2020 소방간부 화학개론 (11번 ~ 15번)

11. (가)∼(다)는 3가지 물질의 구조식이다.

(가)∼(다) 중 거울상 이성질체(enantiomer)를 갖는 분자만을 모두 고른 것은?

답: (가) (나)

 

풀이 

- 카이랄 탄소가 존재하는 경우 거울상이성질체를 가질 수 있다

 

- 카이랄: 거울상 영상에 서로 겹쳐질 수 없는 분자 구조를 나타내는 데 사용되는 용어

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12. 다음은 석회석에 포함된 탄산칼슘(CaCO3)과 염산 (HCl)의 화학 반응식이다. CaCO3 + aHCl → CaCl2 + bH2O + cCO2 (단, a, b, c는 반응 계수이다.) 석회석 100 g을 충분한 양의 염산(HCl)과 모두 반응 시켰더니 0.75 몰의 CO2가 생성되었다. 석회석에 포함된 CaCO3의 함량(wt%)은? (단, CaCO3의 몰 질량은 100 g/mol이다.)

 

답: 75wt%

 

풀이:

 

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + 1H2O + 1CO2

a=2, b=1, c=1 

 

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + 1H2O + 1CO2

0.75몰  0.75x2몰  0.75몰    0.75몰   0.75몰

 

CaCO3 0.75몰 생성 => 75g 

 

석회석에 포함된 CaCO3 함량 = 75/100 x 100% = 75wt%

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13. <보기>에서 전자가 가질 수 있는 양자수 조합(n, l, ml, ms )을 모두 고른다면 그 개수는? (단, n : 주양자수(principal quantum number), l : 각운동량 양자수 (angular momentum quantum number), ml : 자기 양자수(magnetic quantum number), ms : 스핀 양자수(spin quantum number))

답: ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ

 

풀이

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14. 0.5 M 설탕(C12H22O11) 수용액 1 L가 있다. 이 수용액에 xg의 물질 A를 혼합한 후, 수용액의 농도는 10 wt%가 되었다. 추가한 물질 A와 그 양 x(g)는? (단, 0.5 M 설탕 수용액의 밀도는 1.2 g/cm3이고, C12H22O11의 분자량은 342 g/mol이다.)

답: 1번

 

풀이 

 

0.5M 설탕 -> 0.5mol 설탕 = 171g 설탕 (= 0.5mol x 342g/mol)

 

1cm3 = 1mL 

1.2g/cm3 =1.2g/mL 

1L x 1.2g/mL x 1000mL / 1L = 120g 

 

171g + xg / 120g x 100% = 10wt%

또는 171g / 120+x g x 100% = 10wt%

 

설탕이 더 첨가된다면 계산이 성립되지 않는다 

물이 첨가된다면 계산 성립된다 -> x = 510g 

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15. 300 ℃에서 A가 B로 변화하는 반응의 반응속도상수 (k)는 6.931 x 10-3 s-1이다. A의 농도가 4.0 M에서 0.5 M로 줄어드는 데까지 걸리는 시간(s)은? (단, ln2 = 0.6931이다.)

답: 300s

 

풀이 

 

반응속도상수 k 의 단위를 살펴보면 s-1임을 확인할 수 있다. 이는 1차반응속도라는 것이다 

v = k[A] 

속도반응식 

ln[A]t = -kt + ln[A]o 

t = - (ln[A]t - ln[A]o) / k = - (ln0.5/4) / k = -(-3ln2) / 6.931 x 10-3  = 3x0.6931 / 6.931 x 10-3 = 300 

 

< 반응속도식, 적분속도식 >