2020 소방간부 화학개론 (1번 ~ 5번)

1. 그림은 92 wt% 에탄올(C2H5OH) 수용액 100 g이 들어 있는 알코올램프이다.

알코올램프에 들어 있는 에탄올이 완전 연소되었을 때, 생성되는 이산화탄소(CO2 )의 질량(g)은? (단, H, C, O의 원자량은 각각 1, 12, 16이다.)

 

풀이

92wt% 이므로 수용액 100g 중 에탄올이 92g 이 존재한다 

C2H5OH 92g = 2mol    

C2H5OH + 3O2 -> 2CO2 + 3H2O

2mol                    4mol

           

CO2는 4mol 형성되고 4mol x 44g/mol = 176g 생성됨

 

답: 176g

 

 

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2. 그림은 강철 용기 (가)와 (나)에 각각 들어 있는 He의 압력, 온도, 부피를 나타낸다.

 

풀이 

PV = nRT = w/MRT 

d = PM/RT 

 

d(가) = 2M / 300R 

---------------------      = 8/9

d(나) = 3M / 400R 

 

답: 8/9

 

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3. 다음 수용액 중 대기압에서 끓는점이 가장 낮은 것은? (단, 이온 결합 화합물은 수용액에서 완전히 이온화 되고, m은 몰랄 농도(molality)이다.)

답: 3번 

 

풀이

	이온결합	공유결합
결합	금속 - 비금속	비금속-비금속
전자	결합시 전자 기증	결합 사이의 전자 공유
전기음성도 차이	크다	작다
극성	높다	적다
녹는점	높다	낮다
상온	고체	액체, 기체

끓는점  이온결합 > 공유결합 

이온결합화합물은 이온결합력이 강할수록 끓는점이 높아진다 

이온결합력 = 정전기적인력 -> 전하의 곱을 비교한다 

① K2SO4 -> K+, SO42-  -> 전하의 곱 -2 

② Na3PO4 -> Na+ , PO43-  -> 전하의 곱 -3 

③ C2H5OH -> 공유결합 

④ KNO3 -> K+, NO3- -> 전하의 곱 -1 

⑤ LiBr -> Li+, Br- -> 전하의 곱 -1 

 

< 화학결합 >

1. 공유결합 

- 결합력: 삼중 > 이중 > 단일 

- 전기음성도 차이가 작은 원자들 사이의 결합 

 

2. 이온결합

- 양이온과 음이온 사이에서 전자를 얻거나 읽으며 정전기적 인력으로 이루어진 결합

- 전기음성도 차이가 큰 원자들 사이의 결합 

 

3. 수소결합 

- 전기음성도가 큰 F, O, N와 수소 사이에서 작용하는 결합

- 공유결합과 이온결합보다 약하다 

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4. 그림은 3가지 순물질 A∼C의 증기압 곡선이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 모두 고른 것은?

<보 기>

ㄱ. 액체 상태에서 분자 간 인력은 A가 B보다 크다.

ㄴ. 기준 끓는점(normal boiling point)은 C가 B보다 높다.

ㄷ. 점 a에서 A는 2가지 상으로 공존한다.

 

답: ㄴ, ㄷ

 

풀이 

ㄱ. 분자간 인력이 강할수록 증기압력이 낮기 때문에 액체 상태에서 분자 간 인력은 A가 B보다 작다.

ㄴ. 증기압력 1기압일 때 각 온도를 살펴보면 끓는점은 A < B < C 이다 

ㄷ. 증기압력이 1기압, 즉 끓는점이므로 액체와 기체가 공존한다 

 

< 증기압력 >

티칭백과 

- 순수한 증기가 순수한 액체의 평형면과 화학평형을 유지하며 갖는 압력

- 액체의 증기압이라고 정의하며 휘발성을 가늠하는 척도가 된다.

- 증기압은 온도가 상승함에 따라 빠르게 증가한다.

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5. 그림 (가), (나)는 순물질의 상평형 곡선이며, 각각 CO2와 H2O 중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① (가)는 H2O의 상평형 곡선이다.

② －60 ℃, 1 기압에서 CO2는 기체이다.

③ 삼중점에서의 압력은 CO2가 H2O보다 높다.

④ 압력이 높아지면 H2O의 어는점은 낮아진다.

⑤ (나)는 －56.6 ℃에서 압력에 상관없이 고체, 액체, 기체의 3가지 상이 평형을 이룬다.

 

답: 5번 

 

풀이

(가) H2O (나) CO2

⑤ (나)는 －56.6 ℃에서 5.1기압에서 고체, 액체, 기체의 3가지 상이 평형을 이룬다.