고 답만 있으면 1점. 그림 틀리고 답맞으면 3점)

b. 상자기성을 갖는 것을 찾아 모두 쓰시오.(5점)

N2+, O2-

 

4. 통 열량계 내에서 CH4 6.79g을 연소시켰더니 내부 온도가 10.8℃만큼 올라갔다. (CH4의 연소 에너지 = -802kJ/mol)

 

a. 열량계의 열용량은 얼마인가? (4점)

 

답 : 열용량 C = 흡수된 열 / 온도상승 = 340kJ / 10.8℃ = 31.49kJ/ ℃

(총 흡수열 CH4 -> 6.79g = 0.424mol x 802kJ/mol = 340kJ)

 

 

b. 같은 열량계에서 C2H2 12.6g을 완전히 태웠더니 온도가 16.9℃만큼 올라갔다. 아세틸렌(C2H2)의 연소에너지(kJ/mol)는 얼마인가?

 

답 : -1097.3kJ/mol