2020 소방간부 자연과학개론 (6번 ~ 10번)

6. 1 M의 NaOH 수용액 100 mL를 0.25 M의 H2SO4 수용액으로 중화하려고 한다. 완전히 중화하는데 필요한 산 수용액의 부피는 몇 mL인가?

 

답: 200mL

 

풀이

 

0.25 M × 2 = 0.5 N

=> 0.25 M H2SO4 용액 = 0.5 N H2SO4 용액

 

NV = N’V’

1N x 100mL =  0.5N x  VmL

 

V = 100 / 0.5 = 200mL 

 

 

7. 다음 화합물에 포함된 작용기가 아닌 것은?

① 알켄(alkene)

② 에스터(ester)

③ 케톤(ketone)

④ 아마이드(amide)

⑤ 알데하이드(aldehyde)

 

답: 2번 

풀이

 

8. 표는 A+ B → P 반응에서 반응물의 초기 농도에 따른 초기 반응 속도를 나타낸 것이다. 이에 대한 해석으로 옳은 것은? (단, k1: 속도 상수, [A] : A의 몰 농도, [B] : B의 몰 농도) 

① 반응 속도식은 k[A][B]로 표현된다.

② 이 반응의 전체 반응 차수는 2차이다.

③ 이 반응은 B에 대한 1차 반응이다.

④ 이 반응은 A에 대한 1차 반응이다.

⑤ A의 반감기는 일정하다

 

답: 2번 

 

풀이 

A 농도가 일정할 때 B의 농도가 변했음에도 초기반응속도가 변하지 않았다 -> B는 0차 반응이다

B 농도가 일정할 때 A의 농도가 2배 증가했을때 초기반응속도가 4배 증가했다 -> A는 2차 반응이다 

 

V = k[A]^2[B]^0

 

① 반응 속도식은 V = k[A]^2로 표현된다.

③ 이 반응은 B에 대한 0차 반응이다.

④ 이 반응은 A에 대한 2차 반응이다.

⑤ A의 반감기는 일정한 것은 1차반응이다 

 

9. 다음 중 결합의 극성이 가장 큰 분자는?

① HBr

② HI

③ HCl

④ HF

⑤ H2 

 

답: 4번 

수소결합을 하고 있느 HF가 가장 극성이 크다 

 

<전기음성도>

- 공유 결합에서 수소원자를 기준으로 나타낸 전자쌍을 끌어 당기는 힘의 크기

 

- 전기음성도의 경향성

① 주기율표에서 오른쪽으로, 위로 갈수록 전기음성도가 증가한다

② 전기음성도의 범위는 0.7(Cs,Fr) ~ 4.0(F)

③ 두 원자간 전기음성도 차이가 1.67이상 일땐 이온결합 1.67이하 일땐 극성 공유결합,0 일땐 무극성 공유결합이라고 한다.

 

- 전기음성도의 이용

① 결합의 극성 결정 전기 음성도가 다른 원소간의 결합에서 전하의 분포 때문에 극성분자가 된다.

② 화학 결합의 구분 전기 음성도가 큰 비금속 원자끼리의 결합은 공유결합이고, 전기 음성도가 작은 금속과 전 기 음성도가 큰 비금속과의 결합은 이온결합이다

 

- 결합의 극성 

1) 극성공유결합 

① 원자의 종류가 다른 (비금속)원자간의 공유결합 (HCl,NO,CO,HF등)

② 전기 음성도가 서로 다른 원자들이 전자쌍을 공유하여 형성된 결합 (NH₃, H₂O 등)

③ 분자간의 인력이 작용하므로 녹는점, 끊는점이 높다. 

④ 물과 같은 극성용매에 잘 녹는다.

 

2) 무극성공유결합 

① 원자의 종류가 같은 (비금속)원자간의 공유결합 전 기음성도가 서로 같은 원자들이 전자쌍을 공유하여 형성된 결합 예)H₂,O₂,N₂,Cl₂ 등

② 극성공유결합을 하면서도 전하의 분포가 대칭적이면 무극성분자가 된다. 예)CO₂,BF₃,BeH₂,CCl₄

 

- 분자의 극성

① 극성 분자: 한 분자내의 (+)전하의 중심과 (-)전하 의 중심이 일치하지 않아 분자 내에 부분 전하를 띠 는 분자.비대칭 구조를 이룬다.

② 무극성 분자: 한 분자내의 (+)전하의 중심과 (-)전 하의 중심이 일치하여 분자 내에 부분 전하를 띠지 않는 분자. 대칭구조를 이룬다.

 

- 극성의 크기

쌍극자 모멘트 (dipole moment) 크기가 같고 부호가 다른 두 전하들이 분리 되어 있을 때 전하와 두 전하 사이의 거리를 곱한 벡터량 (=극성의 크기를 나타냄)

크기: u=qr (q=전하량, r=거리)

방향:(+) → (-) 분리된 전하가 클수록, 거리가 멀수록 크다.

 

 

10. 다음 산화환원 반응에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, a, b, c, d는 반응 계수이다.)

① b는 3이다.

② d는 3이다.

③ a와 c는 4이다.

④ N의 산화수는 감소한다.

⑤ O의 산화수는 변하지 않는다.

 

답: 3번 

 

풀이 

①, ②, ③

- 반응식을 완성해본다 => 산소를 맞춘다 => 수소를 맞춘다 

=> 4H+ + NO3- + bFe2+ -> 2H2O + NO + dFe3+ 

=> b = d 

 

- 전하가 일정해야 한다 => 4 + (-1) + 2b = 2 + 3d

=> b = d를 적용해서 풀어보면 => d = 3 =b 

 

④ N의 산화수는 감소한다.

NO3-에서의 N의 산화수는 +5-, NO에서의 N의 산화수는 +2

+5 -> +2 로 감소했다

 

⑤ O의 산화수는 변하지 않는다.

-> -2로 일정하다