일반 화학 “2015년 1학기 기말 시험”

일반 화학 “2015년 1학기 기말 시험”

<5지 선다형 : 각 문항 5점>

 

1. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

 

① 농도가 일정하여도 온도가 높아지면 삼투압도 높아진다.

② 분자간 인력이 없으면 항상 기체로 존재한다.

③ 삼중점 이하의 온도에서 물은 기체 상태로 존재할 수 없다.

④ 물에 대한 이온 화합물의 용해 과정의 엔탈피 변화는 용질의 분리 과정의 엔탈피 변화와 수화열의 합이다.

⑤ Raoult의 법칙을 따르는 용액을 이상용액이라 부른다.

 

답 : 3

 

2. 다음 화학종 중 등전자 이온이 아닌 하나는?

 

① Na^+

② F^-

③ Al^3+

④ O^2-

⑤ 없음

 

답 : 5

 

3. 화학 결합에 대한 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

 

① 공유 결합의 결합 길이는 두 원자 간의 퍼텐셜 에너지가 0이 되는 원자간 거리이다.

② 두 원자의 결합의 이온결합성은 쌍극자 모멘트의 크기에 비례한다.

③ 이온결합의 세기는 격자 에너지로 알 수 있다. 

④ 이온결합은 모두 부분 공유결합성을 갖는다.

⑤ 결합 에너지는 F-F < Cl-Cl이다.

 

답 : 1

 

4. 그림은 이산화탄소와 물의 상평형 그림이다. 이 그림에 대한 설명 중 옳지 않는 것은?

 

① 점 A의 상태에 있는 얼음의 온도는 일정하게 유지하면서 압력을 변화시켜 액체로 만들 수 있다.

② 두 상평형 그림에서 고체-액체 상경계는 냉각 곡선과 같다.

③ 고체 이산화탄소의 밀도는 액체 이산화탄소보다 높다.

④ 40℃, 80atm에서 이산화탄소는 초임계유체 상태로 존재한다.

⑤ 점 B의 상태에 있는 이산화탄소의 압력을 일정하게 유지하면서 온도를 낮추면 액체를 거치지 않고 고체로 변한다.

 

답 : 2

 

5. 다음 설명 중 옳은 것은?

 

① 3p 궤도함수는 마디가 2개이다.

② n=1인 껍질 속에는 l 값이 0인 궤도함수가 없다.

③ de Broglie의 이론은 광자가 정지 질량을 가짐을 암시한다.

④ 수소 원자에서 같은 껍질에 속한 궤도함수 중 l값이 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 안정한 것은 어느 것인가?

(편의상 고립전자쌍은 생략하였음)

 

① N=C=O-

② N≡C-O-

③ N-C≡O- 

④ C-N≡O-

⑤ C=N=O-

 

답 : 2

 

<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. 물의 증발열은 43.9kJ/mol이다. 40℃에서 물의 증기압을 torr 단위로 구하라.

 

답 : 50.6 torr

 

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

 

답 : Ca, Zn, Kr

 

4. 25℃에서 벤젠과 톨루엔이 몰수로 1:2로 들어 있는 용액과 평형을 이루고 있는 증기를 뽑아 액체로 응축하였다. 이렇게 얻은 새 용액과 평형을 이루는 증기에 들어 있는 벤젠과 톨루엔의 몰분율을 구하라. 단, 이 온도에서 벤젠과 톨루엔의 증기압은 각각 95.0 Torr와 30.0 Torr이고 이 용액을 이상용액으로 가정한다.

 

답 : 벤젠 0.834 톨루엔 0.166

 

5. 어떤 진한 질산 시료의 몰농도는 12.00M이다. 이 용액에서 HNO3의 몰분율은 얼마인가. 단, 진한 질산 용액의 밀도는 1.20g/mL임.

 

답 : 0.327

 

<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 : -975kJ/mol

 

F의 전자친화도 + Na의 승화 엔탈피 + F2의 결합에너지/2 + Na의 이온화에너지 + NaF의 표준 생성엔탈피

= NaF의 격자에너지

 

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

 

(단위 -1, 부호 -2. 나머지 과정 부분점수 X)

 

 

2. (10점) 은의 결정 구조는 입방 최조밀 쌓임 구조이며 밀도는 10.6g/cm^3이다. 은 원자의 반지름을 pm 단위로 구하라.

 

답 : 144pm

 

단위세포의 Ag 원자의 개수 4

-4점

밀도 = 질량 / 부피

10.6g/cm^3 = 4 x 107.9g/mol x 1mol/(6.022x10^23) / 16√2 r^3

-4점

r^3 = 4 x 107.9g/mol x 1mol/6.022 x 10^23 / 16√2 x 10.6g/cm^3

 

r^3 = 2.988 x 10^-24 cm

r = 1.44 x 10^-7 cm

 

r=144pm

-4점

 

 

 

 

3. (10점) 포도당(C6H12O6) 54.0g을 물에 녹여 수용액 1.00L를 만들었다.

 

a. 27℃에서 이 용액의 삼투압을 atm 단위로 구하라.(6점)

b. 이 용액의 어는 점은 섭씨 온도로 몇 도인가?(4점)

 

답 :

(a) 7.39atm

포도당(C6H12O6)의 몰질량 = 180g/mol

포도당 54g의 몰수 = 54g / 180g/mol = 0.3mol

- 3점

 

π = MRT = 0.3mol / 1.00L x 0.08206 atm*L/molK x300K

π = 7.39atm

- 3점

(b) -0.59℃

ΔT=Kf * m

m = 용질의 mol / 용매의 kg = 0.3mol / (1kg - 0.054kg) = 0.3171mol/kg

ΔT = 1.86℃ * kg/mol x 0.3171mol/kg = 0.59℃

어는점 = 0℃ - 0.59℃ =-0.59℃

 

 

 

4. SF4 분자에 대하여 다음에 답하시오.(10점)

 

a. Lewis 구조를 그려라. (고립전자쌍을 모두 표시하라.) (3점)

b. a의 Lewis 구조에 각 원자의 형식 전하를 표시하라. (3점)

c. 분자의 모양을 가능한 정확히 그려라. (2점)

d. 분자의 극성 여부를 예측하라.(2점)

 

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

 

답 :

(a)

 

(b) S : +4 , F : -1

 

(c)

 

(d) 극성