화학 2 “2015년 2학기 중간 시험”

화학 2  “2015년 2학기 중간 시험”

<5지 선다형 : 각 문항 5점 >

 

1. 용액과 총괄성에 대한 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

 

① 설탕물을 얼려 만든 얼음 속에 들어 있는 설탕의 농도는 용액과 같다.

② 역삼투를 일으키기 위해서는 삼투압보다 더 높은 압력을 가해야 한다.

③ 비휘발성 용질이 녹은 용액의 증기압은 항상 순수한 용매보다 낮다.

④ 삼투압은 용매 분자의 무작위한 움직임 때문에 나타난다.

⑤ 소금물 용액이 얼기 시작하면 어는점은 점점 낮아진다.

 

답 : 1

 

2. 다음 설명 중 옳은 것은?

 

① 다이아몬드에는 σ^- 결합만 존재한다.

② 육방 최조밀 쌓임 구조의 배위수는 10이다.

③ 물 분자 간에는 분산력이 작용하지 않는다.

④ 흑연에는 자유 전자가 있기 때문에 전류가 흐른다.

⑤ 반도체에서는 채워진 MO와 빈 MO가 서로 닿아 있다.

 

답 : 1

 

3. 그림은 이산화탄소와 물의 상평형 그림이다. 이 그림에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

 

 

① 점 A의 상태에 있는 얼음에 압력을 일정하게 유지하면서 온도만을 변화시켜 최종적으로 기체로 만들 수 있다.

② 점 B의 상태에 있는 이산화탄소의 압력을 일정하게 유지하면서 온도를 낮추면 액체를 거치지 않고 고체로 변한다.

③ 고체 이산화탄소는 액체 이산화탄소에 가라앉는다.

④ 40℃, 80 atm에서 물은 초임계유체 상태로 존재한다.

⑤ 각 상평형 그림에서 삼중점은 하나씩 있다.

 

답 : 4

 

4. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

 

① 분자(입자)간 인력이 없는 물질은 없다.

② 용액의 삼투압은 몰농도와 절대온도에 비례한다.

③ 어떤 용매에 녹는 모든 물질의 용해열은 (-) 값을 갖는다.

④ 임계점 이상의 온도와 압력에서 물은 기체 상태로 존재할 수 없다.

⑤ Si의 산화물이 분자를 형성하지 않는 것은 O-Si 사이의 π 결합 형성이 비효율적이기 때문이다.

 

답 : 3

 

5. 화학 평형에 대한 다음 설명 중 옳은 것은?

 

① 평형 상태에서는 아무런 반응이 일어나지 않는다.

② 역반응의 평형상수는 정반응 평형상수의 1/2 승이다.

③ 흡열반응에서 온도를 올리면 역반응 속도상수는 감소한다.

④

반응이 평형에 도달한 계에 H2S를 첨가면 S의 양은 증가한다.

⑤ 일정한 온도의 기체상에서

 반응이 평형을 이룬 계를 피스톤으로 압축하면 N2O4의 양은 감소한다.

 

답 : 4

 

6. 반응 속도론에 관한 다음 설명 중 옳은 것은?

 

① 2차 반응의 반감기는 초기농도에 비례한다.

② 단일 단계반응의 속도법칙은 실험을 하지 않고도 알 수 있다.

③ 2차 반응의 속도상수의 단위는 mol*L^-1^s^-1이다.

④ 정반응의 활성화 에너지가 역반응보다 작은 반응은 흡열반응이다.

⑤ 온도 증가에 따른 반응 속도 증가는 단위 시간당 충돌횟수 증가 때문이다.

 

답 : 2

 

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

 

1. 25℃에서 고체 Na2SO4 70.0g을 물 180.0g에 녹여 만든 용액의 증기압을 예측하라. 단, 이 온도에서 물의 증기압은 24.0 Torr이다. (5점)

 

답 : 20.9torr

 

2. 오른 편 표는온도에 따른 물의 증기압 자료이다. 물의 증발엔탈피를 kJ/mol 단위로 구하라.

답 : 41.96kJ

 

3. NaCl의 격자 에너지는 786kJ/mol이고, 물에 대한 NaCl의 용해열은 + 3kJ/mol이다. 기체상의 Na+ 2mol과 Cl^- 이온 2mol이 물에 녹는 과정의 엔탈피 변화를 구하라. 

 

답 : -1566kJ/mol

 

4. 파장이 1.54 Å인 X-선을 사용하여 알루미늄 결정을 분석하였더니 θ = 19.3도에서 강한 회절 무늬가 관찰되었다. 이 회절 무늬를 만든 원자들의 층과 층 사이의 거리 d를 pm 단위로 구하라. 단, n=1이다.

 

답 : 233pm

 

5. 어떤 온도에서 반응용기에 기체 A 1.00atm과 충분한 양의 C를 넣고 A(g) + C(s) <->2B(g) 반응이 평형에 도달하도록 하였다. 평형에 도달한 후 A의 분압은 (atm 단위로)을 구하라. 단, 이 온도에서 이 반응의 평형상수 Kp =1.00이다.

 

답 : 0.61 atm

 

 

6. 어떤 온도에서

 반응은 N2O5에 대한 1차 반응이며, 이 온도에서 속도 상수 k= 6.93 x 10^-3s^-1이다. [N2O5]0 = 0.500M 일 때 반응 시작 후 150초에서 O2의 농도를 구하라.

 

답 : 0.162M

 

< 주관식 문항 : 각 10점 >

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

 

1. (10점) 은은 입방 최조밀 쌓임 구조를 갖는다. 은 원자를 당구공과 같은 단단한 구로 가정하고 다음 물음에 답하라.

 

(a) 단위 세포 중 은 원자의 수를 구하라. (4점)

 

(b) 은 덩어리에서 은 원자가 차지하고 남은 빈 공간의 분율을 % 단위로 구하라. (6점)

 

답 : 

(a)

(b)

 

 

2. (10점) 어떤 온도에서

반응의 평형을 연구하고 있다.

 

이다. 이 온도에서 평형에 도달한 후 측정한 [Cl2] = 2.0 x 10^-3M이었다.

 

a. 이 온도에서 평형상수 K를 구하라. (4점)

 

b. 평형에 도달한 계에 순간적으로 PCl5를 가하여 [PCl5] = 2.0 x 10^-2 M이 되도록 하였다. 새로운 평형에 도달한 후의 평형 조성을 구하라. (6점)

 

답 :

(a)

(b)

 

3. (10점) 2NO(g) + O2(g) -> 2NO2(g) 속도 = k[NO][O2] 위 반응에 대해 다음 메커니즘이 제안되었다. 이 메커니즘의 타당성을 검토하라.

 

답 : 

 

4. (10점) 그림은 반응 A + A -> 2B에서 시간에 따른 반응ㅇ물 A의 농도를 도시한 것이다. 다음 물음에 답하라.

a. 이 반응의 차수를 쓰시오. 답을 얻은 근거를 명확히 밝히시오. (4점)

 

b. 반응 속도상수 k의 값을 구하시오. 반드시 단위도 함께 쓰시오. (6점)

 

답 :

(a)

(b)