화학 2 “2016년 동계절학기 중간 시험”

화학 2 “2016년 동계절학기 중간 시험”

 

1. 그림은 물과 이산화탄소의 상평형 그림이다. 이 그림에 대한 설명 중 옳지 않는 것은?

 

① 일반적으로 고체는 저온 고압에서, 기체는 고온 저압에서 안정하다.

② 임계압력영역에서 압력을 가하면 증기는 응축된다.

③ 점 A의 상태에 있는 얼음의 온도는 일정하게 유지하면서 압력을 변화시켜 액체로 만들 수 있다.

④ 점 B의 상태에 있는 이산화탄소의 압력을 일정하게 유지하면서 온도를 낮추면 액체를 거치지 않고 고체로 변한다.

⑤ 선상의 점들은 두 상들이 평형을 이루며 공존하는 압력과 온도이다.

 

답 : 2

 

2. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

 

① I2는 Cl2보다 더 큰 분산력을 나타낸다.

② 분자간의 힘이 약하면 그 물질의 증기압은 높고 녹는점은 낮아진다.

③ 분자 간 큰 힘을 가진 액체는 상대적으로 높은 표면장력을 갖는 경향이 있다.

④ 면심입방체의 배위수는 12이며, 단위세포 내 4개의 입자가 들어있다.

⑤ HCl에 존재하는 주된 분자간 힘은 수소 결합이다.

 

답 : 5

 

3. 다음의 설명 중 옳은 것은?

 

① 흑연의 전도성은 비편재화된 π-전자의 존재로 설명된다.

② 석영의 SiO2는 독립체로 존재한다.

③ 입방 최조밀 쌓임 구조를 갖는 NaCl은 단위세포 내에 2개의 Na- 이온을 갖고 있다.

④ 녹는점에서 액체의 증기압은 고체의 것보다 크다.

⑤ CH3OCH3의 끓는점은 CH3CH2OH보다 높다.

 

답 : 1

 

4. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

 

① 이온화합물의 용해열이 흡열과정이라도 자발적으로 물에 용해될 수 있다.

② 비극성 용질과 극성 용매로 이루어진 용액의 용해열은 큰 음의 값을 가져 잘 섞는다.

③ 온도가 증가하면 삼투압은 커진다.

④ 비휘발성 용질은 용매의 증기압을 낮춘다.

⑤ 아세톤-물로 이루어진 용액은 수소결합을 이루어 Raoult의 법칙으로부터 음의 편차가 예상된다.

 

답 : 2

 

5. 반응속도에 대한 다음 설명 중 옳은 것은?

 

① 메커니즘의 각 단일단계 반응의 속도법칙은 실험으로 구한다.

② 촉매는 반응의 메커니즘을 변화시켜 정반응의 속도만 증가시킨다.

③ 반응의 중간체는 전체 균형 반응식에는 나타나지 않지만 때로는 분리가 가능하다.

④ 0차 반응의 반감기는 초기농도에 반비례한다.

⑤ 2NO2 + F2 →  2NO2F 반응에서 NO2 분자 2개와 F2 분자 1개가동시에 충돌하여 NO2F 분자 2개를 만든다.

 

답 : 3

 

6. A → B인 일차 반응에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

 

① A의 농도를 2배로 하면 속도는 2배로 증가한다.

② ln[A]t와 시간 t의 그래프는 직선이다.

③ 이 반응의 속도상수의 단위는 mol*L^-1*s^-1이다.

④ 이 반응의 반감기는 A의 농도와는 무관하다.

⑤ 반응의 온도를 10℃ 증가시키면 반응속도는 대략 2배 증가한다.

 

답 : 3

 

7. 화학 평형에 대한 다음 설명 중 옳은 것은?

 

① 평형 상태에서는 정반응과 역반응의 속도상수가 같다.

② 특정온도에서

반응이 평형에 도달한 계에 [S]을 증가시키면 역반응이 진행된다.

③ 일정한 온도의 기체상에서 2NO2 ↔ N2O4 반응이 평형을 이룬 계에 He를 가하여 전체 압력을 증가시키면 N2O4의 양이 증가한다.

④ 반응식에 2를 곱하면 평형상수는 2배가 된다.

⑤ 온도를 올리면 흡열 반응은 정반응이 우월하게 된다.

 

답 : 5

 

8. 다음 각 반응이 평형에 도달한 후 전체 부피를 인위적으로 증가시켰을 때, 생성물이 증가하는 반응들로 이루어진 것은?

① ㄱ

② ㄴ

③ ㄷ

④ ㄱ, ㄴ

⑤ ㄴ, ㄷ

 

답 : 1

 

(단답형)

1. 질량백분율이 8.00% NH3 용액 (NH3 : 17.0g/mol), 밀도 = 0.97g/mL)의 몰농도(M)와 몰랄농도(m)는 얼마인가?

 

답 : M : 4.56, m : 5.11

 

 

2. 몰질량이 95.2g/mol인 어떤 이온화합물 0.952g을 물 100.0g에 녹인 수용액의 어는점을 측정하였더니 -0.43℃였다. 이 수용액에 들어있는 이온화합물의 van't Hoff 인자 값은? 단, 물의 Kf 값은 1.86℃ kg/mol이고 이상용액으로 가정한다.

 

답 : 2.31

 

 

3. 25℃에서 A와 B가 각각 0.77몰, 0.23몰이 들어있는 용액에서 증발한 증기에 들어 있는 A의 몰분율을 구하라.

(단, 이 온도에서 순수한 A와 B의 증기압은 각각 95.1 torr와 28.4 torr이고, 이상용액으로 가정하라)

 

답 : 0.918

 

 

4. 에탄올의 증기압이 34.9℃에서 100mmHg이고 끓는점은 78.4℃이다. 에탄올의 증발열은 얼마인가?

 

답 : 42.0kJ/mol

 

 

5. 어떤 온도에서 NO2(g) + CO(g) → NO(g) + CO2(g) 반응은 NO2에 대해 2차 반응이며, 속도상수는 0.50L/mol*s이다. NO2의 초기 농도가 0.2M일 때, NO2의 농도가 초기 농도의 1/3이 되는데 걸리는 시간은(sec)?

 

답 : 20 sec

 

 

6. 어떤 박테리아 유전자 조각을 분리하여 시료 10.0mg을 물에 녹여 30.0mL 용액을 만들었따. 이 용액의 삼투압은 25℃에서 0.340 torr이다. 이 유전자 조각의 몰 질량은 얼마인가?

 

답 : 1.82 x 10^4g/mol

 

 

7.

의 반응에서 PCl5 = 0.105mol, PCl3 0.045mol, Cl2 0.045mol을 250℃에서 500mL 용기에 섞었다. (Kc= 0.042). 반응지수 Q와 반응의 진행 방향, 평형에서 [PCl5] = 0.2065M일 때, PCl3의 몰농도는? (8점)

 

답 : Q = 0.039, 정반응, [PCl3] = 0.0935

 

 

8. 다음 반응에 대하여 NOCl을 1.0mol을 2.0L 플라스크에 넣고 반응을 시켰을 때 각각의 평형농도는 얼마인가? 평형표를 작성하고 농도를 구하라. (평형상수는 1.6 x 10^-5) (8점)

 

균형 반응식 : 2NOCl(g) ↔ 2NO(g) + Cl2(g)

 

답 : 

 

 

9. 어떤 원자의 밀도가 10.6g/cm^3이고, 반지름은 144pm이며, 결정 구조는 입방 최조밀 쌓음 구조이다. (8점)

 

a) 단위세포내 원자의 수는 ? 

 

답 : 4개

 

b) 입방체의 부피는? 

 

답 : 6.74 x 10^7 pm^3, 6.74 x 10^-23 cm^3

 

c) 이 원자의 몰질량은 ?

 

답 : 107.9 g/mol

 

 

 

10.

위 반응에 대해 다음 메커니즘이 제안되었다. 이 반응에 대하여(8점)

 

a) 1 단계 반응에서 [NO3]를 속도 상수로 나타내라.

 

b) 전체반응의 속도법칙이 k[NO]^2[O2]임을 보여라.