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문제집/고등

2019년 비상교육 오투 과학 탐구 화학 1 답지

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화학의 첫걸음 화학과 우리 생활 )이다. 메테인은 무색, 무취 CH4 ⑵ 천연가스의 주성분은 메테인( 의 탄소 화합물이다. ⑶ 아세트산( 을 띤다. 식초는 아세트산이 포함되어 있어 신맛이 난다. ⑷ 물질을 구성하는 원소가 소( )은 물에 녹으면 CH3COOH C )을 생성한다. ), 물( H H , + 이면 완전 연소하여 이산화 탄 을 내놓으므로 산성 CO2 H2O 본책 12쪽 본책 9쪽, 11쪽 1 암모니아, 2 ⑴ ⑵ ⑶  ⑷  3 알루미늄 4 ⑴ ㉠ 질소 ㉡ 암모니아 ⑵ ㉠ 철 ㉡ 철근 콘크리트 5 ⑴  \ \ NH3 ⑵  ⑶ 6 탄소 7 (가) 메테인 (나) 에탄올 (다) 아세트산 A 1 ③ 8 ⑴ (나) ⑵ (가) ⑶ (다) ⑷ (가), (나), (다) \ 1 하버는 공기 중의 질소와 수소를 반응시켜 비료의 원료로 사 용할 수 있는 암모니아를 합성하였다. 암모니아의 화학식은 1 ㄱ. 콘크리트 속에 철근을 넣은 철근 콘크리트는 약한 인장 강도를 가지는 콘크리트의 단점을 보완한 매우 튼튼한 건축 재료 로 대규모 건축물의 건축이 가능하게 하였다. 이다. NH3 ㄴ. 하버와 보슈가 개발한 공정으로 대량 생산된 암모니아는 비료 2 ⑴ 천연 섬유는 대량 생산이 어렵지만, 합성 섬유는 대량 생 산이 가능하다. ⑵ 최초의 합성 섬유는 나일론이다. ⑶ 합성 섬유의 원료는 대부분 화석 연료인 원유에서 얻는데, 원 유는 탄소 화합물의 혼합물이다. ⑷ 모브는 최초의 합성염료이다. 합성염료의 개발로 다양한 색을 가지는 의류를 입을 수 있게 되었다. 3 가볍고 단단하여 창틀, 건물의 외벽에 주로 이용되는 금속 건 축 재료는 알루미늄이다. 4 ⑴ 화학 비료의 원료로 사용되는 암모니아( )를 반응시켜 얻는다. 의 질소( ⑵ 대규모 건축물을 짓기 위해서는 단단한 구조물이 필요한데, 철의 단점과 콘크리트의 단점을 서로 보완한 철근 콘크리트가 개 )는 공기 중 )와 수소( NH3 N2 H2 발되면서 대규모 건축물을 지을 수 있게 되었다. 이므로 최대 5 ⑴ 탄소는 원자가 전자 수가 와 공유 결합을 형성할 수 있다. ⑵ 탄소 원자는 결합을 다양하게 형성할 수 있으므로 사슬 모양, 가지 달린 사슬 모양, 고리 모양 등 다양한 구조의 화합물을 형성 개의 다른 원자 4 4 할 수 있다. ⑶ 탄화수소는 일반적으로 탄소 수가 많을수록 분자 사이의 인력 이 커서 끓는점이 높다. 의 원료로 사용되었고, 화학 비료의 대량 생산이 이루어지면서 농 업 생산량이 증가하게 되어 인류의 식량 문제 해결에 기여하게 되 었다. NH3 ㄷ. ㉠ 이다. 따라서 화합물은  ̄ ㉤의 화학식은 각각 CO , NH3 Fe2O3 CO , , 3 , , , Fe2O3 Fe 가지이다. H2 본책 13쪽~14쪽 3 ⑤ 4 ③ 5 ④ 6 ③ 1 ⑤ 7 ② 2 ⑤ 8 ② 1 암모니아의 합성 선택지 분석 ㄱ. 암모니아의 구성 원소는 질소와 수소이다. ㄴ. 암모니아 수용액은 염기성이다. ㄷ. ㉠은 인류의 식량 부족 문제를 해결하는 데 기여하였다. ㄱ. 암모니아의 화학식은 이므로 구성 원소는 질소와 수소 ㄴ. 암모니아는 물에 녹아 을 생성하므로 암모니아 수용액 이다. 은 염기성이다. NH3 - OH NH4 + - 6 탄화수소는 탄소( C 소 화합물로 메테인( CH4 ) 등이 그 예이다. 인( C4H10 (가)는 7 (나)는 (다)는 CH4 C2H5OH CH3COOH 8 ⑴ 에탄올( 이용된다. C2H5OH ) 원자와 수소( ) 원자로만 이루어진 탄 ), 에테인( ), 프로페인( ), 뷰테 ㄷ. 암모니아의 대량 합성으로 화학 비료의 대량 생산이 이루어져  서 농업 생산량이 증대되었고, 이는 인류의 식량 부족 문제를 해 NH3+H2O +OH H C2H6 C3H8 결하는 데 기여하였다. 의 화학식을 가지므로 메테인이다. 의 화학식을 가지므로 에탄올이다. 의 화학식을 가지므로 아세트산이다. 2 암모니아의 합성 반응 선택지 분석 ㄱ. ㉠은 질소( )이다. ㄴ. 암모니아는 화합물이다. N2 )은 술의 성분이고, 소독용 알코올 등에 ㄷ. 이 반응은 고온, 고압에서 일어난다. 19_오투과탐(화학1)_정답(01~18)1단원-OK.indd 1 18. 12. 6. 오후 3:33 정답과 해설 1 ㄱ. 암모니아는 질소와 수소를 반응시켜 얻는다. 따라서 ㉠은 질 소( )이다. ㄴ. 탄소는 원자가 전자 수가 이므로 탄소 원자 개는 다른 원자 들과 최대 개의 결합을 형성할 수 있다. 4 1 ㄴ. 암모니아는 N2 가지 이상의 서로 다른 원소가 결합하여 생성된 ㄷ. 탄소 원자들끼리 고리 모양, 사슬 모양, 다중 결합 등 다양한 4 형태의 결합을 형성할 수 있다. ㄷ. 암모니아 합성 반응은 실온에서 쉽게 일어나지 않고 고온, 고 ㄱ. 지구에 존재하는 원소 중 가장 많은 것은 철( )이다. 존재량이 많은 것과 탄소 화합물이 다양한 것은 관련성이 약하다. Fe 물질이므로 화합물이다. 2 압에서 일어난다. 3 암모니아의 합성 반응 자료 분석 H2 N2 촉매로 작용한다. Fe3O4 NH3 N2 + 3H2 2NH3  선택지 분석 ㄱ. 분자는 가지이다. ㄴ. 화합물은 3 H2 가지이다. , N2 NH3 , NH3 , Fe3O4 ㄷ. 는 비료의 원료로 사용된다. 2 NH3 ㄱ. 분자는 비금속 원소들끼리 결합하여 생성된 물질이므로 가지이다. , N2 NH3 ㄴ. 화합물은 3 질이므로 가지 이상의 서로 다른 원소가 결합하여 생성된 물 가지이다. , 2 Fe3O4 NH3 2 NH3 ㄷ. 이 과정에 의해 의 대량 합성이 이루어지면서 화학 비료 이다. 의 대량 생산이 이루어졌고, 이로 인해 농업 생산량이 크게 증대 , H2 되었다. 4 인류 문제 해결과 화학 자료 분석 (나) 모래와 자갈에 시멘트를 섞고 물로 반죽하여 사용하는 물질 이다. 암모니아 ➡ 식량 문제 해결 이다. 콘크리트 ➡ 주거 문제 해결 (다) 인류가 최초로 합성한 섬유로 질기고 값이 싸며, 대량 생산 이 쉬워 널리 쓰인다. 나일론 ➡ 의류 문제 해결 선택지 분석 ㄱ. (가)는 인류의 식량 문제 해결에 기여하였다. ㄴ. (나)는 철근 콘크리트이다. 콘크리트 ㄷ. (다)는 신축성이 좋다. ㄱ. (가)는 암모니아로, 비료의 원료로 사용되어 인류의 식량 문제 해결에 기여하였다. ㄷ. (다)는 합성 섬유인 나일론으로, 신축성이 좋다. ㄴ. (나)는 모래, 자갈, 시멘트를 혼합한 건축 재료인 콘 크리트이다. 철근 콘크리트는 콘크리트 속에 철근을 넣어 콘크리 트의 강도를 높인 건축 재료이다. 6 철의 제련 반응 자료 분석 O2 2C+O2  C 2CO 선택지 분석 ㄱ. ㉠은 이다. Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 Fe2O3  Fe CO ㉠ CO2 ㄴ. 이 과정은 실온에서 쉽게 일어난다. CO2 고온의 용광로에서 ㄷ. 철은 인류의 주거 문제 해결에 기여하였다. ㄱ. ㉠은 이산화 탄소( ㄷ. 이 과정에서 생산된 철은 인류의 주거 문제 해결에 기여하였다. )이다. CO2 ㄴ. 철의 제련 과정은 고온의 용광로에서 일어나는 반응 7 탄소 화합물의 종류 자료 분석 • 탄화수소의 탄소( ) 원자에 수소( ) 대신 하이드록시기( ) 가 결합되어 있는 구조이다. C H -OH • 곡물이나 과일을 발효시켜 얻을 수 있다. -OH C 곡물이나 과일을 발효시키면 에탄올을 얻을 수 있다. • 특유의 냄새가 나고 살균·소독 작용을 한다. 에탄올은 특유의 냄새가 있고 살균·소독 작용을 하므로 소독용 알코올로 사 용된다. H H H C H C ② H H H C C H H H H H H H H H H C C C C H H H O H C H H H O H O O C H H H H O H ④ O O O C O C O H H H H C C C H H H 폼알데하이드( H H H ) HCHO 에탄올 ( C2H5OH ) 선택지 분석 H H H C H C H C C H H H H H H H C H H H H H H O O O C C O H H H H H H H C C C H C C H C H C O O H H 아세트산( H H H H 메테인 H ) ( CH4 O O ① ③ ⑤ H C O H H H O H ) CH3COOH H H H C H C C H C H H H H H H H ② 화합물 H O C H H H H O 메탄올( O H O O H H 는 에탄올( ) CH3OH (가) 공기 중의 질소와 수소를 반응시켜 얻는 물질로 비료의 원료 원자에 가 결합된 물질은 알코올이다. 5 탄소 화합물의 다양성 선택지 분석 ㄱ. 탄소는 지구에서 존재량이 가장 많은 원소이다. 철 ㄴ. 탄소 원자 개는 다른 원자들과 최대 개의 결합을 형성한다. ㄷ. 탄소 원자들끼리 여러 가지 형태의 결합을 형성한다. 1 4 ① 메테인( X C2H5OH )의 분자 모형이다. )이다. )의 분자 모형이다. CH4 CH3COOH ③ 아세트산( ④ 폼알데하이드( ⑤ 메탄올( -OH 있는 알코올이지만 곡물이나 과일의 발효로 얻을 수 없다. 원자에 하이드록시기( )의 분자 모형이다. CH3OH HCHO )도 C )가 붙어 2 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(01~18)1단원-OK.indd 2 18. 12. 6. 오후 3:34 8 탄소 화합물의 종류 자료 분석 O C H O 물에 녹아 을 내놓는다. H + H H H C H H C H (가) 아세트산 ) ( CH3COOH H O H C H (나) 에탄올 ) ( C2H5OH 선택지 분석 ㄱ. 주로 연료로 사용된다. (나)만 해당 ㄴ. 탄소 원자가 개이다. ㄷ. 물에 녹아 을 내놓는다. 2 + (가)만 해당 ㄴ. 아세트산( )과 에탄올( )은 모두 탄소 원 H 자가 개이다. CH3COOH C2H5OH 2 ㄱ. 에탄올은 연료로 사용할 수 있지만, 아세트산은 식초 의 성분, 의약품, 합성수지의 원료로 사용된다. ㄷ. 물에 녹아 을 내놓는 것은 아세트산이다. 에탄올은 물에 + 을 내놓지 않는다. H 녹아 + H 2 철의 제련 자료 분석 코크스 철광석 배기가스 (가) 철( ) Fe 선택지 분석 • • 2C+O2 2CO  2Fe+3CO2 Fe2O3+3CO  뜨거운 공기 불순물 ㄱ. 배기가스에는 가 포함되어 있다. ㄴ. (가)는 건축물의 골조나 배관에 사용된다. CO2 ㄷ. (가)와 시멘트를 혼합한 것은 콘크리트이다. 모래, 자갈 등 ㄱ. 철의 제련 과정에서 발생하는 배기가스에는 이산화 탄소 )가 포함되어 있다. ( CO2 ㄴ. 철은 단단하고 내구성이 뛰어나 건축물의 골조나 배관에 사용 ㄷ. 시멘트에 모래, 자갈 등을 넣고 혼합한 것이 콘크리 된다. 트이다. 3 의류 문제의 해결과 화학 자료 분석 1 ③ 7 ① 2 ③ 8 ③ 3 ① 9 ⑤ 4 ③ 5 ⑤ 10 ③ 11 ③ 6 ⑤ 12 ③ (나) 영국의 퍼킨이 말라리아 치료제를 연구하던 중 발견한 것으 로 최초의 합성염료이다. 모브 본책 15쪽~17쪽 싸다. 나일론 (가) 화석 연료를 원료로 하여 최초로 합성한 섬유로 질기고 값이 1 식량 문제의 해결과 화학 자료 분석 선택지 분석 ㄱ. 인류의 식량 문제 해결에 기여하였다. 의류 ㄴ. 대량 생산이 가능하다. ㄷ. 공기의 성분 기체를 원료로 하여 만들 수 있다. 없다 인구 질소 비료 인구와 질소 비료의 사용량이 함께 증 가함 ➡ 인류의 식량 문제 해결과 관련 이 있음 ㄴ. 나일론은 합성 섬유이고, 모브는 합성염료이다. 두 물질은 모 두 대량 생산이 가능하여 인류의 의류 문제 해결에 기여하였다. ㄱ. 나일론과 모브는 인류의 의류 문제를 해결하는 데 기 여하였다. ㄷ. 합성 섬유와 합성염료는 모두 화석 연료를 통해 얻으며, 공기 의 성분 기체를 원료로 하여 만들 수 없다. 1940 1960 1980 연도 선택지 분석 ㄱ. 질소 비료의 사용량 증가는 인구의 증가와 관련이 있다. ㄴ. 암모니아의 합성으로 질소 비료의 생산량이 증가하였다. ㄷ. 질소 비료와 같은 화학 비료의 생산량은 천연 비료의 생산량 4 합성 섬유와 천연 섬유 과 같다. 화학 비료의 생산량 천연 비료의 생산량 선택지 분석 > ㄱ. 산업 혁명 이후 인구가 급격히 증가하여 식량 부족 문제가 발 생하였으나, 질소 비료의 사용량이 증가하면서 인류의 식량 문제 가 해결되었다. ㄱ. 나일론은 합성 섬유이다. ㄴ. 실크는 나일론보다 질기고 신축성이 좋다. 나일론은 실크보다 ㄷ. 나일론과 실크는 모두 탄소 화합물이다. ㄴ. 질소 비료의 원료는 암모니아로, 하버가 개발한 암모니아 합 ㄱ. 나일론은 화석 연료로부터 얻은 최초의 합성 섬유이다. 성법으로 질소 비료의 대량 생산이 가능해졌다. ㄷ. 나일론과 실크는 구조식에 모두 탄소( )가 포함되어 있으므 ㄷ. 천연 비료는 그 양에 한계가 있었지만, 암모니아의 로 탄소 화합물이다. C 합성으로 질소 비료의 대량 생산이 가능해졌다. 따라서 질소 비료 ㄴ. 나일론은 합성 섬유이고 실크는 천연 섬유이므로 나 와 같은 화학 비료의 생산량이 천연 비료의 생산량보다 많다. 일론이 실크보다 질기고 신축성이 좋다. 19_오투과탐(화학1)_정답(01~18)1단원-OK.indd 3 18. 12. 6. 오후 3:34 정답과 해설 3 5 원유의 분리 자료 분석 (가) 끓는점 차이를 이용한 분별 증류 30 C ~120 C 나프타 자동차 연료, 화학 제품 원료 원유 150 C ~280 C 등유 비행기 연료 여러 가지 탄소 화합물의 혼합물 300 C 이상 중유 선박 연료 선택지 분석 8 탄화수소의 종류 자료 분석 H H H C C C H H H (가) CH4 -162 분자식 끓는점 선택지 분석 구분 H H H H H H H H H C C C H H H H H H H H H C C C H H H H H H H H H H H H C C C C C C H H H H H H H H H H H H C C C H H H H H H (나) C2H6 -89 (다) C3H8 -42 ㄱ. (가)의 과정은 끓는점 차이를 이용한 것이다. ㄱ. (가)는 의 주성분이다. ㄴ. 원유의 분별 증류로 얻는 물질들은 탄소 화합물이다. ㄴ. (가) LNG (다) 중 액체로 만들기 가장 어려운 것은 (다)이다. (가) ㄷ. 우리 주변의 많은 물질이 원유로부터 얻어진다. ㄱ. (가)의 과정은 끓는점 차이를 이용하여 혼합물을 분리하는 분 별 증류 과정이다. ㄴ, ㄷ. 원유의 분별 증류로 얻는 물질들은 탄소를 포함하는 탄소 화합물로, 다양한 석유 화학 제품의 원료로 사용된다. 6 탄소 화합물의 종류 선택지 분석 ㄱ. ㉠과 ㉡의 원자 수는 같다. ㄴ. 과 은 탄소 화합물이다. ㄷ. 반응 Ⅱ의 생성물은 연료로 이용된다. CH3OH CH4 ㄱ. ㉠은 ㄴ. 탄소 화합물은 탄소 원자가 수소, 산소, 질소, 플루오린 등의 이므로 원자 수는 로 같다. , ㉡은 CO H2 2 여러 가지 원자들과 결합하여 이루어진 물질이다. 따라서 은 탄소 화합물이다. 과 ㄷ. 반응 Ⅱ의 생성물인 메테인( 된다. CH4 CH4 CH3OH )은 가정용 연료 등으로 이용 액화 천연가스 액화 석유 가스 LNG (가) CH4 LPG C3H8 C4H10 a=-162 -42 탄소 수가 커지므로 끓는점이 높아진다. -0.5 7 탄화수소의 종류 자료 분석 연료 주성분 끓는점( ) °C 선택지 분석 ㄴ. ㄷ. a<-42 LPG 양이다. ㄱ. (가)는 탄소 원자가 개인 탄소 화합물이다. 개 이다. 2 1 를 이루는 탄소 화합물은 탄소 원자들의 결합이 고리 모 자료 분석 사슬 ( C3H8 인( CH4 ㄴ. 탄화수소는 일반적으로 탄소 수가 많을수록 분자 사이의 인력 이 커서 끓는점이 높다. 메테인( )은 탄소 수가 프로페인 )보다 작으므로 끓는점이 프로페인( CH4 )보다 낮다. 메테 )의 끓는점은 이다. C3H8 -162 ㄱ. (가)는 메테인( )으로 탄소 수가 이다. °C CH4 ㄷ. 의 주성분인 프로페인( )과 뷰테인( 1 )은 탄소 C3H8 원자들의 결합이 모두 사슬 모양이다. LPG C4H10 4 정답과 해설 ㄷ. 수소 수  ̄ 탄소 수 는 (가) (나) (다)이다. ㄱ. (가)의 메테인은 > > (액화 천연가스)의 주성분이다. ㄷ. 수소 수 탄소 수 이다. LNG 는 (가) (다)가 각각 , , 이므로 (가) (나) (다)  ̄ 4 3 8/3 > > ㄴ. 끓는점이 낮을수록 액체로 만들기 어렵다. 탄화수소 는 탄소 수가 작을수록 끓는점이 낮으므로 (가)가 액체로 만들기 가장 어렵다. 9 탄화수소의 종류 자료 분석 (가) (나) (다) 탄화수소 분자식 C H H H C H H H 원자 개와 결합한 H 원자 수 3 C3H8 a=2 C4H10 b=2 CH C H CH C C H H H H H C H H H H H C4H10 H C H C H H H H C H 3 H C H ㄴ. a=b 원자 개와 결합한 원자 수는 (나)가 (가)보다 많다. 선택지 분석 ㄱ. 이다. H 원자 ㄷ. (다)에는 2 C 개와 결합한 원자 3 ㄱ. H ㄴ. 원자 3 ㄷ. (다)에는 2 C H 3 10 탄소 화합물의 종류 개와 결합한 C 원자가 있다. C 원자 수는 이다. 개와 결합한 C 원자 수는 (가)가 이다. 원자 개와 결합한 C 원자가 , (나)가 a=b=2 개 있다. 1 2 1 C H C C O H H C C O H H H H H (가) H O H 에탄올( ) C2H5OH (나) 아세트산( ) CH3COOH 선택지 분석 ㄱ. 물에 잘 녹는다. ㄴ. 완전 연소하면 와 이 생성된다. ㄷ. H2O 중 결합이 포함되어 있다. CO2 (나)만 해당 2 19_오투과탐(화학1)_정답(01~18)1단원-OK.indd 4 18. 12. 6. 오후 3:34 ㄱ. 에탄올과 아세트산은 물에 잘 녹는다. ㄴ. 에탄올과 아세트산은 구성 원소의 종류가 모두 , , 이므 로 완전 연소하면 와 이 생성된다. C H O ㄷ. 중 결합이 포함되어 있는 화합물은 (나)뿐이다. H2O CO2 화학식량과 몰 11 탄소 화합물의 종류 자료 분석 2 예 (가) CH4 CH3COOH C2H5OH 예 O와 결합하는 C 원자가 있는가? 아니요 물에 녹아 산성 을 나타내는가? 아니요 (나) (다) ➡ 물에 녹 CH3COOH 을 내놓으므로 산 아 + 성을 나타냄. 식초의 성분 H ➡ 물에 녹아 C2H5OH 이온을 생성하지 않으므 로 중성임. 연료로 이용 ➡ 물에 잘 CH4 녹지 않음. 연료 로 이용 선택지 분석 ㄱ. (가)는 식초의 성분이다. ㄴ. (나)와 (다)는 연료로 이용된다. ㄷ. 물에 대한 용해도는 (다) (나)이다. (나) (다) > > ㄱ. 와 결합하는 원자가 있는 것은 아세트산( )과 O 에탄올( C )이고, 물에 녹아 산성을 띠는 것은 아세트산 CH3COOH C2H5OH )이므로 (가)는 , (나)는 , (다) 은 식초의 성분이다. CH3COOH C2H5OH ㄴ. CH4 C2H5OH ㄷ. 은 연료로 이용된다. CH3COOH 과 CH4 은 물에 거의 녹지 않고, 은 물에 잘 녹 는다. 따라서 물에 대한 용해도는 (나) CH4 (다)이다. C2H5OH ( CH3COOH 이다. 는 > 12 탄소 화합물의 종류 자료 분석 한 분자당 는 (가) (나)이다. •한 분자당 수소 수 탄소 수 수 수소 탄소 수 ~ 3 • 한 분자를 구성하는 원자 수는 (나) : (다) 한 분자를 구성하는 원자 수는 메테인이 따라서 (나)는 에탄올, (다)는 아세트산이다. > 는 메테인이 , 에탄올이 4 ~ 5 , 아세트산이 이다. : , 에탄올이 =9 2 이다. , 아세트산이 8 9 8 (가)는 한 분자당 가 에탄올보다 크므로 메테인이다. 수소 탄소 수 수 ~ ~ 선택지 분석 ㄱ. (가)는 액화 천연가스의 주성분이다. ㄴ. (나)는 온실 기체 중 하나이다. (가) ㄷ. (다)는 의약품의 원료로 이용된다. 본책 19쪽 ㉡ 화학 23 ㉡ 2 44.8 1 ⑴ 원자량 ⑵ ㉠ 분자량 ㉡ 화학식량 ⑶ ㉠ 식량 ⑷ 2 , ㉢ ㉣ 22.4 ㉤ ㉥ 0.5 mol 3.01\10 6.02\10 3 ㉠ 23 11.2 12 C 44 34 의 원자량은 로 원자량의 기준이다. 2 1 ⑴ ⑵ 분자량은 분자의 상대적인 질량이고, 화학식량은 물질의 화학 식을 이루는 각 원자들의 원자량을 합한 값이다. ⑶, ⑷ 기체 몰의 입자 수 몰의 질량 몰의 부피 화학식량 12 = `g , 23 기압) 1 1 , =6.02\10 ( =22.4`L 0`°C 1 기압에서 기체 , 몰의 부피는 1 , 이므로 기 몰이고, 분자 수는 1 CH4 22.4`L 23 0.5\6.02\10 = 2 체 0`°C 는 1 11.2`L 이다. 23 0.5 3.01\10 3 수소는 질량이 이므로 수소의 양( 4`g (㉠)이다. 따라서 부피는 , mol 암모니아는 기압에서 부피가 몰(㉢)이다. 암모니아의 분자량이 0`°C 몰의 질량은 2 2\22.4`L=44.8`L 44.8`L )은 17 1 양( 아 mol mol )은 =2 / 4`g (㉡)이다. 2`g mol 이므로 암모니아의 이므로 암모니 (㉣)이다.이산화 탄 / mol\2 2 소는 17`g 몰이고, 질량이 mol=34`g 이므로 분자량은 0.5 (㉤)이다. 또, 이산화 탄소 22`g 몰의 부피는 / 22`g 0.5`g mol 0.5\22.4`L (㉥)이다. =44`g =11.2`L 0.5 본책 20쪽 A 1 ③ 1 의 양( X2Y 의 질량은 용기 (나)에서가 (가)에서의 배이므로 )도 (나)에서가 (가)에서의 배이다. 또한 2 X2Y 의 질량 X2Y2 )도 (가)에서 mol )을 라고 한다 의 양( 2 X2Y2 의 양( 의 양( mol )을 x 라고 한다 은 (가)에서가 (나)에서의 mol 배이므로 배이다. (가)에서 2 이고, (나)에서 면 (나)에서는 면 (가)에서는 2 2x 2y 이고 (나)에서 전체 원자 수는 X2Y X2Y2 mol 이다. (가)에서 전체 원자 수는 y 이다. 따라서 (가)에서 6x+4y=14N 원자 수는 y=2N (나)에서 원자 수는 Y 이므로 N+8N=9N (가)에서 (나)에서 원자 수 원자 수 3x+8y=19N , 이므로 x=N 이고, Y 2N+4N=6N 이다. Y~ Y~ 이다. 가 (나)에서의 (가)는 메테인( ), (나)는 에탄올( ), (다)는 아세트산 CH4 )이다. ( CH3COOH ㄱ. (가)인 메테인은 액화 천연가스( C2H5OH )의 주성분이다. ㄷ. (다)인 아세트산은 의약품의 원료, 식초의 성분 등으로 이용 LNG = 9N 6N =3/2 된다. ㄴ. 온실 기체 중 하나는 (가)인 메테인이다. (나)와 (다) 는 실온에서 액체 상태로 존재하는 물질이다. 1 ③ 7 ③ 2 ① 8 ③ 3 ① 4 ④ 5 ⑤ 6 ④ 본책 21쪽~22쪽 정답과 해설 5 19_오투과탐(화학1)_정답(01~18)1단원-OK.indd 5 18. 12. 6. 오후 3:34 1 화학식량과 입자 수의 관계 선택지 분석 4 화학식량과 몰, 입자 수의 관계 자료 분석 원자 몰의 질량 원자량 원자 개의 질량 이므로 23 원자량은 가 1 X 의 원자량은 W ㄱ. ㄴ. 와 W XZ2 Z 가 가 가 = , = , 이다. \6\10 , 1 Y 에 포함된 원자는 이므로 12 14 1 1`g 의 분자량은 모두 이므로 44 몰 포함되어 있다. 따라서 1 의 분자량은 로 같다. 34`g YW3 16 W 몰이다. 1 에는 분자가 ㄷ. Y2Z YW3 몰 포함되어 있고, 원자는 총 YW3 에 포함된 원자 수는 2 34`g 2 화학식량과 몰, 입자 수의 관계 17 8 8\6\10 이다. 23 자료 분석 화합물 분자식 부피( ) 질량이 같은 기체의 의 비는 (가) (나) (다) XY4 Z2 ZX2 선택지 분석 ㄱ. 분자량은 L 22 11 8 이다. 1부피 밀도비이고 이는 분자량비와 같다. 따라서 분자량비는 (가) : (나) : (다) : : 이다. =1/22 1/11 1/8 ㄴ. 에 들어 있는 원자 수는 (가)가 (나)의 XZ2>XY4 1`g ㄷ. 원자량은 이다. X>Z XXY4 비가 : : XZ2 XY4= 1 8 : 1 22 의 배이다. =22×5 11×2 ㄷ. 분자량비는 : : : 이므로 원자량비는 5 : Z2 XZ2= 1 1 이다. 따라서 원자량은 8 11 =8 : 11 이다. Z=3 X 3 화학식량과 몰, 입자 수의 관계 4 XA 7 8 분자 당 구성 원자 수 분자의 상대적 질량 분자식 A 화합물 7 성분 원소 B (가) (나) (다) , A B , A , B B C 선택지 분석 ㄱ. (나)의 분자식은 이다. 2 3 3 15 22 9 AB A2B BC2 ㄴ. 원자량비는 : A2B : : : 이다. : : ㄷ. 같은 질량에 들어 있는 A B 16 의 원자 수비는 (가) : (다) 14 1 8 1 : 이다. ㄱ. (가)와 (나)의 분자의 상대적 질량 차이 은 원자량이 작은 =3 5 C=7 B 의 상대적 원자량이 된다. 따라서 의 상대적 원자량은 A 이고, 7 ㄷ. (다)에서 의 상대적 원자량이 A2B 이므로 의 상대적 원자량은 이고, 분자식은 B C 이다. (가)의 분자식은 8 이므로 같은 질 0.5 량에 들어 있는 BC2 의 원자 수비는 (가) : (다) AB : : 이다. 이다. B =1/15 1/9=3 5 ㄴ. 원자량비는 : : : : : : A B C=7 8 0.5=14 16 1 8 화학식량과 몰, 입자 수, 질량, 부피의 관계 자료 분석 A(g) x L 피스톤 B(g) y L 선택지 분석 ㄱ. 는 이다. ㄴ. A : X2 : 이다. 분자량은 X2 량의 부피는 이다. 는 가 보다 작고 같은 질 , X2 이므로 는 A X3 A>B B X3 ㄷ. 실린더 내부 기체의 밀도비는 2 y=3 x 와 가 같다. : ㄱ. 기체의 양( B=2 B )과 부피는 비례하므로 기체의 양( A A )은 : 3 이다. mol 와 중 하나이므로 같은 질량을 넣었을 mol 는 , X3 X2 는 분자량이 작은 이다. A>B 때 양( A )이 큰 B mol ㄴ. 같은 질량인 A 와 의 분자량비가 X2 : : 이므로 몰비 : A 이다. 기체의 양( B A )과 부피는 비례하므로 부 3 B=2 는 : A 피비는 이다. B=3 : x ㄷ. 밀도비는 : 2 y=3 2 : mol : : 이다. A B= 1 x 1 y =2 3 1 ① 7 ① 2 ⑤ 8 ③ 3 ⑤ 9 ② 4 ⑤ 5 ① 6 ④ 10 ⑤ 11 ④ 12 ④ 본책 23쪽~25쪽 기체 분자식 질량( ) 전체 원자 수 (상댓값) 단위 질량당 부피 (상댓값) 7/8NA 4/3NA 3 4 1 화학식량과 몰, 입자 수의 관계 자료 분석 (가) (나) AnB2 m A3B4 AmB2 n A2B6 g 5 5 선택지 분석 ㄱ. 이다. ㄴ. (나)의 분자량은 n=3 ㄷ. 의 원자량은 A 이다. 이다. 30 60 12 14 ㄱ. (가)와 (나)의 질량이 으로 같으므로 기체의 분자 수비는 5`g 단위 질량당 부피비와 같다. 분자 수비는 (가) : (나) : 이므 로 전체 원자 수비는 (가) : (나) 이다. 따라서 (가)의 실험식은 =3\ ) : ( n+2m =3 ( 4 m+2n 4\ ) : , =7/8 4/3 3m=2n 이고 (가)는 실험식이 분자식과 같으므로 A3B4 ㄴ. (가)의 전체 원자의 양( )은 A1.5mB2m= 이다. , n=3 m=2 분자당 원 몰이고 mol )은 7/8 1 몰이다. (가) 의 양 7 )이 ( 몰이므로 분자량은 이다. 분자량비는 (가) : (나) mol 1/8 5`g mol : 1/8 이므로 (나)의 분자량은 40 이다. 라고 할 때 =4 ㄷ. (가)의 분자량은 량을 3 , 의 원자량을 40 b 이다. a 이므로 B , b=1 a=12 2 화학식량과 몰, 입자 수의 관계 자료 분석 이고 (나)의 분자량은 30 이다. 의 원자 , 30 3a+4b=40 A 2a+6b=30 화합물 분자당 구성 원자 수 성분 원소의 질량비 ) : ( 같은 수의 결합한 와 의 질량 A 비 (몰비) B X Y Z 3 3 5 A : B 7 : 4 7 : 16 7 12 4 16 12 분자식 A2B AB2 A2B3 선택지 분석 ㄱ. 원자량은 이다. ㄴ. 의 분자식은 A>B AA 원자 몰당 결합한 와 의 몰비는 : 이다. ㄴ. Z X 와 C 는 각각 1 와 A B 2 중 하나이고, 원자량은 1 가 보 W X 다 크므로 AC2 AC 의 질량비가 더 큰 는 이고, 는 C A 이다. 와 C 는 각각 와 중 하나이고, 원자량은 W AC2 X 가 AC Y 보다 크므 로 Z BC2 BC 의 질량비가 더 큰 는 이고, 는 C 이다. B 와 분 C 자당 의 개수는 같고, Z 와 BC2 의 질량비를 비교하면 BC Y X 가 Y 보다 1 A 큰 것으로 보아 원자량은 C B 이다. B A ㄷ. 는 이고, 이므로 에서 원자 개와 결합한 AC 원자의 개수는 X 는 B>A BC2 Z 개이고, 에서 X 원자 C 개와 결합한 2 원자 Z 와 C 에서 원자 2 몰당 결합한 B X Z C 1 A 개이다. 따라서 2 : 이다. A 의 개수는 와 의 몰비는 1 ㄱ. B 이다. 는 2 1 BC Y 4 화학식량과 몰, 입자 수의 관계 자료 분석 피스톤 A(g) 5 L (가) 선택지 분석 B(g) 15 L 질량이 같으므로 몰비는 : (가) : (나) ➡ 분자량비는 (가) : (나) 이다. 3 =1 이다. : (나) =3 1 ㄱ. (가)에서 는 몰이다. ㄴ. 분자량은 A 1/6 가 의 배이다. ㄷ. (나)에서 A 의 분자식은 B 3 이다. B ㄱ. 의 양( )은 A 다. 따라서 mol C2H2 , 90`°C 1 의 부피( 기압에서 기체 L 1 A 이다. ) 몰의 부피( 이 ) L / 5`L ㄴ. 기체의 질량이 같을 때 기체의 양( =1/6`mol mol 30`L 와 비례한다. 의 질량은 각각 mol 으로 같고 부피로 보아 기 체의 양( A B )은 가 의 배이므로, 기체의 분자량은 13`g 가 의 배이다. mol B A 3 A B )은 기체의 분자량에 반 ㄷ. 의 양( B mol 의 몰 질량은 ) / = 15`L 30`L / mol 26`g 와 = B 이다. 따라서 mol 의 몰 / 질량( 13`g 의 분자량은 g ` mol 이며, 이므로 ) B 와 의 원자량은 각각 이므로 B 의 분자식은 C 이다. H 12 1 B 26 C2H2 5 화학식량과 몰, 입자 수의 관계 자료 분석 1 g 당 분 자 수 5N 4N AB2 AB3 0 (가) (나) 선택지 분석 ㄱ. 원자량은 이다. 당 분자 수는 분자량에 반비례하므로 당 분자 수가 작다. 이며 분자량 분자량이 클수록 1`g (가)는 이고, (나)는 1`g AB3 비는 (가) : (나) AB2 : = 1 4N 1 5N : =5 4 이다. ㄴ. A>B 당 원자 수는 (나) (가)이다. (가) (나) ㄷ. 같은 온도와 압력에서 기체의 밀도는 (나) (가) 1`g > (가)이다. (나) > > > ㄱ. 당 분자 수는 분자량에 반비례하므로 분자량이 클수록 당 분자 수가 작다. (가)는 1`g 이고, (나)는 1`g 이며 (가)와 (나) 의 분자량비는 (가) : (나) : AB3 = 1 4N , (나)의 분자량을 4M 보다 크다. B 가 은 자량을 5M 자량 차이인 M 라서 원자량은 1 5N A AB2 : 이다. (가)의 분 4 이라고 할 때, (가)와 (나)의 분 =5 의 원자량이므로 의 원자량은 이다. 따 2M B ㄴ. 당 원자 수는 (가)가 A 1`g 5N\3=15N ㄷ. 같은 온도와 압력에서 기체의 밀도는 분자량에 비례한다. 따 라서 분자량이 큰 (가)가 (나)보다 기체의 밀도가 크다. 4N\4=16N 당 원자 수는 (가)가 (나)보다 크다. 이다. 따라서 , (나)가 1`g 6 화학식량과 몰, 입자 수, 질량, 밀도의 관계 선택지 분석 ㄱ. 기압에서 생성된 이산화 탄소( , 기준 Ⅰ과 기준 Ⅱ에서 밀도는 서로 같다. 0`°C 1 ㄴ. 생성된 이산화 탄소( )의 분자 수 CO2 )의 밀도 ㄷ. 소모된 산소( CO2 )의 질량 O2 ㄴ. 기준 Ⅰ에서 탄소 탄소 몰의 질량은 다음 식에 의해 1 몰의 질량은 이지만 기준 Ⅱ에서 이다. 12.000`g 12.003`g : : 16.000 =12.003`g 몰의 질량이 기준 Ⅰ에서보다 크므로, 탄소 1 12.000`g 15.995=x x=12.000`g\ 16.000 기준 Ⅱ에서 탄소 15.995 몰에 들어 있는 탄소 원자 수는 기준 Ⅰ보다 기준 Ⅱ에서 더 많다. 1 1 몰을 완전 연소시켰을 때 생성된 이산화 탄소의 분 따라서 탄소 자 수도 기준 Ⅰ보다 기준 Ⅱ에서 더 많다. ㄷ. 기준 Ⅰ보다 기준 Ⅱ에서 탄소 므로 탄소 Ⅰ에서보다 기준 Ⅱ에서 더 크다. 몰을 완전 연소시켰을 때 소모된 산소의 질량은 기준 몰의 질량과 원자 수가 더 크 1 1 1 3 8 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(01~18)1단원-OK.indd 8 18. 12. 6. 오후 3:34 ㄱ. 원자량을 정하는 기준이 달라져도 원소의 실제 질량 9 화학식량과 몰, 입자 수, 부피의 관계 은 변하지 않으며, 온도와 압력이 같을 때 일정량의 분자가 차지 자료 분석 하는 부피도 변하지 않는다. 따라서 산화 탄소의 밀도는 기준 Ⅰ과 기준 Ⅱ에서 같은 값을 나타낸다. 기압에서 생성된 이 , 0`°C 1 X ㄱ. (나)의 부피는 (가)의 80 이므로 의 양( )은 서 (나)의 부피 7 화학식량과 몰, 입자 수의 관계 자료 분석 분자량 분자량 분자량 2 H2 2V L 1 g 32 O2 V L w g 80 XO3 2V L 40 g (가) 몰 (나) 몰 (다) 몰 0.5 0.25 0.5 선택지 분석 ㄱ. 이다. ㄴ. 의 원자량은 w=8 이다. w=16 X ㄷ. 산소의 원자 수비는 (가) : (나) 32 : 이다. : ㄴ. 온도와 압력이 같을 때 모든 기체는 같은 부피 속에 같은 수의 =2 3 1 3 분자를 포함한다. 의 분자량은 이므로 (가)에서 의 양 ( )은 mol 의 양( 0.5 )도 의 분자량은 mol H2 1`g 몰이다. (가)와 (다)의 부피가 같으므로 (다)에서 이므로 2 몰의 질량이 몰이다. H2 XO3 0.5 의 원자량은 0.5 이고, 이다. 40`g XO3 XO3 32 1 이므로 2 이다. 따라서 32 몰이다. 의 분자량은 O2 mol 몰의 질량은 0.25 / 32`g mol\ ㄷ. (나)에서 O2 g 0.25`mol=8` )은 O2 0.25 의 양( 의 양( mol XO3 몰이므로 )은 이다. 0.25 원자의 양( O2 w=8 O 몰이므로 0.5 O )은 몰이다. 따라서 산소의 원자 수비는 (가) : (나) mol )은 mol 원자의 몰이다. (다)에서 0.5 양( : mol 이다. 1.5 3 8 화학식량과 몰, 입자 수, 질량, 부피의 관계 (가)와 (나)는 질량이 같지만 부피비가 : 이므로 분자량비는 (가) : (나) 이다. : (가) : (나) =1 2 : ➡ 원자량비는 =2 1 A 이다. : B=2 1 자료 분석 질 량 ( g ) x (가) (나) AB2 B2 0 1 2 부피(L) 선택지 분석 ㄱ. (가)는 이다. AB2 ㄴ. 원자량비는 : : 이다 . ㄱ, ㄴ. 같은 질량의 부피비가 (가) : (나) : 이므로 분자량비 는 (가) : (나) : 이다. 따라서 (가)는 , (나)는 2 이고, 원 자량비는 이다. =2 : : 1 B=2 A ㄷ. 같은 질량에 포함된 전체 원자 수는 1 B2 질량 분자량 =1 AB2 자당 원자 수)이므로 분자량을 이라고 하면 (가) : (나) ( 분 \ 1 = x 2M M : 이다. : x M \3 \2=3 4 기체 분자식 기체의 양 기체의 양( ) mol 원자의 양( ) H 기체의 부피( mol ) L 총 원자 수 (가) H2 x`g 2 1 2 3V 2 2N_A (나) CH4 1/2NA 1/2 2 3V 4 5/2NA (다) NH3 V`L 2/3 2 V 8/3NA 선택지 분석 ㄱ. 이다. x=4 ㄴ. (나)의 부피는 x=2 이다. 3V 4 `L ㄷ. (다)에 있는 총 원자 수는 이다. 4/3NA )이 8/3NA ㄴ. (나)에서 기체의 양( 몰이므로 원자는 몰이다. (다)에서도 원자가 mol 0.5 몰이므로 는 H 2 몰이다. (다)에서 H 2 몰이 차지하는 부피가 NH3 2/3 이므로 (나)에서 NH3 이 차지하는 부피를 2/3 V`L 라고 하면, 몰 : 몰 : y 1/2 2/3 =y V 몰 CH4 0.5 이다. 따라 y= 3V ㄱ. (나)에서 4 H 이다. 이다. 따라서 이다. `L 원자가 2 x=2 ㄷ. (다)에서 기체의 총 원자 수는 몰이므로 (가)도 원자가 몰 H 2 이다. 2/3NA\4=8/3NA =1 10 화학식량과 몰, 입자 수, 질량, 부피의 관계 자료 분석 12`L  8`g XY4 3 L, 2 g 12`L  9`g Y2Z 4 L, 3 g XZ2 12 L, 22 g 분자량비 : : : : XY4 Y2Z XZ2=8 9 22 선택지 분석 Z 와 ㄴ. ㄷ. X XY4 XY4 ㄱ. 와 의 원자량의 비는 : 이다. 의 분자량의 비는 4 : 이다. 3 몰의 질량과 같다. 9 8 Y2Z 몰의 질량은 Z2 ㄱ, ㄴ. 2 1 의 질량은 이므로 의 질량은 3`L 의 질량은 2`g 이므로 XY4 이므로 의 질량은 각각 4`L 12`L 의 분자량을 XY4 의 분자량은 Y2Z 3`g XY4 8`g 이라고 가정하면 의 원자량을 이다. 한편, 8 XZ2 라고 하면 다음과 같은 식이 성립한다. 22 X , 8`g 이 의 질량은 12`L 9`g 12`L , XZ2 Y2Z 22`g 9`g , 의 분자량은 Y2Z 는 , 9 z 는 Y , Z x y , , x+4y=8 x+2z=22 2y+z=9 , , 위 식을 풀면 y=0.5 z=8 x=6 이다. : 이고, 의 분자량은 이므로, 와 의 원자량비는 X Z 의 분자량은 이므로 몰 Z2 몰의 질량은 같다. 8 16 XY4 2 ㄷ. 3 4 XY4 의 질량과 Z2 1 정답과 해설 9 ㄷ. 같은 질량에 포함된 전체 원자 수비는 (가) : (나) 1 B=2 A 이다. : : =3 3 8 4 : 3 4 이고, XY4 Y2Z 다. 즉, 기체 19_오투과탐(화학1)_정답(01~18)1단원-OK.indd 9 18. 12. 6. 오후 3:34 11 화학식량과 몰, 입자 수, 질량, 부피의 관계 자료 분석 기체 분자식 질량( ) 부피( ) 분자 수 g L 전체 원자 수 (상댓값) (가) (나) (다) AB A2B ABx 선택지 분석 2 ① ④ 9 15 y =45 11 23 ② ⑤ 11 18 7 1.5NA 0.5NA 4 =1 z 2 ③ 12 (가) 의 와 (다) 의 에서 전체 원자 수비는 (가) : (다) AB , t`°C 는 1 0.25 는 0.5NA (나) 원자량) A2B 이다. : 이므로 1.5NA =1.5\2 0.5\ 기압에서 기체 몰이고, 질량은 1 11`g 몰이므로 분자량은 의 분자량의 합은 0.5NA ABx : ) ( x=2 1+x =2 이므로 (나) 몰의 부피는 1 A2B 28`L 이다. (다) 이므로 분자량은 이다. 의 원자량 44 ( 0.5 와 (다) 이므로 AB2 46 의 분자량은 7`L AB2 의 는 =90 몰이므로 AB , 1.5 y=45 =1.5 (가)와 (나)의 전체 원자 수비는 (가) : (나) 이다. 30 y 30 : , z=1 z =4 이다. 따라서 y x+z = 45 2+1 =15 3\ 이고, (가) A +B 1.5NA AB : =1.5\2 이다. 0.25\3 12 화학식량과 몰, 입자 수, 질량, 부피의 관계 자료 분석 • (가) (다)는 각각 실험식과 분자식이 같다. • (다)를 구성하는 원자의 수와 원자의  ̄ 수는 같다. X (다)의 실험식과 분자식은 Y 이다. XY Y 의 질 량 32 24 16 ( g ) 8 0 (다) XY (가) XY2 (나) X2Y 7 14 21 28 X의 질량(g) 선택지 분석 ㄱ. 분자량은 (다)가 (가)보다 크다. 작다 ㄴ. ㄷ. (가) 속에 들어 있는 분자의 양( )은 (나)가 (가)보다 크다. 와 결합하는 1`g 몰의 1 (다)는 각각 실험식과 분자식이 같고, (다)를 구성하는 )은 (다)가 (나)의 의 양( mol mol Y X 2 배이다. 원 자의 수와  ̄ 이다. 또, (다)는 구성 원자의 질량비가 Y 원자의 수는 같으므로 (다)의 실험식과 분자식은 X : : XY : 이므로 원자량비가 : : 이다. X Y=21 24=7 (가)에서 와 8 : X : X 의 질량비가 8 Y=7 이므로 실험식과 분자식은 : Y=7 : X : Y 16 XY2 2 의 질량비가 Y=1 와 Y 이므로 실험식과 분자식은 X X : : 이고 원자 수비는 X 이다. 또한 (나)에서 이고 원자 수비는 : Y=14 이다. 8 X2Y 보다 크므로 분자량은 (가) X Y=2 가 (나) ㄴ. 원자량은 1 가 보다 크다. 따라서 같은 질량 속에 들어 있는 분자의 양( Y X XY2 X2Y )은 (나)가 (가)보다 크다. ㄷ. (나)의 분자식은 이고, (다)의 분자식은 이므로 같은 양( )의 X2Y 와 결합하는 의 양( XY )은 (나) : (다) : 이다. mol Y ㄱ. (가)의 분자식은 X mol =1 이고, (다)의 분자식은 이므 XY2 로 분자량은 (가)가 (다)보다 크다. mol 2 XY 화학 반응식과 용액의 농도 본책 27쪽 1 ⑴  ⑵ ⑶  2 ⑴ ⑵  ⑶ ⑷ \ \ \ \ 의 분자량은 이므로 은 몰이다. 화학 반응 : N2 이고, 계수비와 몰비는 같으므 1 ⑴ 식의 계수비는 N2 28`g 는 1 몰이다. : 28 NH3=1 N2 1 N2 몰이 반응할 때 생성되는 2 NH3 로 ⑵ 화학 반응식의 계수비는 몰비와 같으므로 반응하면 ⑶ NH3 몰이므로 충분한 양의 N2 몰이 생성된다. 몰이 남고 2 3 몰과 몰이 H2 3 와 반응시켜 생성되는 N2 NH3 2 몰의 부피는 2`mol\ 에 들어 있는 포도당의 양 , H2 는 이다. 1 은 2 몰이다. 3 2 기압에서 N2 6`g NH3 0`°C / 2 22.4`L mol=44.8`L 2 ⑴ 0.1 M )은 ( ⑵ 포도당의 분자량은 mol 0.1 M\0.5`L=0.05`mol 이다. 180 포도당 수용액 ⑶ 포도당 mol\0.05`mol=9`g 지만, 용액의 부피가 0.05 보다 작아진다. 500`mL 이다. 500`mL 이므로 포도당 몰은 / 0.05 180`g 몰이 되 몰을 더 녹이면 포도당의 양( )은 보다 커지므로 수용액의 농도는 mol 0.1 M ⑷ 수용액이 들어 있는 용기는 부피 플라스크로, 일정한 몰 농도 0.2 의 용액을 만들 때 사용한다. Q1 66`g Q2 5`L 본책 28쪽 Q3 11.2`L )은 / 22`g 44`g 이 완전 연소될 의 분자량이 44 Q1 C3H8 C3H8 연소 반응의 화학 반응식은 다음과 같다. ) ( C3H8 ) ( +5O2 g g 의 분자량은  이므로 ( ) 3CO2 g ( ) +4H2O C3H8 l 의 양( 22`g mol 이다. 화학 반응식의 계수비는 몰비와 같으므로 몰비 mol 44 =0.5`mol : 는 C3H8 때 생성되는 이므로 질량은 : 이다. 따라서 C3H8 몰이고, CO2=1 CO2 의 양( 3 mol )은 1.5 / mol=66`g 1.5`mol\44`g 22`g CO2 이다. Q2 암모니아 생성 반응의 화학 반응식은 다음과 같다. N2 화학 반응식의 계수비가 ( ) ( ) +3H2 얻기 위해 필요한 g g  ) ( 2NH3 g : NH3=1 N2 이다. 의 부피는 5`L 2 N2 : 이므로 를 NH3 10`L Q3 마그네슘과 염산의 반응의 화학 반응식은 다음과 같다. ( MgCl2 aq ) +H2 ( ) g ) ( s ( ) +2HCl 은 aq Mg Mg 수비가 는 H2 피는 12.15`g :  / 12.15`g =0.5`mol 24.3`g : H2=1 12.15`g , 몰이다. )은 1 0.5 mol 이다. / 1 mol=11.2`L 0.5`mol\22.4`L Mg 0`°C mol 이므로 Mg 의 양( 이다. 화학 반응식의 계 이 반응할 때 생성되 기압에서 몰의 부 H2 0.5 10 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(01~18)1단원-OK.indd 10 18. 12. 6. 오후 3:34 A 1 ② 2 ③ 1 반응 전후 질량은 보존되며, 반응물의 계수의 합이 생성물의 계수의 합보다 크면 반응이 일어나면서 전체 기체의 부피가 감소 한다. 따라서 이다. a>1 의 가 B 분자량이 배이므로 의 분자량을 , 의 분자량 을 A 이라 하고, 실험 2 I 가 )은 A 에서 반응물의 질량이 2M w`g 배이다. 따라서 실험 의 M 기체의 양( 으로 같으므로 B 에서 ( )가 모두 반응하였고 양적 관계는 다음과 같다. mol A B 2 I A g [실험 I] ( ) ( ) ( ) aA g + B g  2C g 반응 전( ) mol ) 반응( mol 반응 후( ) w 2M w 2M - w M - w M w 2aM w 2aM - + 2w 2aM 2w 2aM mol mol 0 일정한 온도와 압력에서 기체의 부피는 기체의 양( )에 비례하 므로 반응 전 : 반응 후 : =V 이다. V= 5 6 w 2M + w M : w M + 이다. 따라서 w 2aM 와 A B B=2M\2 : : 는 : 의 분자량비와 계수비가 : 이므로 반응 질량비는 : a=2 : 이다. 따라서 2 1 이다. 실험 1 의 반응 질량비 A M\1=4 : : 5 1 의 질량은 B A 이므로 생성된 C=4 A ̄C 에서 반응한 의 질량이 I A 이며, 반응 후 부피가 w`g C 5w 4 `g C 이므로 의 단위 부피당 질량은 5w 4 5 V , 6 4w`g 5/6V`L 실험 Ⅱ에서 반응물의 질량이 A 이므로 질량비가 Ⅱ의 양적 관계를 나타내면 다음과 같다. 는 : : A A B B=4 1 이다. = 3w 2V 는 이고, 반응 2w`g 가 모두 반응한다. 따라서 실험 [실험 Ⅱ] ) ( ) ( ) + B g  2C g 2w M - 2w 2M - 2w 2M 이고, 전체 기체의 양( + 4w 2M 4w 2M 2w M 5w`g 몰이다. 실험 에서 전체 기체의 양 mol I 몰, 부피는 이므 g ( 2A 4w 2M - 4w 2M 반응 전( ) mol ) 반응( mol 반응 후( ) mol 0 반응 후 생성된 의 질량은 2w M ( - 2w 2M )은 w M C + 4w 2M w 2aM = 6w 2M + 2w 2aM - 서 의 단위 부피당 질량은 C 반응 후 Ⅰ에서 Ⅱ에서 ` ` C C 의 의 ` ` 단위 단위 ` ` 5w 2V 부피당 부피당 ` ` 질량 질량 = 5w 4M 2V`L 이다. mol 로 실험 Ⅱ에서 전체 기체의 부피는 이다. 따라서 실험 Ⅱ에 5/6V`L 이다. = =3/5 3w 2V 5w 2V 본책 29쪽 2 질량 보존 법칙에 의해 반응 전후 원자의 종류와 수는 같다. 따라서 제시된 화학 반응식의 계수를 맞추면 다음과 같다. ( ) ( 4NH3 실험 g ) +5O2  에서 반응물의 양( g ( ) ( 4NO )은 ) +6H2O 가 g g 몰( / = 34~`g mol 2 17`g )이다. 화학 반응식의 계수비는 NH3 mol ), O2 : I 가 몰( 25/8 : / = 100~`g 32`g mol 이고, 화학 반응식의 계수비는 반응 몰비와 같다. 따라 O2 몰이 반응하여 몰이 생 NH3 H2O 몰과 NO )은 가 가 2 몰, 3 몰이므로 몰과 5 2 O2=4 서 NH3 성된다. 실험 Ⅱ에서 반응물의 양( 2.5 NH3 ㄱ. , 2 a=4 따라서 ㄴ. 실험 생성된 몰과 mol 이다. d=6 몰이 반응하여 O2 2.5 , , c=4 b=5 a+bw1+w2 이 반응의 화학 반응식은 다음과 같다. ( ( ) +2HCl aq 의 화학식량은  ) ( CaCl2 aq 이므로 ( ) ( ) ) +CO2 +H2O g 의 양( CaCO3 mol l )은 100 CaCO3 ㄱ. s CaCO3 몰이다. w1 ㄴ. 화학 반응식에서 계수비가 100 한 과 생성된 CaCO3 ㄷ. 반응 후 : : 이므로 반응 CaCO3 의 몰비가 같다. CO2=1 가 빠져나가므로 질량이 감소하게 된다. 1 따라서 반응 후 질량인 은 보다 작다. CO2 CO2 w3 w1+w2 4 화학 반응식에서의 양적 관계 선택지 분석 ① ② ④ ) ( w1 w3-w2 ) ( w2-w3 w1 화학 반응식에서 계수비가 100 100 ⑤ 100 100 ③ ) ( w1 w2-w3 ) ( w1+w2-w3 w1 : ) ( w3-w2 w1 100 : 이므로 발생한 CaCO3 CaCO3 의 양( CO2=1 mol 의 분자량은 이므로 )과 같다. 1 CO2 의 양( )은 반응한 CO2 mol 분자량 의 w1+w2-w3 CO2 ( ` w1+w2-w3 = 100 w1 ) 100 이다. w1 정답과 해설 15 19_오투과탐(화학1)_정답(01~18)1단원-OK.indd 15 18. 12. 6. 오후 3:34 4 의 6 몰이라 하고, 를 가 몰일 때 가 모두 반응하고 의 계수비와 기체의 부피비가 같으므로 B C 5 화학 반응식에서의 양적 관계 자료 분석 ( ) ( ) ( ) ( ) ( 는 반응 계수) A g 의 양( +B ) g  C g +xD 2 g x 2 8 B mol 기체의 몰비 : : 1 1 2 : : 1 1 2 선택지 분석 ① 1/2 ④ ② 1 ⑤ ③ 2 w`g 가 남았다고 가정하면 반응 후 A B a B )몰, 는 는 ( 2 A a-2 C 이때 가지 기체의 존재비가 : : 이므로 다음 는 몰, A 2x 2 가지 경우를 D 2 인 경우 인 경우 가 모두 반응한다고 가정하고 양적 관계를 위 ii 2 1 1 , ) x=2 a=4 몰이 존재한다. 생각할 수 있다. 3 i , ) x=1 a=6 몰일 때 가 8 B 가지 경우로 나타내면 다음과 같다. A ) ( ) ( ) ( ) ( ) i 반응 전( ) A g + B g  C g `+`D g ➡ 가지 기체의 존재비가 mol : 이 되어 조건에 맞지 않는다. +6 6 ( ) +6 6 ( 2D ) g 반응( mol ) 반응 후( mol ) ) 3 ii 반응 전( 6 -6 0 ( ) 8 -6 : 2 ( 1 B ) 3 3 g 반응( 반응 후( mol ) ) mol 가지 기체의 존재비가 8 4 -4 -4 : 4 0 이 들어 있는 실린더에 1 B mol 1 3 w`g A 관계는 다음과 같다. ➡ ) A g `+  C g `+ : +4 가 되므로 4 +8 , 8 x=2 a=4 몰을 넣어 반응시킬 때의 양적 2 6 이다. ( ) ( ) ( 반응 전( ) A g `+ B g  C g 반응( 반응 후( mol 따라서 ) mol ) 4 -4 mol ) 의 양( 0 남은 반응물의 양( mol D 6 -4 2 ) =8/2=4 mol ( ) g ) `+2D +4 4 이다. +8 8 6 화학 반응식에서의 양적 관계 자료 분석 ( ) ( ) ( ) 2A g  bB +cC g b+c=5 g X Y 밀 도 (상 댓 값 ) 5 2 5 4 1 0 반응이 완결된 지점 ➡ 가 모두 분해되었다. A 시간 선택지 분석 ① 2/3 ④ 1/3 ② ⑤ 1/2 1/6 ③ 2/5 반응 전후에 질량은 보존되므로 , 와 반응이 완결된 지점에서 Y 실린더 속 전체 기체의 질량은 모두 X 이다. 또한 밀도 wX 이므로 에서 기체 의 부피를 이라고 하면 밀도 X A V1 이고, 반응이 완결되었을 때 밀도가 V1=2/5wX 전체 기체의 부피( 와 의 부피의 합)는 이다. 화학 반응식 1 질량 부피 = , wX V1 =5/2= 이 되었으므로 5/2V1 : ( 2 b+c : ) =V1 5/2V1 이다. 따라서 이다. 기체의 온도와 압력이 일정할 때 기체의 양( b+c=5 )은 기체의 부피 에 비례하므로 반응 초기( ) 의 양( 하고, 에서 혼합 기체의 부피는 X A mol )은 에 비례 mol V1=2/5wX 이므로 혼합 기체의 양 Y )은 ( 2 에 비례한다. 이를 이용하여 에서 로 될 때 반 mol 응한 4/5wX 의 부피를 라고 하면, 반응의 양적 관계는 다음과 같다. X Y 4/5wX 반응한 부피 반응 전 부피 g ( A ) 2x 2A 2/5wX -2x 2/5wX-2x 에서 혼합 기체의 부피는 반응 후 부피 ( ) ( )  bB g + cC g +bx bx +cx cx 이다. Y A 이므로 2/5wX-2x+bx+cx=4/5wX 에서 이다. 또한 로 될 때 반응한 b+c=5 의 부피인 x=2/15wX X Y 이므로 에서 남아 있는 의 부피는 2x=4/15wX Y 이다. 따라서 A 에서 의 부피는 2 5 w X- 4 14 w X= 2 15 , 질량은 w X 이고, V1=2/5wX 은 이므로 : wX wY wX wY=2/5wX X A 에서 의 부피는 , 질량 Y : A , 2/15wX wY wX =1/3 2 wX 15 이다. 7 화학 반응식에서의 양적 관계 자료 분석 ( ) ( ) ( ) ( 는 반응 계수) ( C g ) +2D g b 2A g +bB 2 g  반응 전 실험 Ⅰ Ⅱ 의 부피( ) 의 부피( ) A L B L x =6 x =6 4 9 선택지 분석 ① 3/4 ④ 3 ② 4/3 ⑤ 12 반응 후 전체 기체의 양( 의 양( ) ) mol C mol 4 4 ③ 2 16 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(01~18)1단원-OK.indd 16 18. 12. 6. 오후 3:34 에 의 부피를 달리하여 반응시켰을 때 실험 과 Ⅱ에서 ) (가)와 (나)에서 가 모두 반응하는 경우 ) x`L B A 전체 기체의 양( 의 양( ) mol 4 가 모두 반응하고, 실험 Ⅱ에서 B A 양적 관계를 나타내면 다음과 같다. mol C 의 값이 로 서로 같다. 따라서 실험 에서 가 모두 반응한다고 가정하여 I I ii (가)와 (나)에서 반응 후 생성되는 B 의 양( )은 (나)에서가 (가) 에서보다 크고, 남아 있는 C 의 양( )은 (나)에서가 (가)에서보 mol 다 작으므로 은 (나)에서가 (가)에서보다 크므로 주어진 자 A mol 생성물 반응물 n n 료에 부합한다. (가)와 (나)에서 가 모두 반응하는 경우에 대한 B 양적 관계를 나타내면 다음과 같다. [(가)의 경우] 반응 전( ) aA + B  반응( mol ) 반응 후( mol ) mol [(나)의 경우] `m -2a m-2a 2 -2 0 반응 전( ) aA + B  2C` +4 4 2C` +6 6 반응( mol ) 반응 후( mol ) mol (가)의 경우 반응 후 3 -3 0 `m -3a m-3a n n 생성물 반응물 생성물 경우 반응 후 반응물 n n 는 반응 계수로 =6 인데, 이므로 이고, (나)의 =4 이므로 m-2a=1 이다. 따라서 `m-3a=1 이 될 수 없으므로 모순이다. a=0 를 대입하면 18-xb+3x= , x=6 b= 12 x a 0 ) (가)에서는 가 모두 반응하고, (나)에서는 가 모두 반응하 iii 는 경우, B 생성물 은 (나)에서가 (가)에서보다 크므로 주어진 자료 A 반응물 n n 에 부합한다. (가)에서는 가, (나)에서는 가 모두 반응하는 경 A 우에 대한 양적 관계를 나타내면 다음과 같다. B [실험 Ⅰ] 반응 전( ) 반응( L ) L 반응 후( ) L 전체 기체의 양( 의 양( C mol [실험 Ⅱ] 반응 전( ) g 2A x - 8 b x- 8 b ) ) mol 2A x ( ) ( ) ( ) + bB g  C g + 2D ( ) g + 4 b 4 b + 8 b 8 b 4 -4 0 4 b 이므로 이다. x+ = =4 ) 4 b ( ( ) ( ) b= 12 x g + bB g  C g + 2D ( ) g L ) 반응( 반응 후( x ) L - -x 9 b 2 b 2 b x+1.5x 2 0.5x 이다. 이 식에 실험 Ⅰ에서 구한 전체 기체의 양( 의 양( ) mol 9- 9- mol = C L 0 x ) +0.5x 0.5x , =4 +x x 4x b=2 이므로 이다. x b =6/2=3 8 화학 반응식에서의 양적 관계 자료 분석 ( 는 반응 계수) 2C a 실험 aA+B 4  (가) 의 양( ) B mol 생성물 반응물 n n 선택지 분석 ① ④ 18 24 몰에 2 4 ② ⑤ 20 27 (나) 3 6 (다) 9/2 x =2 ③ 21 3 의 양( )을 달리하여 반응시킬 때를 각각 (가) A`m (다)라고 할 때, (가)와 (나)에서의 양적 관계는 mol B 가지 경우를 고려  ̄ 할 수 있다. ) (가)와 (나)에서 가 모두 반응하는 경우 i (가)와 (나)에서 A 몰의 와 반응하는 의 양( )은 몰이고, 이때 생성되는 )은 몰이다. 반응 후 남아 있는 A m 의 양( C mol B mol m a 2m a 몰이고, (나)에서 B 몰이 된 3- m a )은 같지만 남아 있는 의 의 양( )은 (가)에서 mol 다. 즉, 반응 후 생성되는 2- m a 의 양( 양( C )이 (나)에서가 (가)에서보다 크므로 mol B 은 (나)에서가 mol (가)에서보다 작다. 따라서 이 경우는 주어진 자료에 모순이다. 생성물 반응물 n n 2C` +4 4 + 2m a 2m a [(가)의 경우] 반응 전( ) aA + B  반응( mol ) 반응 후( mol ) mol [(나)의 경우] `m -2a `m-2a 2 -2 0 반응 전( ) aA + B  2C` 반응( mol ) mol 반응 후( ) `m -m 3 m a - mol 0 (가)의 경우 반응 후 3- m a 이므로 =4 이므로 생성물 반응물 n n =6 생성물 반응물 n n 경우 반응 후 , a=4 `m=9 면 다음과 같다. [(다)의 경우] 반응 전( ) 반응( mol ) mol 반응 후( ) 4A 9 -9 + B  2C` 9/2 -9/4 +9/2 이고, (나)의 m-2a=1 이다. 따라서 이고, 이를 대입하여 (다)에서의 양적 관계를 나타내 4m-9a=0 mol 반응 후 남아 있는 0 는 9/4 몰, 는 9/2 몰이므로 따라서 , x=2 m=9 B 9/4 이므로 C 9/2 이다. m\x=18 이다. 생성물 반응물 n n =2 정답과 해설 17 19_오투과탐(화학1)_정답(01~18)1단원-OK.indd 17 18. 12. 6. 오후 3:34 • 화학 반응식: ( ) ( ) ( ) ( 는 반응 계수) HCl • 에서 a % ( )의 밀도: / 9 화학 반응식에서의 양적 관계 자료 분석 | 자료 | • , aA 기압에서 기체 5 g +B g  몰의 부피: g a • t`°C 의 분자량: 1 1 =20w | 실험 과정 및 결과 | B x 2C 40`L 26 전 체 기 체 의 부 피 ( )L 선택지 분석 ① ④ 3 w 3 2w 에 • ( ) 가 들어 있는 실린더에 50 ( )의 질량을 달리하여 넣고 A 반응을 완결시켰을 때, 넣어 준 y`L g B 의 질량에 따른 전체 기체의 g 부피는 그림과 같았다. B 반응이 완결되었다. ➡ : : : : 의 양( ) A : : B C= 이므로 y 40 의 양( 5w x C )은 = mol 이다. a 1 2 C 10w x mol 전체 기체의 양( ) 의 양( mol 의 양( mol + mol 로 넣은 =C ) 추가 ) B 0 3w 4w 5w 6w 7w 8w 넣어 준 B의 질량(g) ③ 2 w ② ⑤ 5 2w 1 w 을 넣었을 때 전체 기체의 부피가 최소이므로 A 이때, 반응이 완결되었음을 알 수 있다. 화학 반응식에서 계수비 y`L B 5w`g 는 반응 몰비와 같으므로 : : : : 의 양 ( ) : : 이므로 을 넣었을 때 생성된 의 양 A B C= y 40 5w x 몰이다. 또한, 반응 완결 후 증가한 전체 기체의 부 B 5w`g C C 2 =a )은 mol ( 1 10w mol x 피는 추가로 넣어 준 의 부피와 같으므로 3w`g )은 B 을 때 전체 기체의 양( 의 양( 넣은 의 양( C mol 몰)을 더한 값인 mol 을 넣었 8w`g 몰)과 추가로 B )( = 10w x 몰이고, 전체 기체의 = 3w x 이므로 13w x 몰 몰이다. 따라서 이다. 26`L 을 넣었을 때 양적 관계는 다음과 같다. x=20w 13w x = 26 40 ( ( ) ) ( ) aA ) g + B g  2C g B 부피가 4w`g B 반응 전( mol ) 반응( mol 반응 후( ) B 4w`g 같으므로 4w x - 4w x y 40 - 4aw x - 4aw x 8w`g y 40 B + 8w x mol 을 넣었을 때와 = 13w x 이다. 또한, 반응이 완결되었을 때 반응 몰비는 - 4aw x x=20w y 40 y= : 이고, 이므로 : 이고 이므로 A 이다. 따라 : 8a+10 y 40 C= 서 , y=50 a=5 10w x =a 이고, 2 y x x=20w y=10a 이다. = 50 20w = 5 2w 10 퍼센트 농도와 몰 농도 자료 분석 • 의 분자량: d`g 밀도 질량 mL 부피 = HCl aq ) 의 질량: aq x`mL 0.35xd`g 에 들어 있는 xd`g 의 양( ): 35` % ( 의 질량: HCl 35` HCl ( ) 1`L 몰의 질량 aq 25`°C 에서 속 25`°C x`mL 0.35`M 0.35 HCl 선택지 분석 HCl =0.35a`g HCl mol 0.35`M\1`L=0.35`mol ① ④ d a a d , ② ⑤ 2d a 2a d ③ a 2d % ( ) 속에 들어 있는 의 질량( )과 ( ) 속에 들어 있는 HCl g 25`°C 35` 물에 희석하여 만든 의 질량( HCl )은 서로 같다. x`mL aq 0.35`M ) 부피( HCl aq 1`L )이므로 질량( ) g 밀도( / g = 의 질량( )은 g mL 이다. 이 중 × mL %가 g 의 질량( xd`g )은 HCl 의 분자량이 g 이다. 35` 0.35xd`g 이므로 a )은 HCl 몰의 질량( HCl 0.35 속에 들어 있는 어 있는 HCl 의 질량( g 의 질량( HCl 이다. 0.35`M 0.35a`g )과 0.35`M )이 서로 같으므로 g HCl ) ( % aq HCl 의 질량( x`mL )이므로 35` HCl g ( ) 에 들어 있는 ( ) 1`L % aq HCl ) ( 1`L aq 35` HCl aq 0.35xd=0.35a x`mL 속에 들 이고, HCl 이다. g x= a d 11 혼합 용액의 몰 농도 자료 분석 의 양( ) 의 양( ) 의 양( ) 0.1 M NaOH 수용액 200 mL (가) 0.4 g NaOH + 증류수 100 g (나) NaOH mol =0.1`M\0.2`L =0.02`mol mol NaOH / = 0.4`g 40`g mol =0.01`mol 증류수 1 L (다) mol NaOH =0.02`mol+0.01`mol ➡ 용액의 몰 농도( =0.03`mol ) M = 0.03`mol 1`L =0.03`M ㄱ. 용질 의 양( )은 (가)가 (나)의 배이다. ㄴ. (다)의 몰 농도는 NaOH mol 이다. 2 ㄷ. (다)의 수용액을 취하여 부피 플라스크에 넣고 물을 눈금선까지 채운 수용액의 몰 농도는 500`mL 0.03`M 200`mL 이다. 0.012`M ㄱ. 의 양( )은 (가)에서 몰이고, (나)에서 몰 이다. 따라서 (가)가 (나)의 NaOH mol 배이다. 0.02 0.01 ㄴ. (다)에서 )은 몰이고 수용액의 부피는 NaOH 이므로 몰 농도는 이다. 0.03 1`L 의 양( 2 mol 0.03 M 선택지 분석 + 8w x 8w x 을 넣었을 때 전체 기체의 부피가 0 18 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(01~18)1단원-OK.indd 18 18. 12. 6. 오후 3:34 ㄷ. (다)의 수용액 에 들어 있는 의 양( )은 200`mL 이다. 이에 물을 더하여 수용액의 NaOH mol 0.03`M\0.2`L=0.006`mol 부피가 가 되었으므로 몰 농도는 0.006`mol 0.5`L = 5 0 0 ` m L 이다. 0.012`M 12 퍼센트 농도와 몰 농도 자료 분석 (가) % 수용액 를 준비한다. (나) 용질의 분자량과 수용액의 밀도를 조사한다. a` 100`mL •분자량: • 36.5 에서 용액의 질량 a` 25`°C % 수용액의 밀도: / / =100`mL\d`g d`g mL mL=100d`g (다) 부피 플라스크에 (가)의 수용액을 넣고 증류수를 더 넣어 수용 액의 부피를 로 하였더니 가 되었다. HCl 선택지 분석 의 양( ) 1000`mL =1`M\1`L=1`mol mol 1`M ㄱ. (가)에서 수용액의 질량은 이다. 100d`g 이다. ㄴ. a= 36.5 d ㄷ. Mg 피는 4.8`g 400`mL ㄱ. (가)의 수용액이 이다. 이고 (나)에서 밀도가 / 이므 100`mL 100d`g 1`L 이므로 로 수용액의 질량은 이다. d`g mL ㄴ. (다) 수용액의 부피가 이므로 의 양( )은 몰이다. 의 분자량은 HCl 몰의 질량은 36.5 질량 질량 HCl 1 \100= 36.5`g 100d`g 이다. \100 HCl % = a` 따라서 용질의 용액의 ~ ~ a= 36.5 d 과 mol 이다. 1 36.5`g 이다. ㄷ. 수용액의 화학 반응식은 다음과 같다. Mg HCl ( ) ( +2HCl  Mg 의 계수비는 반응 몰비와 같으므로 24 Mg 의 원자량은 aq 이므로 Mg ) s ( MgCl2 은 ( ) ) +H2 aq g 몰이다. 화학 반응식 몰을 모두 반응시키기 위해 필요한 은 몰이다. 따라서 최소한 수용액 4.8`g Mg 0.2 0.2 )가 반응해야 한다. 0.4 1`M HCl ( =400`mL 0.4`L 을 모두 반응시키기 위해 필요한 (다) 수용액의 부 + 원자의 세계 원자 구조 본책 39쪽, 41쪽 1 ⑴ ⑵ ⑶  2 ⑴ 전자 ⑵ 원자핵 ⑶ 양성자 ⑷ 중성자 × 3 ⑴  ⑵ × ⑶ 4 ⑴ ⑵ ㉡ ㉢ × × 7 ⑴ ⑵  ⑶ × ⑶  5 0 × ⑷  8 6 ㉠ 12 13 10 × × 10.8 1 ⑴ 음극선이 지나가는 길에 물체를 놓았을 때 그림자가 생기 는 것은 음극선이 직진하여 물체가 놓인 곳에 빛이 도달하지 않기 때문이다. ⑵ 음극선은 질량을 가진 입자의 흐름이므로 바람개비에 힘을 작 용하여 바람개비를 회전시킨다. ⑶ 음극선은 ( 면 ( )전하를 띤 입자의 흐름이므로 전기장을 걸어 주 )극 쪽으로 휘어진다. - )전하를 띠며, 알파(a) 입자를 산란시키는 것은 원자핵이다. 2 ⑴ 음극선은 전자의 흐름이다. ⑵ ( ⑶ 양극선은 수소 원자핵, 즉 양성자의 흐름이다. ⑷ 원자핵을 구성하는 입자 중 전하를 띠지 않는 입자는 중성자 이다. + 3 ⑴ 알파(a) 입자의 대부분이 금박을 그대로 통과하는 것으로 보아 원자의 대부분은 빈 공간임을 알 수 있다. ⑵ 알파(a) 입자 중 일부만 경로가 휘고, 극히 일부의 알파(a) 입 자가 튕겨 나오는 것으로 보아, 원자 중심에는 부피가 작고 질량 이 큰 입자가 존재함을 알 수 있다. ⑶ 알파 입자 산란 실험으로 발견한 입자는 원자핵이다. 4 ⑴ 원자핵은 부피가 매우 작은 입자이다. ⑵ 전자는 양성자나 중성자에 비해 질량이 매우 작다. ⑶ 양성자와 중성자는 원자핵을 구성하고, 전자는 원자핵 주위에 서 운동하고 있다. 0 이다. 이다. 전자는 양성자와 전하량의 크기는 같고 전하의 종류 1 이다. 따라서 ㉠ 0 5 원자핵을 구성하는 양성자의 질량은 중성자와 비슷하므로 ㉠은 이다. 즉 이다. 중성자는 전기적으로 중성이므로 전하는 ㉡은 는 반대이므로 ㉢은 ( -1 6 량수는 양성자수와 중성자수의 합이므로 중성자수는 12 25-12= 이다. 원자에서 전자 수는 양성자수와 같은데 주어진 이온은 개를 잃고 형성되었으므로 전자 의 양이온으로 원자가 전자 이므로 양성자수는 에서 원자 번호는 ) =0 =1+0+ 5 2Mg 이다. 질 -1 12 ㉢ ㉡ + + 2+ 2 1 13 +2 수는 이다. 2 12-2=10 정답과 해설 19 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 19 18. 12. 6. 오전 11:51 8 평균 원자량은 동위 원소의 원자량과 존재 비율을 고려한 원 자량이다. 따라서 의 평균 원자량은 다음과 같다. 제안하였다. - 톰슨은 음극선 실험 결과를 설명하기 위해 ( )전하가 고르게 분 포되어 있는 물질 속에 ( + )전하를 띠는 전자가 박혀 있는 모형을 7 ⑴ 원자는 전기적으로 중성이므로 원자에서 양성자수와 전 개이므로 원자핵에 존재하 자 수가 같다. 주어진 원자는 전자가 2 2 은 양성자수가 개인 이 양성자이고, 이 중성자이다. 는 입자 중 ⑵ 질량수는 양성자수와 중성자수의 합이므로 ⑶ 자수가 다르므로 동위 원소 관계가 아니다. 2 1 ⑷ 이다. 은 양성자수가 4 2He 자수가 같고 질량수가 달라 동위 원소 관계이므로 화학적 성질이 는 4 2He 이고, 중성자수가 이고, 질량수가 와 양성 과 양성 이다. 3 3 1H 3 1H 이다. 는 X X 2 4 같다. 평균 원자량 B = 10\1+11\4 5 =10.8 본책 42쪽 A 1 ④ 1 - Z 에서 전자 수는 양성자수보다 만큼 크므로 ㉡은 양성자 이다. 만일 ㉢이 전자라면 이 되려면 가 되어 a=4 가 다. 따라서 ㉠이 전자이고 ㉢이 중성자이며, =8 b=12 Z 2 1 이고, 에서 ㉡의 수 Y = 4+b 주기 원소라는 조건에 위배된 2 이고 에서 X a=5 Y 에서 에서 이다. ㄴ. 5+b 에서 양성자(㉡)의 수가 2 X 질량수는 b=9 이다. =7 5 의 중성자수는 각각 11 ㄷ. X ̄Z 장 크다. ㄱ. ㉠은 전자이다. 이고, 중성자(㉢)의 수는 이므로 6 이므로 중성자수는 가 가 Z , , 6 8 10 선택지 분석 ① 돌턴의 원자 모형 ② 톰슨의 원자 모형 ③ 러더퍼드의 원자 모형 ④ 보어의 원자 모형 ⑤ 현대의 원자 모형 2 러더퍼드의 알파 입자 산란 실험과 원자핵 자료 분석 산란된 알파(a) 입자 알파(a) 입자 대부분은 금박을 그대로 통 과한다. ➡ 원자는 대부분 빈 공간이다. 금박 형광 스크린 알파(a) 입자 중 일부만이 경로가 휘어지 고, 극소수는 튕겨 나간다. ➡ 원자 중심 에 부피가 작고 질량이 큰 입자가 있다. 으로 질량이 크고 ( )전하를 띤 입자이다. + 알파(a) 입자 방사성 물질 알파(a) 입자는 2+ 4 2He 선택지 분석 ㄱ. ( )전하를 띤다. ㄴ. 원자 부피의 대부분을 차지한다. + 매우 작은 부분 ㄷ. 원자 질량의 대부분을 차지한다. 러더퍼드는 알파 입자 산란 실험을 통해 원자핵의 존재를 밝혀 )전하를 띤 알파(a) 입자를 산란시키는 것으로 보아 원자 )전하를 띤다. ㄷ. 원자핵은 전자에 비해 질량이 매우 커서 원자 질량의 대부분 + 냈다. ㄱ. ( 핵은 ( + 을 차지한다. ㄴ. 알파(a) 입자 중 일부만이 경로가 휘어지거나 극소수 의 알파(a) 입자가 튕겨 나오는 것으로 보아 원자핵은 부피가 매 우 작다. 본책 43쪽 ~ 44쪽 1 ② 7 ④ 2 ③ 8 ③ 3 ② 4 ③ 5 ③ 6 ⑤ 3 러더퍼드의 알파 입자 산란 실험 선택지 분석 1 톰슨의 음극선 실험과 원자 모형 자료 분석 음극선은 ( )전하를 띤다. ➡ 원자에는 ( )전하를 띠는 입자가 있다. 방전관에 들어 있는 두 금속에 고전압을 걸어 주었더니 음극선이 - - 관찰되었고, 그림과 같이 전기장을 걸어 주었더니 음극선이 ( ) 극 쪽으로 휘어졌다. 이를 토대로 톰슨은 ( )전하를 띤 입자가 + 원자의 구성 입자임을 알았고, 원자는 전기적으로 중성이므로 - ( + )전하를 포함해야 한다고 추론하였다. )전하의 양이다. )전하의 양 원자는 ( ( - = + (-)극 (-)극 고전압 (+)극 (+)극 ㄱ. 알파(a) 입자가 산란되지 않는다. ㄴ. 직진하는 알파(a) 입자의 수가 증가한다. ㄷ. 경로가 휘거나 튕겨 나온 알파(a) 입자의 수가 증가한다. 산란된다 감소한다 ㄴ. 알루미늄은 금보다 원자핵을 구성하는 양성자수와 중성자수 가 작아 원자핵의 부피와 질량이 작다. 따라서 직진하는 알파(a) 입자의 수가 증가한다. ㄱ. 금박 대신 알루미늄박을 사용해도 알루미늄 원자 중 심에 원자핵이 존재하므로 ( )전하를 띤 알파( ) 입자가 산란 된다. + a ㄷ. 금박 대신 알루미늄박을 사용하면 원자핵의 전하량과 질량이 감소하므로 경로가 휘어지거나 튕겨 나오는 알파(a) 입자의 수가 감소한다. 20 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 20 18. 12. 6. 오전 11:52 ㄱ, ㄴ. ( )극에서 나온 전자가 수소 기체와 충돌하면 수소 원자 핵( )이 생성되어 ( - )극 쪽으로 이동한다. 이 의 흐름이 양 + H 극선이다. - 2 7 동위 원소 선택지 분석 10 ㄷ. 양극선은 ( )전하를 띤 입자인 의 흐름이며, 이 ① ② ③ ④ ⑤ 고전압 양극판 수소 전자 (-)극 구멍 뚫린 음극판 4 골드슈타인의 양극선 실험 자료 분석 (+)극 음극선 양극선 고전압 전자 (-)극 양성자(H+) 양극판 수소 구멍 뚫린 음극판 ( )극에서 나온 전자 가 수소 기체와 충둘하 - 면 수소 원자핵(양성자, ) )이 생성되어 ( 극 쪽으로 이동한다. H - + 선택지 분석 (+)극 ㄱ. 수소 기체와 전자가 충돌하여 이 생성된다. ㄴ. 의 흐름이 양극선이다. + ㄷ. 이 실험으로 중성자를 발견하였다. 양성자 H + H + H + H Z 2 1 3 + 입자를 양성자라고 하였다. 5 원자의 구조 자료 분석 원자 모형 양성자수 중성자수 질량수 X 양성자 전자 중성자 1 1 2 Y 1 2 3 X X X Y Y Y Z Z Z 와 는 양성자수는 같고 중성자수는 다르므로 동위 원소이다. X Y 선택지 분석 ㄱ. 와 의 화학적 성질은 같다. X Y ㄴ. 은 ( )전하를 띤다. 전하를 띠지 않는다 ㄷ. + 에 원자 번호와 질량수를 표시하면 3 2Z Z 이다. 에서 전자 수가 이므로 원자핵에 있는 양성자수도 이어야 한 Y 다. 따라서 은 양성자이고, 은 중성자이다. 1 ㄱ. 와 로 같으므로 원자핵을 구성하는 양성자 1 는 전자 수가 X 수 또한 Y 로 같다. 따라서 1 와 는 동위 원소로 화학적 성질이 같다. 1 X Y ㄷ. 는 양성자수가 이고, 질량수가 이므로 에 원자 번호와 Z 이다. 질량수를 표시하면 2 3 2Z ㄴ. 은 중성자이므로 전하를 띠지 않는다. 3 Z 6 원자의 구성 입자 자료 분석 질 량 수 18 16 15 0 C2- A B 8 10 중성자수 는 중성자수가 므로 양성자수는 C 10 수는 양성자수보다 8 2 이고 질량수가 이고 질량수가 이다. ➡ 2- 만큼 크므로 는 중성자수가 C 10 이 의 전자 18 이다. 이므 로 양성자수는 A 는 중성자수가 8 로 양성자수는 B 이다. 8 이다. 8 이고 질량수가 16 이므 15 7 선택지 분석 ㄱ. 전자 수는 가 보다 크다. ㄴ. 는 B 의 동위 원소이다. A ㄷ. A C 의 전자 수는 이다. 2- C 10 ㄱ. 질량수는 양성자수와 중성자수의 합이므로 의 양성자수는 , 의 양성자수는 이다. 원자에서 전자 수는 양성자수와 같으 A B 므로 전자 수는 8 ㄴ. 가 7 B 의 양성자수는 A 보다 크다. , 의 양성자수는 이므로 와 는 양성 자수가 같고 질량수가 다른 동위 원소이다. 8 8 A C A C ㄷ. 에서 양성자수와 전자 수는 이고, 은 원자보다 전자 2- C 수가 만큼 크므로 전자 수는 이다. 8 C C 8/15 17/29 의 분자량은 이고, 19/27 21/25 의 분자량은 8/9 이며, (가)와 16 1 1 H2 H2 (나)의 용기 속 기체의 온도와 압력이 같으므로 각 용기 속에 들어 있 O O 18 20 18 는 기체의 양( 을 , (나) 용기 속 1 mol )이 같다. 따라서 (가) 용기 속 1 H2 18 의 양( )을 , 1 16 16 O 의 양( 의 양( ) mol )을 x 라고 하면, 두 용액 속 기체의 질량비는 다음과 같다. mol O O y mol H2 H2 x-y (가) : (나) : [ : =18×x : y=5 x 의 중성자수는 4 , 18×y+20× x-y ( ) =45 : , 46 1 H 이므로 (나)에 들어 있는 기체의 전체 중성자수 : 전체 양성자수 10 O O 0 16 18 의 중성자수는 , 의 중성자수는 8 전체 중성자수 전체 양성자수 이다. =21/25 : : 이며, =42 50=21 8 동위 원소의 존재 비율 25 자료 분석 존 재 비 율 1 2 1 4 0 의 존재 비율이 , 의 존재 비율이 a 라고 할 때, X a+2 x X y 의 존재 비율은 , j x 의 존재 비율은 x=1/2 , j 2 =1/4 2 =1/4 y y=1/2 의 존재 비율은 • a X2 • a+2 X2 ➡ a X a+2 X 1/2\1/2\2=1/2 aX2 aXa+2X a+2X2 선택지 분석 ㄱ. a X ㄴ. a X ㄷ. a X 는 와 와 와 a+2 a+2 a+2 X X X 의 존재 비율은 같다. 의 중성자수는 같다. 의 화학적 성질은 같다. a a+2 X< X 원자 개가 결합하여 형성되고, 분자량이 다른 가 X2 X 가지이므로 ㄱ. a 는 X a 의 동위 원소는 2 원자 가지이다. 개가 결합하여 형성된 것이고, 2 X2 a+2 3 는 X2 원자 X 개가 결합하여 형성된 것이다. 이때 그 존재 비율이 2 X2 a+2 2 X 로 같으므로 a X 와 1/4 ㄷ. a X a+2 로 화학적 성질이 같다. X 와 a+2 X 의 존재 비율은 로 같다. 는 양성자수는 같고, 질량수가 다른 동위 원소이므 1/2 와 ㄴ. a X a+2 만큼 크므로 중성자수는 X 는 양성자수는 같고, 질량수는 a+2 가 a X 보다 X 만큼 크다. a+2 가 a X X 2 보다 2 정답과 해설 21 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 21 18. 12. 6. 오전 11:52 본책 45쪽 ~ 47쪽 3 원자의 구성 입자 자료 분석 (가) 톰슨 모형 (나) 러더퍼드 모형 (다) 보어 모형 ㄱ. 전하가 있는 입자 중 원자핵의 성분인 는 양성자이고, 원자 1 ③ 7 ⑤ 2 ⑤ 8 ③ 3 ③ 9 ⑤ 4 ② 5 ⑤ 6 ② 10 ① 11 ③ 12 ⑤ 1 원자를 구성하는 입자의 발견 실험 자료 분석 양극선 실험: 양성자 발견 | 실험 Ⅰ | 소량의 수소 기체를 진공 방전관에 넣고 높은 전압을 걸어 주면 )극으로 빛이 흐른다. - 알파 입자 산란 실험: 원자핵 발견 )극에서 ( ( | 실험 Ⅱ | + 알파(a) 입자를 얇은 금박에 충돌시키면 대부분의 알파(a) 입자는 금박을 통과하지만, 일부의 알파(a) 입자는 옆으로 휘고 극소수의 알파(a) 입자는 정반대편으로 튕겨 나온다. | 원자 모형 | ㄱ. 실험 Ⅰ에서 발견한 입자는 실험 Ⅱ에서 발견한 입자를 구성 선택지 분석 한다. ㄴ. 실험 Ⅰ의 결과로 제안된 모형은 (가)이다. 원자 모형 (가) (다) 중 실험 Ⅰ의 결과로 제안된 모형은 없다. ㄷ. 실험 Ⅱ의 결과로 제안된 모형은 (나)이다.  ̄ ㄱ. 실험 Ⅰ에서 발생한 양극선은 수소 원자핵, 즉 양성자의 흐름 이다. 실험 Ⅱ로부터 발견한 입자는 원자핵이다. 양성자는 원자핵 을 구성하는 입자이다. ㄷ. 원자 모형 (나)는 러더퍼드의 원자 모형으로 실험 Ⅱ의 결과로 제안된 모형이다. ㄴ. 원자 모형 (가)는 톰슨의 원자 모형으로 음극선 실험 결과로 제안된 모형이다. 실험 Ⅰ은 양극선 실험이다. 2 원자의 구성 입자 자료 분석 전하량(상댓값) 질량(상댓값) 선택지 분석 ㄱ. 이다. x y >1 ㄷ. 7 3Li 전하량이 ㄴ. 원자에서 와 의 수는 같다. 에서 A C 의 수는 의 수보다 만큼 크다. B 인 입자 C 1 는 중성자, 전하량이 인 입자 는 전자 이다. 따라서 0 는 양성자이고 전하량은 B -1 이다. C ㄱ. A 이고, 이므로 +1 이다. x y ㄴ. 원자는 전기적으로 중성이므로 양성자수와 전자 수가 같다. x=+1 y<1 >1 따라서 원자에서 와 의 수는 같다. 의 수보다 만큼 크다. 3 4 B ㄷ. 7 3Li 의 수는 C 1 22 정답과 해설 양성자, 중성자, 전자 예 전하가 있는가? 아니요 양성자 중성자 예 A 양성자 구분 15 X - 18 Y 원자핵의 성분인가? 수 A a =7 아니요 B 전자 수 B 7 d c 가 전자 =8 =9 개를 얻어서 형성되므로 원자 전자 수 Y 양성자수 1 이다. = +1 C 중성자 수 C b =8 10 선택지 분석 ㄱ. 는 양성자이다. ㄴ. A 의 원자 번호는 이다. ㄷ. X 이다. 8 7 a+d=b+c 핵의 성분이 아닌 는 전자이며, 전하를 띠지 않은 A 는 중성자 B C 에서 전자 수가 이므로 양성자수( )는 이고, 중성자수 X 이다. 18 - 에서 중성자수가 7 b 고, 의 음이온이므로 전자 수( Y a 이므로 양성자수( 7 c 이다. 따라서 이다. ㄷ. 15 )는 ( 8 -1 이다. )는 이 8 a+d= )는 10 d 9 b+c ㄴ. 15 에서 전자 수는 이며, 원자에서 양성자수는 전 X 자 수와 같으므로 의 양성자수 원자 번호 7 = =7 이다. X 4 원자의 구성 입자 자료 분석 원자 중성자수 질량수 전자 수 양성자수 질량수 X 6 2 6 12 Y 7 2 7 14 Z 8 7/3 6 14 ㄷ. 질량수는 X Z 이다. (질량수: ) (질량수: ) Z>Y Y 14 =Z 원자에서 양성자수는 전자 수와 같으므로 인 원자에 서는 양성자수와 중성자수가 같다. 따라서 =2 의 양성자수는 , 의 양성자수는 이다. 또 X 에서 양성자수를 라고 하면 14 질량수 전자 수 z Y 6 z+8 z 이므로 이다. 7 Z =7/3 ㄴ. 와 z=6 는 양성자수가 X Z 원소이다. 6 으로 같고 중성자수가 다르므로 동위 ㄱ. 의 양성자수는 이고, 질량수는 이므로 는 이다. Y 1 4 7 N ㄷ. Y 같다. 7 , 7+7=14 Z 14 Y 8+6=14 구분 양성자 중성자 x =+1 A 1 B 0 1 전자 C -1 y <1 선택지 분석 ㄱ. ㄴ. Y 는 1 와 이다. 4 1 3 7 6 C 는 동위 원소이다. N 에서 양성자수와 전자 수는 A C 이고, 중성자수는 이므로 의 질량수는 의 질량수는 로 서로 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 22 18. 12. 6. 오전 11:52 5 원자의 구성 입자와 원자의 표시 방법 자료 분석 원자 원자의 표시 방법 ㉠의 수 - 전자의 수 원자에서 양성자 수와 전자 수는 같다. ➡ ㉠은 중 성자이다. (가) x 6C 2 (나) x 7N (다) 15 y N a 이고, 양성자수는 중성자수는 양성자 6 만큼 크므 수보다 이다. ➡ 질량 로 2 )는 수( 8 x 이다. 14 0 ) 가 질량수( 이 므로 중성자수는 x 14 양성자수와 같은 이다. 7 와 동위 원소로 4 1 7 원자 번호가 같다. )는 ➡ 원자 번호( N 이다. y 7 선택지 분석 ㄱ. ㉠은 중성자이다. ㄴ. 중성자수는 (나)가 가장 작다. ㄷ. 이다. x y ×a=2 ㄱ. 원자에서 양성자수와 전자 수는 같은데, x 6 C 이 아니므로 ㉠은 중성자이다. 전자의 수)가 에서 (㉠의 수 - 는 양성자수가 0 이고, 중성자수가 양성자수보다 만큼 크 ㄴ. x 6 C 므로 이다. 따라서 질량수 6 가 이므로 중성자수는 8 와 같으므로 14 이며, 7 x=6+8=14 이다. 15 yN 의 질량수가 x 15 yN 7 N 이다. 따라서 중성자수는 (가) 이다. 는 질량수 2 x 7 N x 의 원자 번호는 동위 원소인 이므로 중성자수는 (다) (나)로, (나)가 가장 작다. 15 > = 이므로 질량수 x=6+8=14 전자 수 중성자수 이다. 의 이다. 이로부터 15 yN - =1 y=7 의 중성자수는 ㄷ. 8 x 6 C 중성자수는 이므로 8 a= 8 이다. \a=2 x y 6 동위 원소의 존재 비율 선택지 분석 ㄱ. 의 평균 원자량은 이다. ㄴ. X 의 동위 원소는 모두 36 35.5 가지이다. 가지 ㄷ. X 의 동위 원소 중 질량수가 가장 큰 원소는 3 2 이다. 37 X 분자량의 종류가 , , 의 X 가지이므로 의 동위 원소 X2 는 원자량이 70 ㄷ. 질량수와 원자량은 같다고 가정했으므로 2 가지이다. 35 72 74 의 3 , X 의 동위 원소는 질 인 37 가 있으며, 질량수가 더 큰 것은 X 37 와 X 37 X 량수가 인 35 이다. 35 ㄱ. 37 X 의 동위 원소에는 질량수가 인 것과 질량수가 인 것 가지가 존재하고, 분자량이 X 량이 37 인 2 의 배이므로 인 35 X2 동위 원소의 존재 비율은 의 분자 수가 분자 : 70 35 74 : X2 9 이다. 따라서 X 의 평균 원자량은 37 X=3 1 이다. X X +37\ 1 4 35\ 3 4 =35.5 ㄴ. 의 동위 원소는 와 37 35 가지이다. X X 7 원자의 구성 입자와 동위 원소 X 2 선택지 분석 ㄱ. 질량수는 가 가장 작다. ㄴ. Z 의 양성자수는 이다. ㄷ. X 에 원자 번호와 질량수를 표시하면 3 1Y 2 Y 이다. 중성자수 질량수 자료 분석 입 자 수 2N N 0 ㄱ, ㄴ. 질량수가 이하이므로 의 양성자수는 또는 이 다. 이때 질량수가 같은 와 3 으므로 이다. 따라서 X 와 X ̄Z 의 질량수는 Y 에서 양성자수와 중성자수의 조합 가 될 수 없 1 이나 2 은 각각 ( 3 , ), ( , Y ) 중 하나이다. 또, X 데, 이 경우 양성자수와 중성자수의 조합은 ( 1 2 2 1 의 양성자수는 이다. 와 이므로 Z 같으므로 부터 는 양성자수가 1 , 중성자수가 는 양성자수가 , 중성자수가 Y Y Z 1 X X 2 와 중성자수가 같으므로 양성자수가 1 1 Y 양성자수 원자 X 1 2 의 질량수는 이나 인 Z , , ), ( 는 전자 수, 즉 양성자수가 1 ) 중 하나 1 1 1 임을 알 수 있고, 이로 2 0 임을 알 수 있다. 또, 는 2 , 중성자수가 이다. Z 1 Z 2 1 3 이고, 질량수가 1 2 3 이므로 1 1 2 에 원자 번호와 3 Y ㄷ. 는 양성자수가 Y 이다. 질량수를 표시하면 1 3 1Y 8 원자의 구성 입자와 동위 원소 a b c 양성자 전자 중성자 X Y Z+ 와 는 원자이므로 전자 수와 양성자수가 같다. X Y 는 이온이므로 와 + 는 양성자와 전자의 a Z 조합이 아니다. c 선택지 분석 ㄱ. 는 중성자이다. c ㄴ. 와 는 동위 원소이다. ㄷ. 질량수는 Y X 가 의 배이다. 배 ㄱ. 원자 와 Z Y 4/3 에서는 양성자수와 전자 수가 같고, 2 에서는 전 + 자 수가 양성자수보다 Y X 만큼 작다. Z 에서 같은 수로 존재하는 + , 는 양성자와 전자가 될 수 없으므로 양성자와 중성자이거나, Z 1 a 전자와 중성자이어야 한다. 만약 c , 가 각각 전자와 중성자 중 하나라면 양성자수가 중성자수보다 커서 안정한 원자핵이 될 수 a c 없으므로 , 는 각각 양성자와 중성자 중 하나이고, 는 전자이 다. 에서 전자 수는 양성자수와 같으므로 전자 a c 의 수보다 큰 b 는 중성자이고, Y 는 양성자임을 알 수 있다. b c ㄴ. 와 는 양성자수가 같고 질량수가 다르므로 동위 원소이다. a X Y ㄷ. 에서 양성자수가 , 중성자수가 이므로 질량 수는 Y 이며, 2N 에서 양성자수와 중성자수가 각각 N 이므로 3N 질량수는 이다. 따라서 질량수는 가 의 2N 배이다. + Z 4N Z Y 4/3 9 핵반응과 원자의 구성 입자 자료 분석 중성자 ㉠ + 3 (나) 1H ㉡ 양성자 (가) + 2 1H ㉡ 양성자 (다) ㉠ 중성자 2+ 3 2He 원자핵 (가) (나) (다) 4 2 He2+ 질량수 양성자수 1 2 1/2 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 23 18. 12. 6. 오전 11:52 정답과 해설 23 선택지 분석 ㄱ. ㉡은 양성자이다. ㄴ. 핵전하량은 (다)가 (가)의 배이다. ㄷ. 질량수는 (나)와 (다)가 같다. 2 선택지 분석 ㄱ. (가)는 중성자수이다. ㄴ. 의 질량수는 이다. ㄷ. B 의 원자 번호는 37 이다. + 2 2 1H 배이므로 3 1H (가)는 양성자수와 중성자수가 같으므로 이고, (나)는 중성자 이다. (가)와 ㉠이 반응하여 (나) 수가 양성자수의 + 가 되므로 ㉠은 중성자이고, ㉡은 양성자이다. (가)와 ㉡이 반응 하여 (다)가 될 때 양성자수가 증가하므로 (다)는 3 2He ㄱ. ㉡은 양성자이다. ㄴ. (가)는 2 1H 배이다. 이고, (다)는 3 2He 이므로 핵전하량은 (다)가 (가) 이다. 의 2+ 2+ + ㄷ. (나)와 (다)의 질량수는 으로 같다. 2 D 18 ㄱ. 표의 (가)가 양성자수라면 ㉢의 양성자수가 주기 원소가 되므로 이 되어 ㉢은 주기 원소라는 조건에 타당하지 20 가 16 않다. 따라서 (가)는 중성자수이고, (나)는 양성자수이다. 4 ㄴ. 3 는 ㉢이고, ㉢에서 (나)는 의 질량수는 A ̄D 이다. 이므로 는 ㉣이고, ㉣에서 (나)는 17 B 이므로 의 원자 번 37 16 D B ㄷ. 호는 이다. D 16 12 원자와 이온의 구성 입자 자료 분석 원 자 또 는 이 온 의 전 하 +2 +1 0 -1 -2 A B E D C +2 +4 +6 +8 +10 +12 핵전하 구분 양성자수 전하 전자 수 A B C D E 선택지 분석 3 3 8 10 12 +1 0 -2 0 +2 입자 + 3Li 3Li 2- 8O 10Ne 2+ 12Mg 2 3 10 10 10 ㄱ. 와 는 양성자수가 같다. 양성자수 ㄴ. A , B , 는 전자 수가 같다. 전자 수 은 모두 에 해당한다. C ㄷ. 6 3Li 와 ㄱ. E D 과 7 3 Li B =3 =10 는 핵전하가 으로 같으므로 양성자수도 으로 같다. ㄴ. A B 는 전하가 이므로 원자가 전자 +3 개를 얻어 형성된 음이 3 C 온이고, -2 는 전하가 E 양이온이다. 따라서 과 ㄷ. 6 3Li 한다. 7 3 Li 이므로 원자가 전자 개를 잃고 형성된 2 , +2 , D C 은 모두 핵전하가 는 전자 수가 모두 2 인 원자이므로 E 10 으로 같다. 에 해당 +3 B 3 10 12 12 10 이온의 구성 입자 자료 분석 이온 - A m+ B n+ C 선택지 분석 ㄱ. 는 이다. x ㄴ. 10 이다. 중성자수 질량수 양성자수 19 23 24 9 11 12 ㄷ. 는 보다 크다. 작다 m >1 n 중성자수 양성자수 <1 m n 가 C B ㄱ. 의 중성자수가 이고 질량수가 이므로 원자 의 양 - 성자수와 전자 수는 A 이다. 따라서 10 ㄴ. 의 양성자수는 9 A m+ 의 전자 수 19 - 이고, 전자 수는 x 는 A 이다. 이므로 이다. B n+ 의 양성자수는 이고, 전자 수는 이므로 10 10 10 11 12 이다. m=1 C 이다. 따라서 m n 에서 양성자수는 n=2 ㄷ. B 와 중성자수는 모두 =1/2<1 , 중성자수는 이고, 에서 양성자수 11 이므로 중성자수 양성자수 12 는 C 가 보다 작다. 12 C B 11 원자와 동위 원소의 구성 입자 자료 분석 는 주기 원소라고 했으므로 (가)는 중성자수이고, (나)는 양성자수이다. A ̄D 는 • 3 의 동위 원소이다. ➡ 와 는 양성자수가 같다. A B • 와 의 C D • 질량수는 중성자수 전자 수 A 이다. =1 이다. B 원자에서 양성자수는 전자 수와 같으므 로 는 양성자수와 중성자수가 같다. C 와 D 는 동위 원소이므로 ㉠의 동위 원소는 ㉢이고, ㉢의 (나)는 C A B 나 가 아니고, 나 중 하나이다. 이다. 이다. 중 하나이므로 양성자수와 중성자수가 각각 같다. ➡ 질 17 • 와 B>C>A>D ㉠은 양성자수와 중성자수가 다르므로 ➡ ➡ 질량수는 ㉢이 ㉠보다 크므로 ㉠은 와 • ㉡과 ㉣은 각각 A B 량수는 ㉡이 ㉣보다 크므로 ㉡은 C D D , ㉢은 A , ㉣은 B 이다. • 의 양성자수와 중성자수 C D A ̄D 원자 (가) 중성자수 (나) 양성자수 질량수 ㉠ A 18 17 35 ㉡ C 18 18 36 ㉢ B 20 17 37 ㉣ D 16 16 32 24 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 24 18. 12. 6. 오전 11:52 원자 모형 본책 49쪽, 51쪽 1 ⑴  ⑵ ⑶  2 ⑴  ⑵ ⑶ 3 ⑴ 흡수 ⑵ 방 × 출 ⑶ 흡수 ⑷ 방출 4 ⑴ ⑵ a 1 ⑶  7 2 6 ⑴  ⑵ ⑶ × × ㉤ , × × ⑶ ⑷ a c 8 ㉠ 5 ⑴ b ㉡ ㉢ ⑵  × ㉣ 0 1 2 2p 3d 1 ⑴ 보어 원자 모형에서 전자는 특정한 에너지 준위를 갖는 원형 궤도에서 운동한다. ⑵ 원자핵에 가까운 전자 껍질일수록 원자핵과 전자 사이에 작용 하는 인력이 크므로 에너지 준위가 낮다. ⑶ 전자 껍질마다 에너지 준위가 다르므로 전자 전이가 일어날 때 에너지 출입이 따른다. 2 ⑴ 발머 계열은 모두 가시광선에 해당하므로 광선이다. ⑵ 파장이 짧을수록 에너지가 크므로 빛에너지는 ⑶ a b 는 가시광선 영역 중 파장이 네 번째로 길므로 가 와 a b 보다 크다. → 는 가시 로 전이할 때 방출되는 빛에 해당한다. a n=2 3 전자 껍질은 원자핵에서 가장 가까운 것부터 N …이라고 한다. 낮은 에너지 준위의 전자 껍질에 있던 전자가 높 n=6 M K L , , , , 은 에너지 준위의 전자 껍질로 전이하면 에너지를 흡수하고, 높은 에너지 준위의 전자 껍질에 있던 전자가 낮은 에너지 준위의 전자 N ) 전자 껍질 → ) 전자 껍질 → ) 전자 껍질: 에너지 흡수 ( K n=1 ( n=4 ( n=3 ( n=3 껍질로 전이하면 에너지를 방출한다. ⑴ ⑵ ⑶ ⑷ ( L n=2 ( n=2 ( n=4 ( n=1 4 ⑴ 에너지 준위가 낮은 전자 껍질에 있는 전자가 에너지 준 위가 높은 전자 껍질로 전이할 때 빛을 흡수하므로 빛을 흡수하는 ) 전자 껍질: 에너지 방출 ) 전자 껍질: 에너지 흡수 ) 전자 껍질: 에너지 방출 L ) 전자 껍질 → ) 전자 껍질 → M M K N 가지이다. 전자 전이는 ⑵ 전자 전이에서 두 전자 껍질 사이의 에너지 차이가 클수록 방 출되는 빛의 파장이 짧다. 따라서 빛의 파장이 가장 짧은 것은 1 d j 에서 이다. 이고, 파장이 가장 긴 것은 ⑶ 전자가 므로 자외선을 방출하는 전자 전이는 ⑷ 전자가 이므로 가시광선을 방출하는 전자 전이는 에서 j , n n 2 a c n=2 3 b 로 전이할 때 방출되는 빛이 자외선이 n=1 이다. 로 전이할 때 방출되는 빛이 가시광선 a 이다. b 5 ⑴ 오비탈은 전자가 원자핵 주위에 존재할 확률 분포를 나타 낸 것이다. 전자가 원운동하고 있는 궤도는 보어 원자 모형의 전 자 껍질이다. ⑵ ⑶ s 전자 껍질은 주 양자수가 이므로 , 오비탈이 존재한다. L 오비탈은 방향성이 없으므로 자기 양자수( p s ) 값이 이다. 2 6 ⑴ 주어진 오비탈은 s 로부터 거리가 같으면 방향에 관계없이 전자의 발견 확률이 같다. 오비탈로, 방향성이 없으므로 원자핵으 ml 0 오비탈은 주 양자수( )가 인 전자 껍질, 즉 전자 껍질부 n 1 K 개에는 스핀 방향이 서로 반대인 전자가 최대 개까 ⑵ s 터 존재한다. ⑶ 오비탈 지 들어간다. 1 2 7 한 주 양자수( n 하므로 이 주 양자수( )에 개의 오비탈과 개의 오비탈이 존재 )는 1 s 이다. 3 p n 인 2 8 주 양자수가 K 오비탈의 방위 양자수( 1 전자 껍질에는 오비탈만 들어 있고, )는 이다. 주 양자수가 1s 인 s 전자 껍질 에는 , l 오비탈이 들어 있고, 오비탈의 방위 양자수( L )는 0 2p 이다. 또 주 양자수가 2s 이 들어 있고, 인 전자 껍질에는 p , l 오비탈 1 M 오비탈의 방위 양자수( )는 3 3s 이다. 3p 3d d l 2 2 , 본책 52쪽 ~ 53쪽 2 ① A 1 ① B 3 ⑤ C 4 ⑤ 1 전자 전이가 일어나는 전자 껍질의 에너지 준위 차이가 클수 록 방출되는 빛에너지의 크기가 크다. 라이먼 계열 중 방출되는 빛에너지가 가장 작은 전자 전이는 → 이고, 발머 계열 중 방출되는 빛에너지가 가장 큰 n=2 n=1 전자 전이는 를 구하면 다음과 같다. X → n= n=2 이다. 두 전자 전이의 빛에너지 크기 & E2 & X E → → 1=(- 1 2 → 2=(- 1X 2 k)-(- 1 1 2 k)=3/4k 2 k)-(- 1 에 의한 빛에너지가 2 2 k)=1/4k X → n=1 n=2 너지보다 크다. 즉, 전자 전이에 의해 방출되는 빛에너지는 라이 먼 계열이 발머 계열보다 항상 크다. n=2 n= 에 의한 빛에 2 수소 원자의 가시광선 영역의 선 스펙트럼은 전자가 , , n=3 인 전자 껍질로 전이될 때 방출되는 빛에 에서 각각 , 의한 것이다. 4 6 5 n=2 400 550 700 파장(nm) 전자 전이에서 방출되는 빛의 파장은 전자 껍질 사이의 에너지 차 이가 작을수록 길다. 또, 주 양자수( 150 0 )가 커질수록 두 전자 껍질 파장(nm) 300 사이의 에너지 간격은 좁아진다. 따라서 수소 원자의 전자가 들뜬 n 상태인 0 , n=2 , , 에서 각각 150 인 전자 껍질로 전이될 때 파장(nm) 300 방출되는 빛에너지는 가시광선 영역의 빛에너지보다 크므로 파장 3 4 5 n=1 은 0 보다 짧은 영역에서 나타나게 되고, 전이 전 상태의 300 파장(nm) 에너지 준위가 높을수록 파장과 파장 사이의 간격이 좁아지므로 ①과 같은 선 스펙트럼이 얻어진다. 700 1,000 파장(nm) 파장(nm) 400`nm 400 700 150 550 850 150 850 150 150 850 850 0 700 0 0 700 700 300 1,000 파장(nm) 파장(nm) 300 파장(nm) 정답과 해설 25 300 파장(nm) 1,000 파장(nm) 1,000 파장(nm) 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 25 18. 12. 6. 오전 11:52 i 이므로 3 x=2 때 가능한 전자 전이는 다음과 같다. 일 때와 x=1 n 4 일 때, 일 때와 일 1 수소 원자의 선 스펙트럼 y=4 y=3 자료 분석 전이 전 전이 후 n x n y 4 3 2 1 흡수 1 흡수 흡수 흡수 2 흡수( ) a 방출( - ) x+2 흡수 3 방출 - 방출 4 방출( - ) 방출 b 방출( ) y-2 가지 전자 전이 중 빛이 방출되는 전자 전이가 - c 가지인 경우는 d 일 때이다. , 4 x=2 y=3 는 ㄱ. d 빛은 자외선이다. n=4 → n=1 3 일 때 방출되는 빛이므로 c 에 해당하는 d ㄴ. 방출되는 빛의 파장은 에너지에 반비례한다. 는 → n=3 c>b ㄷ. c b 전이 전 전이 후 는 = ) → 이고 n=4 n=1 일 때 각각 방출되는 빛에너지로 ( x+2 n 일 때, → 이다. 따라서 방출되는 빛의 파장은 c b> ( y-1 이다. c c ) =2 → 의 전자 전이에서 방출되는 빛에 n=2 ) =4 ( y-1 = → n=4 의 전자 전이에서 방출되는 빛에너지인 n=1 n=1 와 같다. 의 전자 전이에서 방출되는 빛에너지인 ) 전자 전이는 n 의 전자 이므로 n=2 n=4 n=4 n=2 n=2 → → d 를 전이 전 전이 후 = n c n ( x+2 너지는 에서 뺀 값인 = 전이에 해당한다. d-c 4 선 에 해당하는 빛의 에너지 / 은 → a2 mol 로 전자가 전이할 때 방출하는 빛의 에너지이다. 3/16E kJ n=4 n=2 & E=E4-E2= 따라서 a2 는 a4 , n=2 당한다. ㄱ. 주 양자수( ) 2 E 와 인접한 선인 ( - 1 4 → - ( - 1 은 2 n=3 ) 2 E =3/16E , → a1 n=2 의 전이에서 방출되는 빛에너지에 해 n=2 n=5 는 a3 n=6 → 2- a3 )가 커질수록 인접한 두 껍질 사이의 에너지 차이 가 작아지므로 방출되는 빛에너지의 파장 차이도 작아진다. 따라 서 |c ㄴ. 선 |이 된다. | c c 3 1 에 해당하는 전자 전이는 의 전이이다. n |c → 2- > 따라서 선 n=2 에 해당하는 빛의 에너지는 & n=5 ) 2 E ( - 1 이다. 5 - a 3 ( - 1 2 ) 2 E = ( - 1 25 ) E - ( - 1 4 E= E 5- E 2= ) / ) =21/100E(kJ mol E ㄷ. 바닥상태의 수소 원자가 이온화되는 것은 → X로 의 전자 전이에 해당하며, 이때 에너지를 흡수한다. 따라서 전자 n= X로 전이될 때 흡수하는 빛에너지는 & n=1 → 가 n=1 X -E1= E 이다. n= ( - 1X ) ( - 1 1 ( ) =0- ) ( E= ) / 에 너 지 ( kJ mol ) n= n=4 n=3 n=2 → C → ➡ 가시광선 영역(발머 계열) n=3 n=2 자외선 영역 n=3 (라이먼 계열) n=1 A B → n=2 n=1 n=1 선택지 분석 ㄱ. 에서 방출되는 빛은 가시광선이다. 자외선 B ㄴ. 는 바닥상태 수소 원자에서 전자를 떼어낼 때 필요한 에너 a 지와 같다. 보다 크다 ㄷ. a 이다. a=b+c ㄷ. 수소 원자의 에너지 준위는 불연속적이고 전자가 가질 수 있 는 에너지는 정해져 있다. 따라서 에서 방출되는 빛의 에너지인 는 → 의 전자 전이에서 방출하는 에너지이므로 A n=3 → a ( n=2 b ㄱ. n=1 )와 ( n=3 n=2 c 는 전이 후 주 양자수 → n=1 B 자외선이다. n=1 )의 합과 같다. 이므로 방출되는 빛이 ㄴ. 바닥상태의 수소 원자에서 전자를 떼어내는 것은 → X의 전자 전이에 해당한다. 따라서 이때 필요한 에너지는 n=1 → 에서 방출하는 에너지인 n= n=3 2 수소 원자의 전자 전이와 에너지 n=1 a 자료 분석 보다 크기가 크다. n전이 전 4 3 2 1 b c a d 1 2 3 4 n 전이 후 선택지 분석 구분 전자 전이 → → → → n=2 n=1 n=4 n=2 n=3 n=2 n=1 n=3 a b c d 빛에너지 (자외선) 방출 (가시광선) 방출 (가시광선) 방출 흡수 ㄱ. 와 에서 가시광선의 빛이 방출된다. ㄴ. 방출되는 빛의 에너지는 b c 에서가 에서의 ㄷ. 바닥상태인 수소 원자 a 몰에 에 해당하는 에너지를 가해 주 4 면 이온화된다. 1 배보다 배이다. 크다 4 X에 해당하는 에너지 c → d n=1 n= ㄱ. 와 에서 방출되는 빛은 모두 j 에서 로의 전이에 서 방출되는 빛이므로 가시광선에 해당한다. b c 3 n n=2 의 전이이므로 이때 방출되는 빛 a 의 에너지는 n=2 ( k 2 - 2 전이이므로 이때 방출되는 빛의 에너지는 n=1 ) k 2 =3/4k 1 - - 이다. 이다. 따라서 방출되는 빛의 에너지는 는 → 의 c n=3 ( k 2 - - 에서가 3 k 2 - 에서의 2 n=2 ) = 5 k 배보다 36 a c 4 ㄷ. 는 → 의 전이이므로 이때 흡수되는 빛의 에너지 d 는 n=1 이다. 바닥상태인 수소 원자를 이온화시키려면 n=3 에 해당 8/9k 하는 에너지를 가해 주어야 한다. k 2 E - 2 E -E =E kJ mol ㄴ. 는 → 본책 54쪽 ~ 56쪽 크다. 1 ② 7 ④ 2 ① 8 ① 3 ⑤ 9 ② 4 ④ 5 ② 6 ① 10 ① 11 ② 12 ③ 26 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 26 18. 12. 6. 오전 11:52 3 수소 원자의 선 스펙트럼 선택지 분석 5 수소 원자의 전자 전이 자료 분석 ㄱ. 선에 해당하는 빛은 라이먼 계열에 속한다. 발머 계열 ㄴ. 오비탈에 전자가 있는 수소 원자가 이온화될 때 필요한 선에 해당하는 빛에너지보다 작다. 410`nm 3p 최소 에너지는 ㄷ. 에서 656`nm 로 전자가 전이될 때 흡수하는 에너지는 n=2 n=4 선에 해당하는 빛에너지의 배이다. 656`nm 오비탈에 전자가 있는 수소 원자가 이온화되는 것은 27/20 ㄴ. n=3 X로 전자가 전이되는 것이며, 이때 필요한 최소 에너지는 → 3p n= - 1X 2 k 로의 전이에서 방출되므로 에너지는 ) =1/9k ( - 1 3 이다. 2 k- 656`nm 선은 → n=3 ( - 1 2 2 k n=2 ) =5/36k - 1 3 2 k- 이다. ㄷ. → 로의 전이에서 흡수되는 에너지는 선에 해당하는 에너지인 선에 해당하는 빛은 발머 계열이며, 라이먼 n=4 n=2 ) ( - 1 2 k =3/16k 2 배이다. 로, 27/20 ㄱ. 계열은 자외선 영역이다. 410`nm 656`nm 4 수소 원자의 전자 전이와 에너지 자료 분석 • 전이가 • 가지이므로 는 에너지가 가장 작으므로 이다. x=4 6 장 크므로 a → 로의 전자 전이에 해당한다. n=3 n=4 f → 으로의 전자 전이, 는 에너지가 가 n=1 n=4 에 너 지 y ( kJ mol ) → n=2 n=1 → n=4 n=2 → → n=3 n=4 n=2 n=3 a b c d e f 전자 전이 → → n=3 n=1 n=4 n=1 선택지 분석 이다. ㄱ. ㄴ. 4 x=5 Ee-Eb=Ed 이다. 의 에너지가 필요하다. ㄷ. 바닥상태인 수소 원자에서 전자를 떼어내는 데 / ㄴ. , , 의 전이에서 방출되는 에너지는 각각 , ) e b - 인 d Ed=E2-E1 ( E3-E2 E1 ㄷ. n=4 ( - 1 1 2 k- 이다. 따라서 Ee=E3-E1 ) =E2-E1=Ed → 이다. 로의 전자 전이에서 방출되는 빛에너지는 f - 1 소 원자에서 전자가 떨어져 나가는 것은 4 n=1 ) =15/16k 이고, 이 값이 2 k y 이다. 바닥상태의 수 → X로의 전 자 전이에 해당하므로 이때 필요한 에너지는 n= / 에 해당한 n=1 k kJ mol / 의 16/15y kJ mol 다. 따라서 수소 원자에서 전자를 떼어내는 데 에너지가 필요하다. ㄱ. 전자 전이가 가지이므로 이다. 6 x=4 → (자외선) n=3 n=1 → (자외선) n=2 n=1 선택지 분석 → (가시광선) n=2 n=3 B C A D → X n=1 n= n=1 2 3 ㄱ. 방출되는 빛의 파장은 가 보다 길다. 짧다 ㄴ. B 에서 방출되는 빛은 가시광선에 해당한다. A ㄷ. 에너지가 가장 큰 빛이 방출되는 것은 C 이다. D 로의 전자 전이이므로 이때 방출되는 빛 B ㄴ. 는 → 은 가시광선이다. C n=2 n=3 ㄱ. 2 k- 의 - 1 4 5/36k 는 → n=2 보 A 다 크다. 빛의 에너지와 파장은 반비례하므로 방출되는 빛의 파장 A 로의 전자 전이이므로 방출되는 빛의 에너지는 로의 전자 전이이고, n=1 n=3 가 는 → B B n=1 가 은 보다 짧다. B ㄷ. 에서는 에너지가 흡수되며, 에너지가 가장 큰 빛이 방출되 A D 는 것은 이다. B 자료 분석 6 수소 원자의 전자 전이와 에너지 선 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 전자 전이 → n=4 X라면 n=1 ㉠ → n= n=2 n=3 n=2 → → n=2 n=1 에너지( / ) x =- k 2 - 4 ( kX 2 - - y =- z =- k 2 - - 3 ( k 2 - 2 - kJ ( - - ( ) mol ) = 15k 16 k = 4 ) = 5k 36 ) = 3k 4 k 2 1 k 2 2 k 2 2 k 2 1 선택지 분석 ㄱ. Ⅲ에 해당하는 빛은 가시광선이다. ㄴ. 이다. ㄷ. 방출하는 빛의 파장은 Ⅱ에서가 Ⅳ에서보다 짧다. xy+z ㄱ. Ⅲ은 은 발머 계열에 속하고 가시광선 영역에 해당한다. 로의 전자 전이이므로 Ⅲ에 해당하는 빛 → n=2 는 선 Ⅲ과 선 Ⅳ에 해당하는 에너지의 합이므 의 전자 전이에서 방출되는 빛에너지의 크기와 n=3 ㄴ. 로 의 전자 전이에서 방출되는 빛에너지의 크기 의 전자 전이에서 방출되는 빛에너지의 크기보 로의 전자 전이에 의해 방출되는 빛으로 n=2 ㉠이 X일 때 방출되는 빛의 에너지가 & n 4 X → Y( ) 2 - 1X - 로의 전자 전이에 2 E 로 가장 크고, Ⅳ는 → ) =1/4 ( - 1 2 의해 방출되는 빛으로 & 2 n=2 Y( → E2 1 2 - 1 2 ) n=1 ( - 1 1 2 - ) =3/4 이다. 한 편 방출되는 빛에너지의 크기와 파장은 반비례한다. 방출되는 빛 에너지의 크기는 Ⅳ에서가 Ⅱ에서보다 크므로 방출되는 빛의 파 장은 Ⅱ에서가 Ⅳ에서보다 길다. 정답과 해설 27 16/15y kJ mol , Eb=E3-E2 ( E3- Ee-Eb= → y+z n=1 → 같다. n=3 n=1 가 n=4 → n=3 다 크므로 ㄷ. Ⅱ는 n=1 x>y+z j → 이다. 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 27 18. 12. 6. 오전 11:52 7 수소 원자의 전자 전이와 선 스펙트럼 자료 분석 E E4 E3 E2 E1 파장 c 1 c 2 c c 3 4 k1 k3 k2 n=4 → n=3 n=4 → n=2 ➡ 가시광선 ➡ 적외선 ➡ 가시광선 k4 n=3 → n=2 X ➡ 자외선 n= → n=1 ( 에너지(& ) E ) = 7k 144 ) = 3k 16 ) = 5k 36 k 2 3 k 2 2 k 2 2 - - - k 2 - 4 k 2 - 4 k 2 - 3 - ( - ( - k 전자 전이 n=4 n=3 n=4 n=2 → → → n=3 X → n=2 n= n=1 선택지 분석 ㄱ. c ㄴ. c 3c 2 =3/2 은 적외선에 해당한다. 1 이다. c 3c 2 =27/20 ㄷ. 바닥상태의 수소 원자에 c 원자는 이온화한다. 4 에 해당하는 빛을 쪼여 주면 수소 은 적외선에 해당한다. 1 ㄱ. c ㄷ. 바닥상태인 수소 원자를 이온화시키려면 지가 필요하고, c 인 수소 원자에 c 화한다. k 에 해당하는 빛의 에너지는 4 에 해당하는 빛을 쪼여 주면 수소 원자가 이온 4 k 에 해당하는 에너 이므로 바닥상태 ㄴ. c 2 에 해당하는 빛의 에너지는 이고, c 에 해당하 3k 16 이다. 빛의 파장은 에너지에 반비례하므로 3 는 빛의 에너지는 5k 36 이다. c 3c 2 = 3k 16 5k 36 =27/20 8 오비탈의 종류와 성질 자료 분석 z y x y x z y z y x z (나) 2s x (다) 2px 2pz (가) 1s 선택지 분석 ㄱ. (다)의 주 양자수는 이다. ㄴ. (다)는 원자핵으로부터 거리가 같으면 방향에 관계없이 전자 2 가 발견될 확률이 같다. 다르다 ㄷ. 방위 양자수는 (나)가 (가)보다 크다. (가)와 (나)가 같다 ㄱ. (가)는 오비탈, (나)는 오비탈, (다)는 오비탈이므로 (다)의 주 양자수는 1s 이다. 2s 2p 오비탈로 원자핵으로부터 거리가 같더라 ㄴ. (다)는 2 2p 도 방향에 따라 전자가 발견될 확률이 다르다. ㄷ. (가)와 (나)는 모두 오비탈이므로 (가)와 (나)의 방위 양자수 9 원자 모형 비교 선택지 분석 (가) (나) (다) ① ② ③ ④ ⑤ A A B B C B C A C A C B C A B 는 현대 원자 모형, 는 톰슨 원자 모형, 는 보어 원자 모형이 A 다. , , 중 전자의 에너지의 불연속성이 나타나지 않은 B C 는 수소 원자의 선 스펙트럼을 설명할 수 없다. 또 A B C 와 중 전자의 B 존재를 확률 분포로 설명할 수 있는 것은 현대 원자 모형인 A C 이 다. 따라서 (가)는 , (나)는 , (다)는 이다. A A C B 10 오비탈의 종류와 수 ㉠ 1 1s x =1 2 2s ㉡ 1 ㉢ 2p y =3 자료 분석 주 양자수( ) n 오비탈 종류 오비탈 수 선택지 분석 ㄱ. 이다. y x =3 ㄴ. 최대 수용 전자 수는 ㉡이 ㉠보다 크다. ㄷ. ㉢은 원자핵으로부터 거리가 같으면 방향에 관계없이 전자의 로 같다 2 발견 확률이 같다. 방향에 따라 전자의 발견 확률이 다르다 )가 ㄱ. 주 양자수( ㉠은 에는 1s 오비탈이 s 이고, ㉢은 n 오비탈이고, 1 개, 1 x=1 p 오비탈이며, 인 전자 껍질에는 오비탈만 개 있으므로 이다. 주 양자수( s )가 오비탈이 개 있으므로 ㉡은 n 인 전자 껍질 1 2 오비탈 3 이다. 따라서 2s 이다. 2p ㄴ. 오비탈과 y=3 오비탈의 최대 수용 전자 수는 =3 로 y x 같다. 1s 2s ㄷ. 오비탈은 방향성이 있으므로 원자핵으로부터 거리가 같더 라도 방향에 따라 전자의 발견 확률이 다르며, 방향에 따라 p 가지 2 3 가 존재한다. 11 오비탈과 양자수 자료 분석 z z y y z z y y 구분 x x x x (가) 오비탈 (나) 오비탈 3s 3 0 2 2pz 2 1 2 주 양자수( ) n 방위 양자수( ) 수용할 수 있는 최대 전자 수 l 선택지 분석 ㄱ. 주 양자수( ) n ㄴ. 방위 양자수( ) l ㄷ. 수용할 수 있는 최대 전자 수 는 으로 같다. s 0 28 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 28 18. 12. 6. 오전 11:52 ㄴ. 방위 양자수( )는 (나)가 (가)보다 크다. l ㄱ. 주 양자수( )는 (가)가 (나)보다 크다. ㄷ. 수용할 수 있는 최대 전자 수는 (가)와 (나)가 같다. n 12 오비탈과 양자수 자료 분석 • 모양이 같은 오비탈 수는 (가)가 가장 작다. (가)는 오비탈이다. • (나)는 모양이 같고 공간적인 방향이 다른 오비탈이 개 있다. 3s 3 (나)는 , ~pz py • (다)의 방위 양자수는 , ( px 3p ) 오비탈이다. 이다. ~ (다)는 오비탈이다. 2 3d 선택지 분석 ㄱ. (다)는 오비탈이다. ㄴ. (가)와 (나)의 방위 양자수( )의 합은 이다. 3d ㄷ. 개의 오비탈에 들어갈 수 있는 최대 전자 수는 (가), (나), l 2 1 (다)에서 모두 같다. 1 ㄱ. 주 양자수( )가 인 전자 껍질에는 , , 오비탈이 있으며, 오비탈 수는 , `p 오비탈 수는 `d s 이므로 오비탈 오비탈이다. 3 개가 존재하므로 (나)는 p d 오비탈은 에너지 준위가 5 오비탈이고, 방위 3p 오비탈이므로 (다)는 오비탈이다. 개의 오비탈에는 스핀 방향이 서로 반대인 전자가 d 개까지 3d 개의 오비탈에 들어갈 수 있는 최대 전자 수는 2 오비탈 수는 3 s 수가 가장 작은 (가)는 n , p 1 같고 방향이 다른 3s 인 오비탈은 3 양자수가 ㄷ. 2 채워진다. 따라서 1 (가) (다) 모두 로 같다. 1  ̄ ㄴ. (가) 2 오비탈의 방위 양자수( )는 3s l 이다. 1 자수( )의 합은 l 1 오비탈의 방위 양자수( 3p 이다. 따라서 (가)와 (나)의 방위 양 이고, (나) )는 0 l 1 ③ 7 ③ 2 ① 8 ① 3 ⑤ 9 ③ 4 ③ 5 ② 10 ⑤ 11 ④ 6 ① 12 ④ 본책 57쪽 ~ 59쪽 1 수소 원자의 전자 전이 자료 분석 • 전자 전이 Ⅰ Ⅲ에서 ( 전이 전 전이 후) 전자 전이  ̄ DELTAn Ⅰ n -n Ⅱ Ⅲ 3 • Ⅰ  ̄ DELTAn Ⅲ에서 & & & n=1 n=2 n=3 1 전이 후는 모두 → → → 인 전이: 인 전이: 인 전이: n n=2 n=3 n=4 • 방출되는 빛의 에너지는 Ⅰ , Ⅱ는 Ⅰ은 → n=2 n=1 선택지 분석 2 이하이다. → → → , 3 , n=1 n=3 , n=4 n=1 n=5 n=1 → > Ⅱ > n=4 n=2 Ⅲ이다. → → → n=3 n=3 n=3 , , n=2 n=4 , n=5 n=2 n=6 n=2 , Ⅲ은 n=6 n=3 → 이다. ㄱ. Ⅰ에서 방출되는 빛에너지는 자외선이다. ㄴ. 전은 Ⅱ에서가 Ⅲ에서보다 크다. 작다 전이 ㄷ. Ⅰ에서 방출되는 빛에너지는 Ⅱ에서의 n 배이다. `` → 의 전이이므로 방출되는 빛에너지는 자외 4 ㄱ. Ⅰ은 선이다. n=2 n=1 ㄷ. Ⅰ에서 방출되는 빛에너지는 Ⅱ에서 방출되는 빛에너지는 Ⅰ E =- 1 2 Ⅱ E =- 1 4 2 k- , ) =3/4k 라 ( - 1 2 k 1 ) 2 k =3/16k 2 k- ( - 1 2 고 할 수 있다. 따라서 Ⅰ에서 방출되는 빛에너지는 Ⅱ에서의 배이다. ㄴ. Ⅱ는 → 전은 Ⅲ에서가 Ⅱ에서보다 크다. , Ⅲ은 n=4 n=2 n=6 n=3 → 4 의 전이이 므로 전이 `` n 2 수소 원자의 전자 전이와 선 스펙트럼 선택지 분석 ㉠ ① ③ ⑤ b3 b3 b3 ㉡ a1 a2 a3 ㉠ ② ④ b4 b4 ㉡ a1 a2 파장 는 라이먼 계열 중 파장이 네 번째로 길므로 → a4 의 전이에서 방출되는 빛의 파장이다. 이 빛에 해당하는 에 n=5 n=1 너지는 → 에서 방출되는 빛의 에너지( )와 → → n=2 n=5 n=1 n=2 와 파장 n=2 n=5 에서 방출되는 빛의 파장은 는 파장 b3 a1 에서 방출되는 빛의 에너지( E5-E2 )의 합과 같다. 에서 방출되는 빛의 파장은 → E2-E1 이고, b3 이므로 파장 a4 에 각각 해당하는 에너지의 합과 같다. a1 n=1 에 해당하는 에너지 n=2 3 수소 원자의 전자 전이와 에너지 Ⅱ k 4 → Ⅲ 3k 4 Ⅳ 3k 16 자료 분석 전자 전이 에너지( / ) kJ mol Ⅰ 5k 36 ( - ( - ( •Ⅰ: •Ⅱ: •Ⅲ: Ⅰ E Ⅲ Ⅱ E = = 5k 36 k 4 = 3k 4 = 3k 16 선택지 분석 E E Ⅳ •Ⅳ: =- =- k 2 - 3 kX 2 - =- =- k 2 - 2 k 2 - 4 - ( - ) ➡ k 2 2 k 2 2 k 2 1 k 2 2 n=3 n=2 ) ➡ X → n= n=2 ) ➡ → n=2 n=1 ) ➡ → n=4 n=2 ㄱ. Ⅰ에서 방출되는 빛은 가시광선이다. ㄴ. 전자 껍질에 전자가 들어 있는 수소 원자에 ( Ⅱ Ⅳ)에 N 해당하는 빛을 쪼여 주면 이온화한다. E -E ㄷ. 수소 원자에서 ( Ⅲ Ⅳ)에 해당하는 빛을 방출하는 전자 전이가 일어날 수 있다. +E E ㄱ. 방출되는 빛의 에너지가 인 경우는 → 의 전 5k 36 이이다. 따라서 Ⅰ에서 방출되는 빛은 가시광선이다. 이므로 ㄴ. 이고, X Ⅱ Ⅳ n=3 n=2 E X =E 4-E 2 이다. Ⅱ 전자 껍질은 E X ( =E E ) -E2 -E 2 ( E4-E2 E 전자 껍질이므로 - ) N 전자 껍질에 전자가 들어 있는 수소 원자에 =E -E4 ( Ⅱ E ㄷ. -E Ⅲ N Ⅳ)에 해당하는 빛을 쪼여 주면 이온화한다. 이므로 이고, Ⅳ E ( E2-E1 → n=1 =E 4-E 2 =E 2-E 1 ( ) E4-E2 = n=4 인 전자 전이에서 방출되는 빛의 에너지와 같다. 따라서 Ⅳ)에 해당하는 빛을 방출하는 전자 전이 E ) =E4-E1 이다. 즉, +E +E + E E Ⅲ 수소 원자에서 ( Ⅲ E 가 일어날 수 있다. +E Ⅳ = 인 -E n=4 Ⅳ Ⅲ Ⅳ는 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 29 18. 12. 6. 오전 11:52 정답과 해설 29 4 수소 원자의 전자 전이와 선 스펙트럼 자료 분석 ㄷ. ) ( E4-E1 ( E3-E2 당하는 빛을 방출하는 전자 전이는 일어날 수 없다. a-d= a-d - kJ mol )이므로 ( ) / 에 해 전자 전이 → n=5 (가) n=2 색깔 파랑 초록 에너지( / ) kJ Ⅰ mol 방출되는 빛의 색깔이 초록이므로 Ⅰ에서 방출되는 빛의 파장보다 길다. ➡ → 6 수소 원자의 선 스펙트럼 자료 분석 선 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ n=4 n=2 → n=a Ⅲ이므로 Ⅱ E >E → n=2 a=3 이다. ➡ → n=3 n=2 n=4 Ⅱ이므로 n=b 이다. ➡ Ⅳ → E >E b=1 n=4 n=1 선택지 분석 ㄱ. (가)는 → 이다. ㄴ. | ㄷ. E 는 Ⅱ n=4 Ⅲ| -E 이다. > | n=2 Ⅰ -E E Ⅲ|이다. < E Ⅱ E Ⅲ Ⅳ E E b 1 n=2 n=2 → ㄱ. Ⅱ는 가시광선 영역에 해당하므로 의 전이 중 하나이다. 이때 → , Ⅱ는 → → → 또는 Ⅲ이므로 Ⅲ은 n=3 n=3 의 전이에 해당한다. 따라서 (가)는 n=4 Ⅱ >E E n=2 n=4 이다. Ⅱ이므로 Ⅳ는 n=2 이다. Ⅳ >E 는 n=4 ㄷ. E 라서 n=2 b ㄴ. 1 Ⅱ E 너지와 같고, -E Ⅰ -E E 너지와 같다. 따라서 | → 의 전이에 해당한다. 따 n=4 n=1 Ⅲ는 Ⅲ는 → → n=4 n=5 Ⅱ -E Ⅲ| n=3 n=3 | Ⅰ -E E 의 전이에서 방출되는 에 의 전이에서 방출되는 에 Ⅲ|이다. < 5 수소 원자의 전자 전이와 에너지 E 자료 분석 ( DE kJ mol ) a b c d 0 1 2 3 4 Dn 선택지 분석 전자 전이 스펙트럼 영역 & E a b c d → → → → n=1 n=1 n=2 n=2 n=4 n=3 n=4 n=3 자외선 자외선 가시광선 가시광선 ㄱ. / 에 해당하는 빛은 자외선이다. 가시광선 ㄴ. d kJ mol 이다. a-c=b-d ㄷ. 수소 원자에서 ( ) / 에 해당하는 빛을 방출하는 전자 전이가 일어날 수 있다. a-d kJ mol 일어날 수 없다 • 는 & • • • a n=1 는 & b n=1 는 & c → n=2 는 & d → 인 전자 전이 중 에너지가 가장 크므로 → n=3 의 전이에 의한 에너지이다. 인 전자 전이 중 에너지가 가장 크므로 → n=2 의 전이에 의한 에너지이다. 인 전자 전이 중 두 번째로 에너지가 크므로 n=2 의 전이에 의한 에너지이다. 인 전자 전이 중 두 번째로 에너지가 크므로 n=1 의 전이에 의한 에너지이다. ㄴ. , b=E3-E1 ( ) E4-E2 n=2 , a=E4-E1 ( E4-E1 ) =E2-E1 → n=3 a-c= ( ) E3-E2 E1 ㄱ. d 하는 빛은 가시광선이다. 는 - - n=2 , c=E4-E2 ) =E2-E1 이다. 따라서 이고, d=E3-E2 b-d= 이다. a-c=b-d 에 의한 에너지이므로 이에 해당 n=4 n=3 n=4 n=3 이므로 ( E3- 30 정답과 해설 탐 구 활 동 지 …(생략)… [탐구 활동] (가) 들뜬상태에 있는 수소 원자의 전자가 주 양자수(n) 4 이하에서 전이할 때 빛에너지를 방출하는 전자 전이를 모두 찾는다. (나) (가)에서 찾은 전자 전이에 해당하는 빛의 파장을 아래 그림 에 선으로 모두 표시한다. 가능한 전자 전이는 다음과 같다. 파셴 계열 라이먼 계열 발머 계열 탐 구 활 동 지 → 1 …(생략)… n=4 → n=3 b 1 b b n=3 c n=4 → 2 파장(×103 nm) → 0 a n=4 n=2 → [탐구 활동] n=2 n=3 → (가) 들뜬상태에 있는 수소 원자의 전자가 주 양자수(n) 4 이하에서 선 a ~c는 (가)에서 찾은 전자 전이 중 n전이 전 - n전이 후 = 1인 전이할 때 빛에너지를 방출하는 전자 전이를 모두 찾는다. n=2 전자 전이에 해당하는 빛의 파장이다. (나) (가)에서 찾은 전자 전이에 해당하는 빛의 파장을 아래 그림 에 선으로 모두 표시한다. n=1 n=1 n=1 2 파장 (×103 nm) 선 a ~c는 (가)에서 찾은 전자 전이 중 n전이 전 - n전이 후 = 1인 전자 전이에 해당하는 빛의 파장이다. 1 탐 구 활 동 지 탐 구 활 동 지 탐 구 활 동 지 …(생략)… 탐 구 활 동 지 …(생략)… [탐구 활동] 탐 구 활 동 지 …(생략)… [탐구 활동] 2 파장 (×103 nm) 0 a …(생략)… 2 0 a 1 [탐구 활동] (가) 들뜬상태에 있는 수소 원자의 전자가 주 양자수(n) 4 이하에서 …(생략)… (가) 들뜬상태에 있는 수소 원자의 전자가 주 양자수(n) 4 이하에서 [탐구 활동] 파장(×103 nm) (가) 들뜬상태에 있는 수소 원자의 전자가 주 양자수(n) 4 이하에서 [탐구 활동] 전이할 때 빛에너지를 방출하는 전자 전이를 모두 찾는다. 전이할 때 빛에너지를 방출하는 전자 전이를 모두 찾는다. (가) 들뜬상태에 있는 수소 원자의 전자가 주 양자수(n) 4 이하에서 0 a 전이할 때 빛에너지를 방출하는 전자 전이를 모두 찾는다. (가) 들뜬상태에 있는 수소 원자의 전자가 주 양자수(n) 4 이하에서 (나) (가)에서 찾은 전자 전이에 해당하는 빛의 파장을 아래 그림 (나) (가)에서 찾은 전자 전이에 해당하는 빛의 파장을 아래 그림 전이할 때 빛에너지를 방출하는 전자 전이를 모두 찾는다. (나) (가)에서 찾은 전자 전이에 해당하는 빛의 파장을 아래 그림 전이할 때 빛에너지를 방출하는 전자 전이를 모두 찾는다. 에 선으로 모두 표시한다. 에 선으로 모두 표시한다. (나) (가)에서 찾은 전자 전이에 해당하는 빛의 파장을 아래 그림 0 a 에 선으로 모두 표시한다. (나) (가)에서 찾은 전자 전이에 해당하는 빛의 파장을 아래 그림 에 선으로 모두 표시한다. 에 선으로 모두 표시한다. → 1 0 a → 1 0 a 0 a 0 a c , , → 2 1 c 2 1 2 파장 (×103 nm) c 파장(×103 nm) 에 해당한다. 2 1 n=2 n=1 n=3 b c c 파장(×103 nm) 2 파장 (×103 nm) 2 1 c c 파장(×103 nm) 2 1 n=3 c 파장(×103 nm) 2 파장 (×103 nm) 파장(×103 nm) c 2 파장 (×103 nm) c 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a 선 a ~c는 (가)에서 찾은 전자 전이 중 n전이 전 - n전이 후 = 1인 선 a ~c는 (가)에서 찾은 전자 전이 중 n전이 전 - n전이 후 = 1인 선택지 분석 선 a ~c는 (가)에서 찾은 전자 전이 중 n전이 전 - n전이 후 = 1인 전자 전이에 해당하는 빛의 파장이다. 선 a ~c는 (가)에서 찾은 전자 전이 중 n전이 전 - n전이 후 = 1인 전자 전이에 해당하는 빛의 파장이다. 선 a ~c는 (가)에서 찾은 전자 전이 중 n전이 전 - n전이 후 = 1인 전자 전이에 해당하는 빛의 파장이다. 전자 전이에 해당하는 빛의 파장이다. 전자 전이에 해당하는 빛의 파장이다. n=4 n=3 b 는 b b 는 n=2 b b b b n=4 b b b 2 파장 (×103 nm) 2 파장 (×103 nm) → → 0 a a c 는 1 1 b 1 1 c c c ① ② ③ ④ ⑤ 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a 1 n=2 1 b n=1 b n=1 b b b b b n=4 b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b b 1 1 → 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 파장 (×103 nm) 2 파장 (×103 nm) c 2 파장 (×103 nm) 2 파장 (×103 nm) 2 파장 (×103 nm) c 2 파장 (×103 nm) 2 파장 (×103 nm) 2 파장 (×103 nm) 2 파장 (×103 nm) 2 파장 (×103 nm) c 2 파장 (×103 nm) 2 파장 (×103 nm) 2 파장 (×103 nm) 2 파장 (×103 nm) 2 파장 (×103 nm) 2 파장 (×103 nm) 2 파장 (×103 nm) 2 파장 (×103 nm) 2 파장 (×103 nm) 2 파장 (×103 nm) 2 파장 (×103 nm) 2 파장 (×103 nm) 2 파장 (×103 nm) 2 파장 (×103 nm) 2 파장 (×103 nm) 2 파장 (×103 nm) 2 파장 (×103 nm) c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c c 전자가 전이할 때 방출되는 빛의 파장은 빛에너지에 반비례한다. 들뜬상태에 있는 수소 원자의 전자가 주 양자수( ) 이하에서 전 이할 때 가능한 전자 전이는 n=4 이다. 이 중 → → → ` 후 전 전이 전이 → ` → n=4 , , n=1 n=3 n=2 -`n n =1 , n=2 n=2 n=1 n=1>n=3 n=2>n=4 → n=3>n=3 n=4 , → 는 b n=1 a → → 는 n=2 에 해당한다. n=3 n=2 크기는 따라서 → → → → n , , 4 n=4 n=3 n=2 , n=1 n=3 n=2 n=1 , 인 전자 전이는 n=3 n=4 이고, 방출되는 에너지의 크기는 이므로 파장의 → → n=2>n=2 → n=3 n=3 → , n=2 에 해당하는 n=1 는 c 이다. → n=4 ① 제시된 전자 전이 중 라이먼 계열에서 n=3 a 에서 방출되는 빛에너지보다 에너지가 큰 전자 전이는 → → → n=1 a 에 해당하는 , n=1 이므로 스펙트럼에서 에서 방출되는 빛에너지보다 에너지가 큰 전자 전이는 n=1 n=4 n=3 개의 선이 나타난다. 발머 계열에서 2 n=2 n=4 n=2 난다. 또한 파셴 계열에서 되는 빛에너지보다 에너지가 큰 전자 전이는 없다. 따라서 (나)의 결과로 가장 적절한 것은 ①이다. n=3 개의 선이 나타 → 1 n=3 이므로 스펙트럼에서 에 해당하는 선 왼쪽에 에서 방출 n=4 → → b b c n=2 선 왼쪽에 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 30 18. 12. 6. 오전 11:52 이므로 는 → 의 전이이고, 오비탈의 방위 양자수( )는 이고, (나) 오비탈 B n=2 이는 발머 계열에서 두 번째로 파장이 길므로 파장은 3/16k n=4 B 이다. 의 방위 양자수( 1s )는 이므로 방위 양자수( l 0 2px )는 (나)가 (가)보다 n=3 k 2 - 3 - 크다. l 1 ㄷ. (나)와 (다)의 주 양자수( l )는 로 같다. n 2 10 오비탈의 종류와 특징 자료 분석 7 수소 원자의 전자 전이와 선 스펙트럼 자료 분석 에서 방출되는 빛이다. B 파장(nm) 에 너 지 ( ) kJ mol 1 4 3 16 k k x X → → → n= n=4 n=3 n=2 n=2 n=2 434 486 656 (가) A 구분 전자 전이 0 A B (나) C n=3 n=2 → → n=4 n=2 X → n= n=2 - - 에너지( / ) ( - ( - ( k 2 - 3 k 2 - 4 kX kJ k 2 2 k 2 2 mol ) = 5 36 ) = 3 16 ) = 1 4 k 2 2 k k k - 2 - - 선택지 분석 ㄱ. 에서 방출되는 빛의 파장은 이다. ㄴ. 는 이다. 486`nm ㄷ. 에서 방출되는 빛은 적외선이다. 적외선이 아니다 5/36k C 의 에너지가 ㄱ. A B C B x ㄴ. 는 발머 계열의 선 중에서 486`nm 보다 에너지가 작으므로 A → B 의 전이이다. 따라서 이때 방출되는 빛에너지는 X → 의 전이로 발머 계열 중 방출되 는 빛에너지가 가장 큰 전이이므로 적외선이 아니다. n= C n=2 ( - n=2 ) =5/36k 는 ㄷ. k 2 2 이다. 8 오비탈의 종류와 특징 자료 분석 y x z 1s y x z 2s z y x 2px , 2px 2s 예 (가) 오비탈 2px 선택지 분석 오비탈 예 L 전자 껍질의 오비탈인가? 아니요 모양이 같고 방향이 다른 오비탈이 존재하는가? 아니요 (나) 오비탈 2s (다) 오비탈 1s ㄱ. 오비탈의 크기는 (나) (다)이다. ㄴ. (나)와 (다)의 방위 양자수( > )의 합은 (가)의 방위 양자수( 같다. l (가)의 방위 양자수( )와 )보다 작다 l l ㄷ. (가)는 원자핵으로부터 거리가 같으면 방향이 다르더라도 전 자가 발견될 확률이 같다. 다르다 전자 껍질에 있는 오비탈은 , 오비탈이고, 오비탈은 L 모양이 같고 방향이 다른 개의 오비탈이 있다. 따라서 (가)는 2s 2p 오비탈, (다)는 3 2p 오비탈이다. 오비탈, (나)는 2px 2s 1s ㄱ. 주 양자수( )가 클수록 오비탈의 크기가 크므로 오비탈의 크 기는 (나) n (다)이다. > ㄴ. 오비탈과 오비탈의 방위 양자수( )는 각각 이 고, 오비탈의 방위 양자수( )는 l 이므로 (나)와 (다)의 방위 2s 1s 0 )의 합은 (가)의 방위 양자수( 2px 양자수( l 오비탈은 방향성이 있으므로 (가)는 원자핵으로부터 거리가 )보다 작다. 1 l ㄷ. l 같더라도 방향이 다르면 전자가 발견될 확률이 다르다. p 9 오비탈과 양자수 선택지 분석 ㄱ. (다)에 전자가 들어 있는 수소 원자는 들뜬상태이다. ㄴ. 방위 양자수( )는 (나)가 (가)보다 크다. ㄷ. 주 양자수( l )는 (다)가 (나)보다 크다. 같다 오비탈의 크기가 (다) (가)이므로 (가)는 n 오비탈, (나)는 오비탈이다. > 2px ㄱ. 바닥상태의 수소 원자는 전자가 오비탈, (다)는 2s 오비탈에 들어 있다. (다) 1s 는 오비탈이므로 (다)에 전자가 들어 있는 수소 원자는 들뜬상 1s 2s 태이다. ㄴ. (가) • (가)와 (나)의 모양이 같다. , (다)는 각각 , (가) (나)는 각각  ̄ 오비탈과 1s 2s • (가)와 (다)는 주 양자수( 1s 오비탈 중 하나이다. 2p 2s )가 같다. 오비탈 중 하나이므로 모양이 같은 (가)와 주 양자수가 같은 (가)와 (다)는 각각 ➡ (가)는 n , (다)는 , (나)는 오비탈이다. 2s 2p 오비탈과 오비탈 중 하나이다. 선택지 분석 2s 1s 2p ㄱ. 오비탈의 크기는 (가) (나)이다. ㄴ. (다)에서 전자가 발견될 확률은 원자핵으로부터의 거리와 방 > 향에 따라 변한다. ㄷ. 방위 양자수( )는 (다)가 (나)보다 크다. ㄱ. (가)는 오비탈, (나)는 오비탈이므로 주 양자수가 큰 l (가)의 크기가 (나)보다 크다. 2s 1s ㄴ. (다)는 오비탈이고, 오비탈은 방향성이 있으므로 전자가 발견될 확률은 원자핵으로부터의 거리와 방향에 따라 변한다. p 2p ㄷ. (다)는 오비탈, (나)는 오비탈이므로 방위 양자수( )는 (다)가 (나)보다 크다. 2p 1s l 11 전자 배치와 오비탈 자료 분석 각 오비탈에 스핀 방향이 반대인 전자가 개씩 들어 있다. 전자 껍질 2 전자 배치 (가) (나) K 2 2 L 8 7 M 0 1 상태 바닥상태 들뜬상태 전자가 들어 있는 오비탈 수 5 6 정답과 해설 31 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 31 18. 12. 6. 오전 11:52 선택지 분석 다. L 같지 않다 ㄱ. (가)에서 전자 껍질의 모든 오비탈의 방위 양자수( )는 같 l ㄴ. (가)에서 전자들의 스핀 자기 양자수( )의 합은 이다. ㄷ. (나)에서 전자가 들어 있는 오비탈의 수는 ms 이다. 0 ㄴ. (가)에서 전자 껍질에는 오비탈 전자 껍질에는 6 개, 오비탈 K 개와 오비탈 1s L 개가 있고, 각 오비탈에는 스핀 방 1 2s 향이 서로 반대인 전자가 1 자기 양자수( 2p )의 합은 ㄷ. (가)에서 전자가 들어 있는 오비탈 수는 ms 전자 껍질에 로 모두 개씩 들어 있다. 따라서 전자들의 스핀 3 이다. 2 0 L K 이고, (나)에서 전자가 들어 있는 오비탈 전자 껍질에 , 1 수는 전자 껍질에 4 전자 껍질에 , 껍질에 로 모두 이다. K 1 ㄱ. (가)에서 전자 껍질에 있는 오비탈은 4 M 6 1 오비탈과 , 5 L 오비탈이다. 오비탈의 방위 양자수( L )는 , 오비탈의 2s 2p l 0 )는 로 서로 같지 않다. 2p 방위 양자수( 2s 1 12 수소 원자의 오비탈과 전자 전이 l 자료 분석 에 너 지 준 위 확 률 1s n= n=4 n=3 n=2 → A → n=4 n=2 n=2 n=1 B (가) n=1 0 원자핵으로부터의 거리 2p 2s (나) 오비탈에서 전자의 존재 오비탈에서 전자의 존재 확률이 최대인 거리 2p 확률이 최대인 거리 2s 선택지 분석 ㄱ. 방출되는 빛의 파장은 가 의 ㄴ. 전자 존재 확률이 최대인 거리는 3 2s 크다. A B 배 배이다. 4 오비탈이 2p 오비탈의 에너지 준위 차이는 ㄷ. 오비탈과 2p 크기와 같다. 1s 오비탈보다 의 에너지 A ㄴ. 전자 존재 확률이 최대인 거리, 즉 그림 (나)에서 각 그래프의 최댓값에 해당하는 원자핵으로부터의 거리는 오비탈이 오 비탈보다 크다. 2s 2p ㄷ. 오비탈과 오비탈의 에너지 준위 차이는 수소 원자의 2p 오비탈에서 1s 오비탈로 전자가 전이할 때 방출하는 에너지의 2p 1s 크기와 같으며, 이는 그림 (가)에서 에서 방출하는 에너지와 같다. 따라서 로의 전이( 오비탈의 → A ) n=1 오비탈과 에너지 준위 차이는 의 에너지 크기와 같다. n=2 2p 로의 전이, 1s 는 → n=1 로의 전이이므로 이때 방출되는 빛의 에너지는 다음과 같다. n=4 A B n=2 ㄱ. 는 → A n=2 A : E2-E1=- 1312 =- 1312 E4-E2 2 : 2 - B 따라서 방출되는 빛의 에너지는 2 - 4 2 ( - 1312 1 ( - 1312 2 가 2 A / ) kJ ( mol / ) ( ) =3/4\1312 ) =3/16\1312 의 배이다. 빛의 에너지 kJ mol 와 파장은 반비례하므로 방출되는 빛의 파장은 B 가 의 배 4 원자의 전자 배치 1 ⑴  ⑵  ⑶  ⑷ ⑸  1s \ 2s 2p 3s 본책 61 쪽 2 ⑴ 6C : 7N : 9F : ⑵ ⑶ ⑷ 11Na : ⑵ 3 ⑴ 6 6 2 1s 2 2s 2p 1 ⑴ 수소 원자에서는 전자가 면 오비탈의 에너지 준위가 같다. 따라서 1 개뿐이므로 주 양자수가 같으 오비탈에 전자가 들 어 있는 수소 원자와 오비탈에 전자가 들어 있는 수소 원자의 2s 에너지 준위는 같다. 2p 다전자 원자에서는 전자 간의 반발력이 있으므로 주 양자수가 같더라도 오비탈의 방위 양자수에 따라 에너지 준위가 다르다. 즉 ⑵ 오비탈이 오비탈보다 에너지 준위가 높다. 1 개의 오비탈에는 스핀 방향이 서로 반대인 전자가 ⑶ 2p 2s 들어갈 수 있다. ⑷ 훈트 규칙은 에너지 준위가 같은 오비탈에 전자가 배치될 때 가능한 한 홀전자 수가 많게 배치된다는 법칙이다. 다전자 원자에 개까지 2 서는 오비탈과 오비탈의 에너지 준위가 다르므로 전자가 2s 2p 배치될 때 훈트 규칙이 적용되지 않는다. ⑸ 의 전자 수는 지만, 원자가 전자는 19K 오비탈에 들어 있다. 이고, 오비탈의 에너지 준위는 이 4s<3d 19 4s 2 ⑴ 탄소 원자는 전자 수가 이다. 치는 6 2px ⑵ 질소 원자는 전자 수가 2 2 2s 1s 2py 1 1 이다. 7 1 1 2py 2 2 1 2pz 2px ⑶ 플루오린 원자는 전자 수가 1s 2s 자 배치는 2 1 2pz ⑷ 나트륨 원자는 전자 수가 2s 배치는 2 1s 2 2 11 2px 2py 이다. 1 6 3s 2 2 2s 1s 2p 이므로 탄소의 바닥상태 전자 배 이므로 질소의 바닥상태 전자 배치는 이므로 플루오린의 바닥상태 전 이다. 9 이므로 나트륨의 바닥상태 전자 3 ⑴ 원자가 전자는 가장 바깥 전자 껍질에 들어 있는 전자이 인 전자 껍질에 다. 따라서 의 전자 배치에서 주 양자수( )가 X 개가 n 의 원자가 전자이다. 들어 있는 전자 ⑵ 원자가 이온이 될 때 전자를 잃거나 얻어 X 전자 배치를 가지려고 한다. 는 6 2 족 원소와 같은 오비탈에 전자 18 개를 얻어 네온과 같이 의 전자 배치를 이루어 음이온이 된다. X 2p 2 6 2 1s 2 2p 2s 이다. 32 정답과 해설 B A 4 Q1 해설 참조 Q2 ⑴ 0 , ⑵ , ⑶ , ⑷ , 2 3 5 1 7 2 4 본책 62 쪽 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 32 18. 12. 6. 오전 11:52 Q1 원자의 바닥상태 전자 배치는 파울리 배타 원리를 따르면서 쌓음 원리와 훈트 규칙을 만족하며, 원자가 이온이 될 때는 전자 를 잃거나 얻어 족 원소와 같은 전자 배치를 가지려고 한다. 18 2s 1s 2p 3s 3p 4s 1 ③ 7 ④ 2 ③ 8 ① 3 ③ 4 ③ 5 ③ 6 ① 본책 64 쪽 ~ 65 쪽 ⑴ 3Li : 3Li+ : ⑵ 8O : 8O2- : ⑶ 12Mg : 12Mg2+ : ⑷ 17Cl : 17Cl- : ⑸ 19K : 19K+ : 3d 3p 2 원자의 전자 배치 자료 분석 본책 63 쪽 오비탈보다 에너지 준위가 오비탈에 전자가 들 높은 4s 어 있으므로 쌓음 원리에 위배 된다. 3d 1 오비탈의 에너지 준위와 전자 배치 자료 분석 오비탈의 두 전자의 스핀 방향이 같으므로 3s 파울리 배타 원리에 위 배된다. 선택지 분석 3d ㄴ. 3s 려야 한다. ㄱ. 오비탈 대신 오비탈을 그려야 한다. 오비탈에 나타낸 두 전자의 화살표 방향을 서로 반대로 그 4s ㄷ. 오비탈의 전자 개를 오비탈에 그려야 한다. 3 ㄱ. 다전자 원자에서 오비탈의 에너지 준위는 3d 3p 이다. 따라 서 쌓음 원리에 따라 ㄴ. 개의 오비탈에 들어가는 전자 오비탈 대신 4s<3d 오비탈을 그려야 한다. 4s 개는 스핀 방향이 서로 반대 3d 오비탈의 두 전자의 화살표 방향을 서로 반 2 여야 한다. 따라서 1 대로 그려야 한다. 3s ㄷ. 다전자 원자에서 오비탈의 에너지 준위는 오비탈이 오비탈보다 낮으므로 오비탈에 전자를 먼저 채워야 한다. 3p 에너지 준위가 낮은 오비탈부터 차례대로 전자가 채워져 있다. 1s 2p 2s 오비탈 에너지 준위가 낮은 에 전자가 모두 채워지지 않고 오비탈에 전자가 들어 있다. 2s 1s 2p 2s 1s 2s 2p 1s 2s (나) (라) 2p 2p (가) (다) 에너지 준위가 같은 오비탈 의 홀전자 수가 최대가 되지 않 는 전자 배치이다. 2p 오비탈 중 개에 들어 있는 개의 스핀 방향이 같아 전자 2p 불가능한 전자 배치이다. 1 2 선택지 분석 ① (가)는 쌓음 원리를 만족한다. ② (나)는 들뜬상태의 전자 배치이다. ③ (다)는 훈트 규칙을 만족한다. ④ (라)는 파울리 배타 원리에 어긋난다. ⑤ 바닥상태의 전자 배치는 가지이다. 어긋난다 1 ① (가)는 에너지 준위가 낮은 오비탈부터 차례대로 전자가 채워 져 있으므로 쌓음 원리를 만족한다. ② (나)는 에너지 준위가 낮은 않고 오비탈에 전자가 들어 있으므로 쌓음 원리에 어긋나는 오비탈에 전자가 모두 채워지지 2s 2p 들뜬상태의 전자 배치이다. ④ (라)는 있으므로 파울리 배타 원리에 어긋난다. 오비탈에 스핀 방향이 같은 2p 2 개의 전자가 채워져 정답과 해설 33 Q2 홀전자는 오비탈에서 쌍을 이루지 않은 전자를 의미하며, 바 닥상태 전자 배치에서는 홀전자 수가 최대가 되도록 배치되어 있 다. 원자가 전자는 바닥상태 전자 배치에서 가장 바깥 전자 껍질 에 들어 있는 전자이다. A 1 ② B 2 ③ 은 산소 원자가 전자 개를 잃어 생성된 이온이므로 1 ② 8O 전자 수는 + 이다. ① 비어 있는 7 1 오비탈이 있는데, 개의 오비탈에 2p 개만 배치되어 1 2p 전자가 쌍을 이루고 있으므로 훈트 규칙에 어긋난다. ③, ④ 에너지 준위가 낮은 2s 있으므로 쌓음 원리에 어긋난다. ⑤ 주어진 원리나 규칙에 어긋나지는 않지만 전자 수가 산소 원자의 바닥상태 전자 배치이다. 오비탈에 전자가 1 이므로 8 2 바닥상태인 원자 같으므로 같은 주기 원소이다. 같은 주기 원소 중 와 Y X 는 전자가 들어 있는 전자 껍질 수가 오비탈에 들 어 있는 전자 수의 비가 : 인 원소는 주기 원소의 p 와 이므 로 는 플루오린( ), 수가 같으므로 X 는 나트륨( F 는 붕소( 1 5 Y B )이다. ㄱ. 는 로 Z 주기 Na 족 원소이다. )이다. 또한 2 과 B 의 전자 F - + X Z B ㄷ. 바닥상태에서 Y , 1 2 2 2s 1s Z 2p 로 같다. 두 1 ㄴ. Z X 의 전자 배치는 의 전자 배치는 2 13 의 전자 배치는 , 2 2 5 2s 1s 2p 이므로 홀전자 수는 모 1 6 2 2 3s 2p 2s 1s 에서 전자가 들어 있는 오비탈 수는 이다. Y 6 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 33 18. 12. 6. 오전 11:52 ⑤ 바닥상태 전자 배치는 쌓음 원리, 파울리 배타 원리, 훈트 규 칙을 모두 만족하므로 (가)만 바닥상태의 전자 배치이다. 5 바닥상태 원자의 전자 배치 자료 분석 ③ (다)는 에너지 준위가 같은 개의 오비탈에 홀전자 수가 최대가 되도록 배치되어 있지 않으므로 훈트 규칙에 어긋 3 2p 오비탈에 들어 있는 전자 수 홀전자 수 전자 배치 원자 (가) (나) (다) 2s 1 2 2 선택지 분석 ㄱ. 이다. a b =3/2 전자 수: ➡ 나트륨( 11 ) Na 2p 0 4 a =3 1 3 b =2 1 2 2s 1s 3 2 2 2p 2s 1s 4 2 2 2p 2s 1s 난다. 3 원자의 전자 배치 자료 분석 전자 수: ➡ 산소( ) 8 O A B ( )의 바닥상태 전자 배치 O A 2 2 2s 1s 2   1 1 2px 2py 2pz 홀전자 원자가 전자 ( B )의 바닥상태 전자 배치 홀전자 Na 2 1s 6 2 2p 2s 3s 1 { 원자가 전자 선택지 분석 ① 같은 주기 원소이다. A ② 원자가 전자 수는 같다. ③ 홀전자 수는 ④ s ⑤ 전자가 들어 있는 p 가 의 A 오비탈의 전자 수는 같다. B 2 : 주기, : 주기 2 : , B : 3 B A 6 배이다. 1 : , : A , 2 : : B 1 B 오비탈의 수는 A 4 5 가 보다 많다. : , : 의 바닥상태 전자 배치는 2 2 2px A 2s 이다. 상태 전자 배치는 2 ③ 바닥상태 전자 배치에서 홀전자 수는 1s 가 2 2p 2s 1s 1 3s 6 2 B A 1 2py 1 2pz , 가 A 3 B 3 의 바닥 이고, B 가 이므로 A 2 B 1 A B A 는 의 배이다. ① 2 ② 원자가 전자 수는 ④ ⑤ 전자가 들어 있는 s p 2 오비탈의 전자 수는 A 주기 원소, 는 주기 원소이다. , 가 B 가 이다. 3 가 1 B 오비탈 수는 B 가 6 A , 4 이다. , 5 A B 3 모두 으로 같다. 4 질소 원자의 전자 배치와 오비탈 자료 분석 • (가)와 (나)의 모양이 같다. (가)와 (나)는 오비탈이다. s • (가)와 (다)에는 원자가 전자가 들어 있다. (가)와 (다)는 주 양자수가 같다. ➡ (가)는 , (다)는 오비탈이다. 2s 2p 선택지 분석 따라 변한다. ㄴ. 오비탈의 크기는 (가) (나)이다. ㄷ. 에너지 준위는 (다) > (나) (가)이다. (다) (가) (나) 바닥상태 질소 원자의 전자 배치는 > > > > 인데, (가)와 (나)의 3 모양이 같으므로 (가)와 (나)는 각각 오비탈 중 하 는 나이고, (가)와 (다)에 원자가 전자가 들어 있으므로 (가)와 (다)는 2 2 1s 2p 2s 오비탈과 1s 오비탈, (다)는 2s 주 양자수가 같다. 따라서 (가)는 (나)는 오비탈이다. 2s 오비탈, 2p 이고, 핵으로 1s ㄱ. (다) 오비탈은 핵에서 전자의 존재 확률이 ㄴ. 전자가 들어 있는 오비탈 수는 (다)가 (나)보다 크다. 같다 ㄷ. (나)와 (가)의 원자가 전자 수의 차는 이다. (가)는 4 오비탈에 들어 있는 전자 수가 이고, 홀전자 수가 이 2s 므로 전자 배치는 자 수가 이다. (나)는 이므로 오비탈에 들어 있는 전 1 오비탈에 들어 있는 전 1 1 2 2s 1s 이고, 홀전자 수가 이다. 따라서 2 3 a=3 자 수가 이다. (다)는 이고, (나)의 전자 배치는 3 오비탈에 들어 있는 전자 수가 이고, 2s 2p 2 2 3 1s 2p 2s 오비탈 2p 이고, (다)의 전자 배치는 2 2s 이다. 4 에 들어 있는 전자 수가 이므로 4 b=2 2 1s ㄱ. 2 2p 2s , b=2 a=3 ㄷ. 원자가 전자 수는 (가)가 이므로 a b =3/2 이다. 이고, (나)가 이므로 (나)와 (가)의 원자가 전자 수의 차는 이다. 1 5 ㄴ. 전자가 들어 있는 오비탈 수는 (나)와 (다)가 로 같다. 4 5 6 바닥상태 원자의 전자 배치 자료 분석 오비탈의 에너지 준위는 → 전자는 → 2p (나) 3s 2p 3p (다) 3p 3s 순으로 채워진다. 2p<3s<3p 이므로 전자 배치 6 3 6 5 0 3 2 1s 2 1s 6 2s 2 2 2p 3p 3s 3 2 2 2p 2s 1s 2 6 2 3p 3s 2p 2s 5 3 원자 (가) A B C 선택지 분석 2 0 2 ㄱ. 홀전자 수는 가 가장 작다. ㄴ. 에서 오비탈의 에너지 준위는 (가)가 (다)보다 높다. 낮다 A C B 오비탈의 에너지 준위는 인데, 에서 (나)가 가장 먼저 채워지고 전자 수가 B 오비탈이다. (가)와 (다)는 오비탈과 오비탈 중 하나인데, (가)에는 전자가 개 까지 채워져 있고, (다)에는 전자가 개까지 채워져 있으므로 (가) 이므로 (나)는 2p<3s<3p 3 2p 3s 오비탈이고, (다)는 3p 오비탈이다. 따라서 5 의 전자 배치는 의 전자 배치 이며, 의 A 3 2 2 2p 2s 1s 2 C 이고, 5 는 3s 2 2 6 2p 2s 1s 전자 배치는 2 3s 2 1s 3p 2 2p 2s 전자 수가 많게 배치된다. 홀전자 수는 2 6 3s 이다. 3 3p B 3p ㄱ. 바닥상태 전자 배치는 훈트 규칙을 만족하므로 가능한 한 홀 가 , 가 , 가 으로 A 1 B 3 C 3 ㄱ. (다)에서 전자가 발견될 확률은 핵으로부터의 거리와 방향에 ㄷ. 원자가 전자 수는 C 가 보다 크다. 같다 부터의 거리와 방향에 따라 전자가 발견될 확률이 변한다. 2p 0 가 가장 작다. ㄴ. 주 양자수가 커질수록 오비탈의 크기가 커지므로 (가) 오 A ㄴ. (가)는 오비탈, (다)는 오비탈이므로 에서 오 비탈은 (나) 오비탈보다 크다. ㄷ. 에너지 준위는 (다) 1s (가) (나)이다. > > 2s 3s 비탈의 에너지 준위는 (가)가 (다)보다 낮다. ㄷ. 원자가 전자 수는 3p 로 서로 같다. 와 가 C B C 5 34 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 34 18. 12. 6. 오전 11:52 가 전자 A 개를 얻어 형성 ㄱ. 에서 오비탈의 오비탈의 p s 전자 전자 ` ` 수 수 가 이다. =1 의 배이다. A ㄴ. 오비탈의 전자 수는 7 바닥상태 이온과 원자의 전자 배치 자료 분석 전자 수: 1s 10 , + ➡ - A B 2s 2px 2py 2pz 의 전자 수: 전자 배치: A 11 의 전자 수: 전자 배치: B 9 2 1s 2 2s 6 2p 1 3s 2 1s 2 2s 2 2 1 2px 2py 2pz 선택지 분석 ㄱ. 홀전자 수는 와 가 각각 이다. ㄴ. 원자가 전자 수는 보다 1 ㄷ. 원자가 전자가 들어 있는 오비탈의 주 양자수는 같다. 다르다 만큼 크다. 가 A B A B 6 은 + 가 전자 개를 잃고 형성된 양이온이므로 의 바닥상태 A A 전자 배치는 이다. 1 2 1 6 2 B 3s 2p 2s 1s 의 바닥상태 전자 배치는 된 음이온이므로 B 이다. 은 B - ㄱ. 와 의 홀전자 수는 각각 로 같다. 1 2 2 2s 1s 2 2 1 2px 2py 2pz ㄴ. 원자가 전자 수는 A B 가 이고, 1 가 이므로 원자가 전자 수 는 가 보다 만큼 크다. A 1 B 7 B A ㄷ. 원자가 전자가 들어 있는 오비탈의 주 양자수는 가 A 이고, 가 6 이다. B 3 2 8 바닥상태 원자의 전자 배치 자료 분석 • 전자가 들어 있는 전자 껍질 수: , 와 는 주기 원소이고, 와 B 오비탈의 전자 수에 대한 전체 • 전체 A D C 3 오비탈의 전자 수의 비 주기 원소이다. D>C 는 B>A 2 p A B s 원자 전체 오비탈의 전자 수 전체 오비탈의 전자 수 p s 1 , : 4 2 2 A , : 2p 2s 1s 6 2 2 2p 2s 1s C 1 6 : 2 2 2 : 3s 2p 2s 1s B 3 2 6 2 2 3p 3s 2p 2s 1s D 선택지 분석 C 1.5 D 1.5 ㄱ. 홀전자 수는 가 가장 크다. ㄴ. 와 D 의 전자 수 차는 이다. B ㄷ. 가 안정한 이온이 될 때 전자가 들어 있는 4 C 오비탈의 수는 2 A 커진다. 변함없다 p 주어진 원자는 , 주기이고, 바닥상태에서 전자가 들어 있는 전 자 껍질 수가 이므로 와 는 주기 원소이고, 와 는 주기 원소이다. 또, 주어진 전자 배치에서 전체 D>C A C B 오비탈 2 의 전자 수에 대한 전체 D s 오비탈의 전자 수의 비로부터 의 전 , 2 3 B>A 3 자 배치는 배치는 2 2 1s 2s 2 2 2p 2s 1s ㄱ. 홀전자 수는 있다. , 4 2p , 6 D 가 , 와 가 크다. A 2 B C p 의 전자 배치는 B 의 전자 배치는 2 2 2s 1s 2 2p 2s 가 , 6 2 2p 3s 3 2 6 3p 3s 이므로 2 1s , A 의 전자 C 임을 알 수 가 가장 D 0 가 D 3 이므로 ㄴ. 전자 수는 가 , 와 의 전자 수 차는 이다. B 12 C 10 B C ㄷ. 고, 주기 는 2 A 개의 전자는 16 2 족 원소이므로 안정한 이온은 가의 음이온이 오비탈에 채워지므로 안정한 이온이 될 때 2 오비탈의 수는 변함없다. 2p 2 p 1 ⑤ 7 ① 2 ③ 8 ③ 3 ③ 4 ⑤ 5 ⑤ 6 ③ 본책 66 쪽 ~ 67 쪽 1 바닥상태 원자의 전자 배치 자료 분석 원자 홀전자 수 전자쌍이 들어 있는 오비탈 수 전자 배치 A B 2 2 C 1 선택지 분석 3 6 4 2 2 2s 1s 2 2 2p 2s 1s 2 2 2s 1s 4 2p 2 2 6 3p 3s 5 2p ㄷ. 원자가 전자 수는 p 가 가장 크다. 2 A B 8 4 : , : , : A 는 전자쌍이 들어 있는 오비탈 수가 C 4 C B 6 이므로 7 , 오비탈과 2s 중 중 하나의 오비탈에 전자쌍을 채우고 있으며, 홀전자 3 1s 개의 오비탈에 각각 홀전자를 갖 A , , 2px 2pz 2py , , 이므로 수가 2py 2px 2pz 의 전자 배치는 고 있다. 따라서 2 2 A )이다. 는 산소( 이며, ( 2 2 4 2 2 2s 1s 2p 2s 1s , 이므로 는 전자쌍이 들어 있는 오비탈 수가 2px , 오비탈에 전자쌍을 채우고 있으며, 홀전자 수가 , 2py 이므로 개의 오비탈에 각각 홀전자를 갖고 있다. 따라서 2pz 2py , 2px 2 중 1s 2s ) 1 A O 6 1 2 ( 2 2 2 2 2 6 2 2 2s 1s 2s 1s 3p 3s 2p )이다. Si 는 전자쌍이 들어 있는 오비탈 수가 B ) 1 1 2 2 2px 2py 이므로 2pz , 2 2 3s 3px 3py 오비탈과 B , 2pz 3s , , 3pz 3py 3px 의 전자 배치는 B 는 규소( 이며, 중 , 2pz 이므로 C , 2px 2py , 자 수가 2 2py 2px 의 전자 배치는 고 있다. 따라서 1 C )이다. 는 플루오린( 이며, 2pz , 개의 오비탈에 전자쌍을 채우고 있으며, 홀전 1s 2s 4 중 개의 오비탈에 홀전자를 갖 ( 1 2 2 5 2 2 2s 1s 2p 2s 1s 2px 오비탈에 들어 있는 전자 수는 2 ) 1 2 2pz 2py 로 같으 ㄱ. C 에서 F 오비탈과 A 므로 ㄴ. s 오비탈의 오비탈의 p s 에서 전자 전자 ` ` p 수 수 이다. 4 =1 오비탈에 들어 있는 전자 수는 이고, 에서 오비 p 탈에 들어 있는 전자 수는 A 이므로 오비탈에 들어 있는 전자 수 B p 4 는 가 의 배이다. p 8 가 ㄷ. 원자가 전자 수는 A B 2 가 가장 크다. 수는 A 6 B 4 C 7 , 가 , 가 이므로 원자가 전자 2 바닥상태 원자의 전자 배치 C 자료 분석 • 의 홀전자 수의 총합은 이다. X ̄Z 홀전자 수의 합이 전자 수가 이므로 가능한 조합은 ( 7 인 원자가 포함된다. 7 • 오비탈에 들어 있는 전자 수는 3 X 에서 • p Z 의 전자 배치는 6 2 1s 3 3p 2 2 3s 2p 2s 전자가 들어 있는 오비탈 수 오비탈 수 전자가 들어 있는 p s 2 2 2p 2s , 2 2 2 인 의 전자 배치는 홀전자 수가 1s 2s 1 가능한 전자 배치는 ➡ 1s Z , , ) 또는 ( , , )이다. ➡ 홀 3 2 2 3 3 1 가 이고, X 배이다. 의 의 전자 배치는 Y 3 Y 이다. 3 2 2 2s 1s 2p 이다. =1 이다. , 2 6 2 2 1 6 이다. 2s 3s 2p 1s 3s 2p 1 6 2 2 3s 2s 1s 2p 정답과 해설 35 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 35 18. 12. 6. 오전 11:52 홀전자 수의 합이 이므로 홀전자 수의 가능한 조합은 ( , , ) X ㄴ. 주어진 조건에 부합되는 의 전자 배치는 이므로 선택지 분석 ㄱ. 는 주기 원소이다. Y ㄴ. 홀전자 수는 2 ㄷ. 전자가 들어 있는 가 Y 보다 크다. 으로 같다 3 X 오비탈 수는 와 가 같다. X Z 3 s 7 에는 또는 ( , , )로 반드시 홀전자 수가 인 원자가 포함되어야 한 2 3 오비탈의 전자 2 이 포함된다. 3 또는 수가 다. 따라서 3 3 가 1 X ̄Z 의 Y 3 2 2 2 1s 3s 2s 원자의 홀전자 수가 모두 치는 가 X X 6 야 한다. 또, 는 배이므로 이 조건을 만족하는 두 원자의 전자 배 N P p 이고, 가 이다. 이때 두 2 Y 2 3 3 2p 3p 2s 1s 2p 의 홀전자 수는 이므로 나머지 Z 전자가 들어 있는 오비탈 수 3 전자가 들어 있는 오비탈 수 p s 가 1 1 이므로 이어 의 Z Z 전자 배치는 ㄱ. 2 2p 2s )로 ㄷ. 전자가 들어 있는 2 2 1s 는 질소( N Y 6 주기 원소이다. 이다. 1 3s 오비탈 수는 와 가 으로 같다. ㄴ. 홀전자 수는 s 와 가 X Z 으로 같다. 3 X Y 3 3 주기 바닥상태 원자의 전자 배치 자료 분석 2 원자가 전자 수 전자가 들어 있는 오비탈 수 2 1 0 Y Z W X 1 2 3 홀전자 수 5 2 2 1s 2p 2s 2 4 2 2p 2s 1s 2 2 2p 2s 1s 3 1 2 2s 1s 선택지 분석 ㄱ. 원자가 전자 수는 가 가장 작다. : , : , : , : ㄴ. 에서 X 오비탈의 오비탈의 전자 수 전자 수 ` ` p` s` Y =1 ㄷ. 전자가 들어 있는 오비탈 수는 W 7 이다. X 1 Y 6 Z 5 가 보다 크다. 로 같다 W Z 5 주기 바닥상태 원자의 전자 배치, 전자가 들어 있는 오비탈 수, 원자가 전자 수, 홀전자 수 등은 다음과 같다. 2 원소 전자 배치 전자가 들어 있는 원자가 오비탈 수 ( ) 전자 수( ) 홀전자 수 A B 1 3 2 3Li 2 1 1s 2s 2 2 4Be 2s 1s 2 2 5B 2p 2s 1s 2 2 6C 2p 2s 1s 2 2 7N 1s 2p 2s 2 2s 2 2s 2 2s 는 홀전자 수가 2 1s 2 1s 2 10Ne 1s 2p 2p 2p 8O 9F 5 4 6 2 2 3 4 5 5 5 B A 1/2 1 1 1 1 6/5 7/5 1 2 3 4 5 6 7 1 0 1 2 3 2 1 보다 1 이고, 1 2 2s 1s 가 1 W 1 크므로 전자 배치가 5 이고, 0 원자가 전자 수 전자가 들어 있는 오비탈 수 0 0 가 이다. 는 홀전자 수가 2 2 5 1s 2s 원자가 전자 수 전자가 들어 있는 오비탈 수 2p 가 1 보다 작으므로 전자 배치가 X 1 원자가 전자 수 전자가 들어 있는 오비탈 수 이다. 는 홀전자 수가 이고, 2 보다 크므로 전자 배치가 Y 이다. 4 2 1s 2 2p 2s 36 정답과 해설 는 홀전자 수가 이고, Z 전자 배치가 이다. 3 3 2 2p 2s 2 1s ㄱ. 원자가 전자 수는 각각 가 가장 작다. 원자가 전자 수 전자가 들어 있는 오비탈 수 가 이므로 가 , 가 , 가 , 가 이므로 W 7 X 1 Y 6 Z 1 5 에서 Y 오비탈의 전자 수 오비탈의 전자 수 Y 는 p` s` ㄷ. 전자가 들어 있는 오비탈 수는 1 이다. 4 2 2 2p 2s 1s 와 가 로 같다. W Z 5 4 원자의 전자 배치 자료 분석 또는 1 1 5 2 2 3p 3s 2p 2s 1s 6 Z 2 6 1 2 3s 2p 2s 1s p 오비탈의 전자 수 5 4 3 Y X 3 4 s 오비탈의 전자 수 5 2 1s 5 2 2p 2s 3 2 1s 1 2p 2s 원자 가장 바깥 전자 껍질 종류 전자 수 X Y Z L L M =7 4 ㉠ 2 선택지 분석 에서 K 이다. ① X ② ㉠은 ③ ④ 2 L ⑤ 바닥상태의 원자는 의 홀전자 수는 5 에서 Y Z 7 이다. 1 껍질에 있는 전자 수는 이다. 2 1 껍질에 있는 전자 수는 이다. 1 가지이다. 6 7 는 전자 껍질까지만 전자가 들어 있고, 전자 껍질의 전자 X 수가 L 이며 오비탈의 전자 수와 오비탈의 전자 수가 각각 L 이 다. 따라서 4 s 의 전자 배치는 전자 껍질까지만 전자가 들어 있고, p 1 2 2s 1s 이다. 따라서 오비탈의 전자 수가 3 2p 이다. X s 는 Y L 이며, 오비탈의 전자 수가 의 전자 배치는 3 4 2 2 1s 2s 는 M Z 수가 이다. p 5 2p 전자 껍질까지만 전자가 들어 있고, 이며, 오비탈의 전자 수가 5 , Y 전자 껍질의 전자 오비탈의 전자 수가 M 이 2 Z s 의 전자 배치는 므로 ⑤ 바닥상태의 원자는 ① 에서 에서 또는 p 5 1 1 1 2 2 5 1s 2s 2s 3p 3s 2p 가지이다. Y 전자 껍질에 있는 전자 수는 1 2 1s 2 6 2p 3s 이다. 이다. 6 전자 껍질에 있는 전자 수(㉠)는 X K 이다. 2 Y 의 홀전자 수는 L 이다. Y 에서 전자 껍질에 있는 전자 수는 1 7 이다. L 주기 바닥상태 원자의 전자 배치 ② ③ ④ Z , 5 자료 분석 2 3 원자 홀전자 수 오비탈의 전자 수 오비탈의 전자 수 p s 전자 배치 선택지 분석 A 0 C 3 1.5 1 2 2p 2s 2 1s 6 2 3s 1 2 2p 2s 4 2 1s 2 2 2s 1s 2 6 3s 2p 3p 3 ㄱ. 의 원자가 전자 수는 이다. ㄴ. A 의 원자가 전자가 들어 있는 오비탈의 주 양자수는 이다. 4 2 ㄷ. 전자가 들어 있는 오비탈 수는 B 가 보다 크다. 2 C 9 B 5 7 B 2 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 36 18. 12. 6. 오전 11:52 가 이므로 전자 배치 7 , 주기 바닥상태 원자의 전자 배치 ㄴ. 의 전자가 들어 있는 가장 바깥 전자 껍질의 주 양자수는 ㄷ. 전자가 들어 있는 오비탈 수는 가 , 가 로 가 2 보다 는 같은 주기 원소이다. 다른( : 주기, : 주기) ㄷ. 전자가 들어 있는 오비탈 수는 Y X 3 이다. Y ( ) 2 C 9 C B , 주기 원자 중 홀전자 수가 Z>Y 인 것은 오비탈의 전자 수 오비탈의 전자 수 p s 1 오비탈의 전자 수 오비탈의 전자 수 p s 1 가 이므로 전자 배 오비탈의 전자 수 오비탈의 전자 수 p s 이다. 3 1.5 가 이므로 전자 는 홀전자가 없고, A 는 이다. 2 2 1s 2p 2s 는 홀전자 수가 2 6 3s 이고, B 치는 2 이다. 4 2 2s 2p 는 홀전자 수가 2 1s 이고, C 배치는 3 2 1s 2 2p 2s 2 6 3s 3p B 이다. 크다. ㄱ. 의 원자가 전자 수는 A B 5 이다. 2 6 , 주기 바닥상태 원자의 전자 배치 자료 분석 1 2 | 기준 | (가) 홀전자가 있는가? ), ), 1 ), ( 1 ( 1s H 2 1s O ( ( 2 1 2 2 2 ) ( ), 1s 2s B 2s 1s Li 2p 2p 5 2 2 4 2 2s 2p 2s 1s F 2p 오비탈이 있는가? (나) 전자가 들어 있는 ), ( 2 3 1s ( 2 2s 1s ( 2 1s N ), C O ), ( 1 2 2 ) ( C 1s B 2s 2p 6 2 2 2p 2s 1s Ne ( 2 ( 2p 2s 1s 4 2 2 2p 2s 1s B O 2 1 p 2 2s ), ), 2 2p ( ( 1s C 2 1s F 2 2 2s ), 2 ) 2p 5 2p 2 2p ( 1s N 2s 2 2s ), 2 ( 2 2 2s 1s N 2p ), 3 ), 4 ( 2 1s F 5 2 2p 2s ), ( 2 1s 2 2p 2s ), 2 2 3 2s 2p (가) Ⅰ Ⅱ Ⅲ (나) Ⅳ ) ) ( 2 ( 1s He 2 2 2s 1s Be ( 2 2 2p 2s 1s Ne ) 6 ) ( 1 ( 1s 2 1s H Li ) 1 2s 선택지 분석 ㄱ. Ⅰ 영역에 속하는 원자들은 같은 족 원소이다. ㄴ. Ⅱ 영역에 속하는 원자들의 홀전자 수의 합은 ) ( ( ) ( ) ( ) ( , : 족 원소 Li H 1 이다. +O ㄷ. Ⅲ 영역과 Ⅳ 영역에 속하는 모든 원자들은 스핀 자기 양자수 +N +C +F B 1 2 3 2 1 ) =9 7 )의 합이 이다. 0 ( ms , (가) 주기 원자 중 홀전자가 있는 것은 ), 1 ( 1s ), ), 1 ), 2 ( 1s 2 2s 4 2 2 3 2 2 2 2 2 2 2 2 C O N ), ), ), ), ), ), 2s 2s Ne 2p ( 1s ( 1s ( 1s 2s 4 2p H Li ( 2 3 2p 1s 오비탈이 있는 것은 ( 2 1 2 2 1 2p 2s 1s C 2s B )이다. ( 5 2 2 1s 2s 2p F 주기 원자 중 전자가 들어 있는 , (나) ( 2 1 2 2 1 2p 2s 1s B ), ( 5 2 2 2p 2s 1s p ( ( 2 2 N 2p 2s 1s 1s 2p )이다. ( 6 2 2 따라서 (가)의 Ⅰ 영역에 속하는 원자는 F 2p 2s 1s ( ), ( 2 1 1 (가)와 (나)의 공통인 Ⅱ 영역에 속하는 원자는 1s 2s 1s ( 2 1 2 2p 1s 2s B )이며, ( ), ), ( ( 5 2 2 4 2 3 2 2 2 (나)의 Ⅲ 영역에 속하는 원자는 2s 2p 1s 2p F 2s 1s C O N 2p 2s 1s )이다. 또, (가)와 ( 6 2 2 (나)를 제외한 Ⅳ 영역에 속하는 원자는 1s 2p 2s Ne )이다. ( ), ( 2 2 2 ㄱ. Ⅰ 영역에 속하는 원자는 1s 2s 1s He 족에 속하는 원소이다. 으로 ㄷ. Ⅲ 영역과 Ⅳ 영역에 속하는 원자는 으로 모두 , Be 홀전자가 없으므로 전자들의 스핀 자기 양자수의 합이 ), ( 2 2 2 2p 2s 1s 2p )이고, 1 Ne 이다. He 2s Be 와 Li Li ), H H O , 오비탈의 전자 수 전체 전자 수 s (상댓값) X 2 Y 4 Z 5 3 2 6 2p 2s 주기 2 1s 3 2 3p 3s 족 =1 a 2 1 2s 2p 주기 2 1s 족 a =1 1 1s 주기 족 3 15 2 13 2 1 자료 분석 2 3 원자 홀전자 수 전자 배치 ㄱ. ㄴ. 선택지 분석 이다. a=1 와 X ( ) 3 2 Z 8 이온의 전자 배치 자료 분석 이온의 전자 배치 원자의 전자 배치 : B A - + : 2 1s 2 2 6 1s 2s 2p : 2- 6 2 2 2p 2s 1s : 2 6 2 2 D 3s 2p 2s 1s 선택지 분석 C + 6 3p ➡ ➡ ➡ ➡ B : 1 2 A 2s 1s : 2 2 2s 1s : 2 2 1s 2p 2s : 2 2 2s 1s D 5 2p 4 2p C 2 6 3s 3p 1 6 4s ㄱ. ∼ 중 원자가 전자 수가 가장 큰 원소는 , : , , : : : 이다. B B A 1 6 는 같은 족 원소이다. 는 이온 결합 물질이다. 1 D 7 C D 1 족 원소 공유 결합 물질 ㄴ. ㄷ. A D 와 A CB2 ㄱ. 원자가 전자 수는 가 , 가 , 가 , 가 이므로 원자가 전자 수가 가장 큰 원소는 A ㄴ. 와 는 원자가 전자 수가 각각 7 C B 이다. 1 B D 6 1 로 같으므로 같은 A 소이다. D 1 족 원 1 ㄷ. 이온 결합 물질은 금속의 양이온과 비금속의 음이온 이 결합하여 형성된 물질이다. 는 주기 족 원소, 는 주기 ㄴ. Ⅱ 영역에 속하는 원자들은 , , 이므로 족 원소로 모두 비금속 원소이므로 2 B 는 비금속 원소의 원자 17 2 C 홀전자 수의 합은 ( ) ( ) ( ) B ( C ) N ( F 이다. 끼리 전자쌍을 공유하여 형성된 공유 결합 물질이다. 16 CB2 B 1 +C 2 +N 3 +O 2 +F 1 , , 0 O ) =9 정답과 해설 37 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 37 18. 12. 6. 오전 11:52 주기율표 1 주기율표가 만들어지기까지의 과정 선택지 분석 본책 69쪽 ㄱ. (가)의 ㉠은 현대의 주기율표에서 같은 족에 속한다. ㄴ. ㉡은 ‘원자량’이다. ㄷ. ㉢은 ‘ (여덟)’이다. 1 ⑴  ⑵ ⑶  2 ⑴ 원자 번호 ⑵ 주기 ⑶ 족 3 ⑴ \ ⑵ ⑶  \ \ 1 ⑴ 되베라이너의 세 쌍 원소는 화학적 성질이 비슷한 원소들 로 현대의 주기율표에서 같은 족에 속한다. ⑵ 뉴랜즈는 원소들을 원자량 순서로 배열했을 때 학적 성질이 비슷한 원소가 나타나는 것을 발견하였는데, 이는 현 번째마다 화 8 대의 주기율표의 주기 개념의 시초가 되었다. ⑶ 멘델레예프는 당시까지 발견된 원소들을 원자량 순으로 배열 하여 주기율표를 만들었다. ㄱ. 되베라이너의 세 쌍 원소는 화학적 성질이 비슷한 원소로 현 8 대의 주기율표에서 같은 족에 속한다. ㄴ. 멘델레예프는 당시까지 발견된 원소들을 원자량 순서로 나열 하여 주기율표를 만들었다. ㄷ. 뉴랜즈의 옥타브설은 원소를 원자량 순서로 나열하면 번째 마다 화학적 성질이 비슷한 원소들이 나타난다는 이론이다. 8 2 주기율표에서 동족 원소의 성질 선택지 분석 ㄱ. 원자가 전자 수는 이다. 2 ⑴ 현대의 주기율표는 원소들을 원자 번호 순으로 배열하되 비슷한 화학적 성질을 갖는 원소가 같은 세로줄에 오도록 배열하 ㄴ. 바닥상태 전자 배치에서 홀전자 수는 1 ㄷ. 물과 반응하여 수소 기체를 발생시킨다. 1 이다. 였다. ⑵ 같은 주기 원소들은 전자가 들어 있는 전자 껍질 수가 같다. 즉, 전자가 들어 있는 전자 껍질 수는 주기 번호와 같다. ⑶ 같은 족 원소들은 원자가 전자 수가 같아 화학적 성질이 비슷 하다. 3 ⑴ 금속은 주기율표에서 왼쪽과 가운데 위치하며, 왼쪽에 위 족 원소인 (가)는 수소로 비금 주기 치하는 원소 중 예외적으로 1 1 속 원소이다. ⑵ (바)는 을 거의 하지 않으므로 비금속성은 갖지 않는다. ⑶ (라)는 준금속으로 금속과 비금속의 성질을 모두 갖는다. 족 비활성 기체로 비금속으로 분류되지만 화학 결합 18 ㄱ. 주어진 원소는 족에 속하는 알칼리 금속이므로 원자가 전자 수는 이다. 1 ㄴ. 원자가 전자 수가 이면 원자가 전자의 전자 배치는 이므 1 로 바닥상태 전자 배치에서 홀전자 수는 이다. 1 ㄷ. 알칼리 금속은 모두 물과 반응하여 수소 기체를 발생시킨다. 1 1 ns 3 주기율표와 원소의 성질 자료 분석 족 주기 2 15 16 17 6 18 비금속 원소이며, 원자가 전자 수가 이다. 1 A C 1 2 3 B D 족 원소이므로 원자가 전자 는 비금 는 금속 원소이다. A 수는 1 속 원소, 로 같지만, 1 C 비금속 원소이며, 원자가 전자 수가 이다. 7 A 1 ② 본책 70쪽 선택지 분석 1 ㄷ. 주기율표에서 왼쪽 아래로 갈수록 금속성이 커진다. 따라 서 주어진 원소 중 금속성이 가장 큰 것은 이다. ㄱ. , , 는 족 원소이지만 E 는 수소로 비금속 원 ㄱ. 원자가 전자 수는 가 보다 크다. 와 가 로 같다 ㄴ. 의 안정한 이온은 음이온이다. A C C A 1 ㄷ. B 와 로 이루어진 화합물에서 는 양이온으로 존재한다. ㄴ. D C 의 안정한 이온은 C 가의 음이온이다. A 소이다. 물과 반응하여 수소( E B ) 기체를 발생시키는 것은 알칼리 A ㄷ. B 는 금속 원소이고, 2 는 비금속 원소이므로 와 가 화합 물을 형성할 때 C 는 전자를 잃고 양이온이 되고, D C 는 전자를 얻 D ㄴ. , B , E 는 같은 주기 원소로 원자가 전자 수가 모두 달라 화 C 어 음이온이 된다. D 금속인 와 이다. 1 H2 D 학적 성질이 서로 다르다. B C ㄱ. 와 는 같은 족 원소이므로 원자가 전자 수는 로 같다. A C 1 1 1 ⑤ 7 ⑤ 2 ⑤ 8 ① 3 ④ 4 ③ 5 ③ 6 ③ 본책 71쪽 ~ 72쪽 4 원자의 전자 배치와 주기율 자료 분석 원자 전자 껍질 수 원자가 전자 수 주기 A 1 1 =1 족 =1 B 주기 족 =2 2 =1 1 C 주기 족 =2 2 =16 6 38 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 38 18. 12. 6. 오전 11:52 ㄴ. A 는 B 주기 족 원소로 바닥상태 전자 배치는 이다. 원자가 전자 수는 족 번호의 끝자리 수와 같고, 전자가 들어 있는 7 원자의 전자 배치와 주기율 자료 분석 • : • B • C • : : A 2 2 2s 1s 2 2 2 2p 2s 1s 2 6 2 2 3s 2p 2s 1s : 5 2 6 2 2 D 3p 3s 2p 2s 1s 선택지 분석 ➡ ➡ ➡ ➡ 주기 족 원소 2 2 주기 족 원소 2 주기 14 족 원소 3 2 주기 족 원소 3 17 B ㄱ. 의 원자가 전자 수는 이다. 4 ㄴ. B 와 의 화학적 성질은 비슷하다. 2 와 는 같은 족 원소이다. ㄷ. A C 는 전자가 들어 있는 전자 껍질 수가 같다. A C 2 와 C 와 D C D 는 같은 주기 원소이다. 3 전자 껍질 수는 주기 번호와 같다. ㄴ. 와 는 원자가 전자 수가 로 같으므로 같은 족 원소이다. 따라서 화학적 성질이 비슷하다. A C 2 2 ㄷ. 와 는 주기 원소로 전자가 들어 있는 전자 껍질 수가 으 C 로 같다. D 3 는 ㄱ. 오비탈과 오비탈에 전자가 각각 3 개씩 들 2 어 있으므로 원자가 전자 수는 B 이다. 2s 2p 4 8 원자의 전자 배치와 주기율 자료 분석 원자 전자가 들어 있는 오비탈 수 홀전자 수 전자 배치 2 2 2s 1s 2 2 2s 1s 2 2 2px 2s 2 2px 2s 1 2p 2py 2py 2 1 1 1 2 1s 1s 1 1 2pz 2pz 0 1 2 3 A B C D 2 3 5 5 선택지 분석 ㄱ. 는 같은 주기 원소이다. 주기 A ̄D ㄴ. 금속 원소는 가지이다. 가지( 2 ) ㄷ. 원자가 전자 수는 2 A 1 가 가장 크다. C D ㄱ. 전자가 들어 있는 오비탈 수와 홀전자 수로 보아 의 전자 배 치는 , 2 2 의 전자 배치는 2 2 , 1 의 전자 배치는 A 1s B 2s , 1 2 2 2 1 2pz 2px 2py D 2s 1s 는 모두 따라서 A ̄D 는 ㄴ. A 주기 는 주기 2 1s 2s 의 전자 배치는 주기 원소이다. 2p 2 2 2s 1s 족 원소인 베릴륨( 1 1 1 이다. C 2px 2pz )으로 금속 원소이 2py 고, B 주기 )로 준금속 원소이다. 족 원소인 붕소( 2 2 족 원소인 산소( 13 2 는 비금속 원소이다. 따라서 금속 원소는 )이며, 16 N 지이다. )이고, 주기 족 원소인 질소 2 가 15 는 와 는 A D D Be O B C C 2 ( 1 ㄷ. 원자가 전자 수는 가 , 가 , 가 , 가 이다. 따라서 선택지 분석 ㄱ. 와 는 화학적 성질이 비슷하다. 같은 족 원소이지만 화학적 성질이 서로 다르다 A B ㄴ. 전자가 들어 있는 ㄷ. 전기 전도도는 오비탈 수는 C B 보다 크다. s 가 가 와 B C 의 가 배이다. 로 같다 2 2 ㄷ. 는 금속 원소이고, 는 비금속 원소이므로 전기 전도도는 B C 가 B 보다 크다. C C ㄱ. 와 는 원자가 전자 수가 로 같으므로 족 원소 이지만 A 는 수소( 따라서 A 와 B )로 비금속 원소이고, 1 B 는 화학적 성질이 서로 다르다. H 는 알칼리 금속이다. 1 족 원소로 바닥상태 전자 배치는 는 B 주기 2 라서 전자가 들어 있는 16 2 1 오비탈 수는 와 s B C 1 2 1s C 2s 이다. 따 4 2 2 2p 2s 1s 로 같다. 가 2 5 원자 모형과 주기율 자료 분석 9+ 9+ 9+ 12+ 12+ 12+ 17+ 17+ 17+ A A A 주기 2 족 17 비금속 B B B 주기 3 족 2 금속 C C C 주기 3 족 17 비금속 원자 주기 족 원소의 분류 선택지 분석 ㄱ. 는 금속 원소이다. ㄴ. B 와 는 전자가 들어 있는 전자 껍질 수가 같다. ㄷ. A 와 B 는 화학적 성질이 비슷하다. 는 는 , 보다 크다 2 B 3 으로 가 B A A ㄱ. A 는 C 주기 족 원소인 마그네슘( )으로, 금속 원소이다. ㄷ. B 는 같은 족( 2 와 3 C ㄴ. 전자가 들어 있는 전자 껍질 수는 주기 번호와 같다. 족) 원소로 화학적 성질이 비슷하다. Mg A 17 는 주기 원소, 는 주기 원소로 전자가 들어 있는 전자 껍질 가 보다 크다. B 3 A 수는 2 B A 6 주기율표와 원소의 성질 선택지 분석 ㄱ. 바닥상태에서 의 홀전자 수가 이면 의 원자가 전자 수는 이다. A 3 C ㄴ. 의 금속성이 가장 크면 는 비활성 기체이다. ㄷ. 와 A 가 비금속 원소이면 는 금속 원소이다. 비금속 원소 7 B A C 는 주기 족 원소이므로 의 홀전자 수가 이면 족 원소로, 2 15 의 원자가 전자 수는 A 이다. 3 ㄴ. 빗금 친 부분의 원소 중 금속성이 가장 큰 원소는 17 원소이므로 7 의 금속성이 가장 크면 주기 는 C 는 3 주기 C 2 주기 족 족 원소인 비 3 1 B 활성 기체이다. 18 ㄷ. 빗금 친 부분의 원소 중 비금속 원소는 2 A 주기 족 족 원소이므로 와 가 비금속 원소이면 도 비금속 원소 15 2 이다.  ̄18 A C B ㄱ. 빗금 친 부분의 원소 중 바닥상태에서 홀전자 수가 인 원소 원자가 전자 수는 B 가 가장 크다. A 2 3 C 6 D 5 B C 1 ③ 2 ④ 3 ② 4 ① 본책 73 쪽 정답과 해설 39 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 39 18. 12. 6. 오전 11:52 ㄴ. 원자가 전자 수는 가 , 가 , 가 , 가 이다. 따라서 B 의 원자가 전자 수가 가장 크다. A 2 D 0 C 6 ), 5 는 B ㄷ. 는 주기 족 원소인 산소( 주기 족 원소인 인 B )으로 모두 음이온이 되기 쉬운 비금속 원소이다. 15 16 ( 2 P 족 원소인 마그네슘( C O 3 )으로 양이온이 되기 쉬운 금속 원소이고, 2 )으로 비활성 기체이므로 이온 A 3 주기 는 는 주기 Mg 족 원소인 네온( D 을 형성하지 않는다. 18 2 Ne ㄱ. 는 주기 원소이고, 는 주기 원소이므로 같은 주기 원소가 아니다. 3 A D 2 3 이온의 전자 배치와 주기율 선택지 분석 는 (라)이고, 는 C ㄱ. 와 는 화학적 성질이 비슷하다. 다르다 ㄴ. A 와 C 의 원자가 전자 수 차는 이다. 1 주기율표와 원소의 성질 자료 분석 • 는 주기율표의 (가) (라) 중 각각 하나에 위치한다. A ̄D 주기 족 1 2  ̄ 13 14 15 16 17 18 (가) (나) B D 2 3 4 (다) (라) C A 이다. 주기이다. A>D 4 • 바닥상태에서 전자가 들어 있는 전자 껍질 수는 는 주기이면 는 가 주기 이상의 원소이므로 (다) 또는 (라)이다. A 3 A 가 ➡ D 주기이고, 주기이면 는 2 A 의 원자가 전자 수의 차는 와 가 (다) 또는 (라)이므로 A A 와 는 금속이고, 금속성은 는 (가)이다. 4 가 D B 3 3 이다. 보다 크다. 주기율표에서 왼쪽 아래로 갈수록 금속성이 커지므로 C (다)이다. ➡ 는 (나)이다. A C A • B • A 선택지 분석 D ㄱ. 와 로 이루어진 화합물에서 는 의 양이온이다. A B A +1 ㄴ. 와 에서 전자가 들어 있는 전자 껍질 수 차는 A3B 이다. B ㄷ. 와 C : 의 원자가 전자 수 차는 B 2 C 3 , : 이다. 2 1 ㄷ. 비금속성이 가장 큰 원소는 B C 이다. 6 B 의 전자 배치는 A 의 전자 배치는 B 의 전자 배치는 D 이므로 6 2 2 2 2p 2s 1s 3s 이므로 5 2 2 2p 2s 1s 6 2 2 2p 2s 1s 의 전자 배치는 이고, 는 주기 족 원소이고, A 는 주기 3 이므로 2 족 원소이다. 2 주기 C 족 원소 2 3s 2 1s 가 3p 2 2s , B 1 6 4s 6 2p 가 2 4 3s 3p 이므로 는 17 C 이므로 4 D 는 주기 1 3 16 의 원자가 전자 ㄱ. C 는 D 족 금속 원소, A 이루어진 화합물( 1 A3B ㄷ. 원자가 전자 수는 는 족 비금속 원소이므로 와 로 D 족 원소이다. B )에서 의 양이온이다. A B ㄴ. 원자가 전자 수는 가 A , 이므로 와 의 원자가 전자 수 차는 이다. B 7 C 1 수 차는 이다. C 1 D C D ㄴ. 6 는 주기 원소, 주기 원소이므로 와 에서 ㄱ. 6 와 는 다른 족 원소이므로 화학적 성질이 다르다. ㄷ. 주기율표에서 오른쪽 위에 위치한 원소일수록 비금속성이 크 A C B C 므로 중 비금속성이 가장 큰 원소는 이다. 6 는 15 가 +1 7 는 와 B C B B 전자가 들어 있는 전자 껍질 수 차는 3 2 1 C 이다. 2 원자의 전자 배치와 주기율 A ̄D 4 주기율표와 원소의 성질 자료 분석 자료 분석 원자 오비탈의 전자 수 오비탈의 전자 수 p s 홀전자 수 원자 오비탈의 전자 수 오비탈의 전자 수 p s 홀전자 수 선택지 분석 2 1s 2 2s 2 1 2px 1 1 2py 2pz 또는 2 1s 2 2s 1 6 2p 2 3s 0 6 2 2p 2s 2 1s 2 3s 2 2 2s 1s 1 1 2py 2pz B 2 2 2px D A C 또는 1.5 6 2p 2 1s 2 2s 2 2 2s 1s 2 6 3s 3px 2p 1 1.5 3py 1 1 3pz 2 2 2s 1s 2p 3 2 6 3px 3s 1 1 1 3py 3pz 0 2 2p 2s 6 2 1s ㄱ. 와 는 같은 주기 원소이다. : 주기, : 주기 A ㄴ. 원자가 전자 수가 가장 큰 원소는 A D 3 D 이다. 2 ㄷ. 음이온이 되기 쉬운 원소는 와 B 이다. 족 주기 2 13 14 15 16 17 Y Z X Ⅰ Ⅱ Ⅲ • 전자가 들어 있는 전자 껍질 수는 주기 원소이고, 가 주기 원소이다. 는 는 X Y 보다 크다. • , X 2 주기 원소 중 금속성은 Y 3 가 가장 크고, 비금속성은 가 가 장 크다. 2 3 X Z 금속성은 주기율표의 왼쪽 아래로 갈수록, 비금속성은 오른쪽 위로 갈수록 족 원소(Ⅲ 영역) 크다. ➡ 이다. 족 원소(Ⅰ 영역)이고, 주기 주기 는 는 Z 2 17 X 3 2 • 같은 주기 원소 중 홀전자 수는 가 가장 크다. 는 주기 족 원소(Ⅱ 영역)이다. Y Y 2 선택지 분석 15 ㄱ. 원자 번호는 가 보다 크다. X ㄴ. 전자가 들어 있는 전자 껍질 수는 Z 가 보다 크다. 같다 B 인 전자 배치 중 C 가 1 는 홀전자가 개이므로 A B 2 2 2 2s 1s 2 1 1 2px 2py 2pz 는 홀전자가 없으므로 ㄷ. 와 의 원자가 전자 수의 차는 Z Y 이다. 족 원소이고, 는 족 원소이므로 원자 ㄱ. X 는 Y 주기 X 번호는 보다 크다. 가 3 X ㄴ. Z 2 와 3 2 주기 Z 2 17 는 모두 주기 원소이므로 전자가 들어 있는 가 인 전자 배치 중 는 홀전자가 개이 이고, 는 홀전자가 없으므로 Z ㄷ. 원자가 전자 수는 Y 가 가 이므로 와 의 원자가 3 Y 전자 껍질 수는 Z 와 가 같다. 2 이고, 1.5 1 2 1 1 3s 3px 3py 3pz C D 전자 수 차는 이다. X 2 Y 5 X Y 오비탈의 전자 수 오비탈의 전자 수 p s 이고, 2 6 2 2 1s 3s 2p 2s 이다. 오비탈의 전자 수 오비탈의 전자 수 p s 므로 2 2 6 2s 1s 2p 이다. 6 2 2 2p 2s 1s 40 정답과 해설 2 3 3 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 40 18. 12. 6. 오전 11:52 원소의 주기적 성질 본책 75 쪽, 77쪽 1 ⑴ ⑵  ⑶ 2 3 ⑴ ⑵ ⑶ ⑷ \ 4 ⑴ \ ⑵  ⑶  ⑷ a>c>b 5 ⑴  ⑵ > < ⑶ > < ⑷  6 ⑴  ⑵ \ ⑶  ⑷ \ 7 ⑴  ⑵ \ ⑶ \ \ \ \ \ 원자에는 전자들 사이의 반발력이 존재하므로 원자가 3Li 1 ⑴ 전자가 느끼는 유효 핵전하는 ⑵ 같은 주기에서 원자 번호가 커질수록 핵전하가 고, 전자도 보다 작다. +3 개씩 증가한다. 이때 증가하는 전자는 같은 전자 껍 +1 씩 증가하 질에 채워지므로 가로막기 효과가 핵전하의 증가만큼 증가하지 1 않는다. 따라서 같은 주기에서는 원자 번호가 커질수록 원자가 전 자가 느끼는 유효 핵전하가 증가한다. 즉, 원자가 전자가 느끼는 )이 베릴륨( 유효 핵전하는 플루오린( ⑶ 같은 족에서 원자 번호가 커질수록 원자가 전자가 느끼는 유 효 핵전하가 증가한다. 따라서 원자가 전자가 느끼는 유효 핵전하 )보다 크다. 4Be 9F 는 염소( )가 플루오린( )보다 크다. 17Cl 9F 2 같은 주기에서 원자 번호가 클수록 원자가 전자가 느끼는 유 는 핵전하를 가려막는 전자 이다. 효 핵전하는 증가하므로 가 같은 전자 껍질에 있는 전자 c>b 개뿐이므로 유효 핵전하가 가장 a 크다. 안쪽 전자 껍질에 있는 전자는 약 1 같은 전자 껍질에 있는 전자는 약 의 전하를 가려막고, +0.9 의 전하를 가려막는다. +0.3 3 ⑴ 같은 주기에서 원자 번호가 커질수록 전자 껍질 수는 같 고 원자가 전자가 느끼는 유효 핵전하가 증가하므로 원자 반지름 이다. 은 작아진다. 따라서 원자 반지름은 ⑵ 같은 족에서 원자 번호가 커질수록 전자 껍질 수가 증가하므 로 원자 반지름이 커진다. 따라서 원자 반지름은 ⑶ 양이온은 원자와 핵전하량은 같고 전자 껍질 수는 원자보다 작다. 따라서 양이온의 반지름은 원자 반지름보다 작아 LiF 이다. 이다. + Na> ⑷ 음이온은 원자와 핵전하량, 전자 껍질 수는 같고, 전자 수는 Na 원자보다 커서 전자들 사이의 반발력이 크다. 따라서 음이온의 반 지름은 원자 반지름보다 커 이다. - F1 이다. 원자 번호가 , C 인 원소는 각각 주기 반지름 반지름 이온 원자 ` ` 17 족, 20 고, 원자가 전자가 느끼는 유효 핵전하( 족 원소이며, 이들은 원자 번호가 클수록 이온 반지름이 작 1 19 *)가 크므로 원자 번호 4 Cl 2 가 클수록 이온 반지름 * Z 이 작다. 따라서 , 는 인 이다. Ca B 19 ` Z K 는 원자 번호가 인 A 20 정답과 해설 41 4 ⑴ 같은 주기에서 원자 번호가 클수록 원자 반지름이 작아지 의 원자 번호가 가장 작고, 원자 반 므로 원자 반지름이 가장 큰 ㄷ. 의 이온은 C , F 2+ D O 의 이온은 이므로 와 는 : 의 Mg 개수비로 결합하여 안정한 화합물인 A C A 을 형성한다. C 1 2 - F MgF2 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 41 18. 12. 6. 오전 11:52 ㄴ. 원자가 전자가 느끼는 *는 원자 번호가 큰 가 보다 크다. 2 원자 반지름과 이온 반지름 Z ㄱ. 원자 반지름은 이므로 A 가 가장 크다. B 자료 분석 ㄷ. 는 , 는 이므로 K>Ca>Cl : 는 와 의 개수비로 결합하여 B 안정한 화합물인 K B C Cl C B 을 형성한다. 1 1 KCl 3 원자 번호가 인 원소의 제 이온화 에너지의 크기는 2 ̄10 He>Ne>F>N>O>C>Be>B>Li 는 다음과 같다. 1 순이다. 따라서 a ̄i a Li ㄴ. b B 는 c Be d C 주기 원소이다. O 주기 원소 중 원자 반지름이 가장 Ne He N F e f g h i a ̄g 큰 것은 원자 번호가 가장 작은 2 a ㄷ. 같은 주기 원소에서 원자 번호가 클수록 원자가 전자가 느끼 )이다. Li 2 ( 는 유효 핵전하가 크다. 따라서 ( )가 ( )보다 원자가 전자가 느끼는 유효 핵전하가 크다. b B c Be 4 ㄱ. 1 족 원소인 은 제 이온화 에너지에 비해 제 이온화 Na 에너지가 크게 증가하므로 주어진 원소 중 1 이온화 에너지 이온화 에너지 2 가 가장 큰 는 이다. ㄴ. , C Na 에서 제 이온화 에너지는 이온화 에너 O 지는 F 1 이므로 이온화 에너지 이온화 에너지 F>O 가 큰 는 2 이고, 는 F 이다. 같은 주기에서 원자 번호가 클수록 원자가 전자가 느끼는 O>F A O B 제 제 2 1 제 제 2 1 이고, 제 족 주기 1 2 13 14 15 16 17 18 1 2 3 (가) (나) B D 와 원소 (다) (라) C A 는 이온 반지름이 원자 반지름보다 크므로 비금속 원소이며, 같은 족에서 원자 번호가 클수록 A 원자 반지름이 크다. ➡ 는 (다)이다. 는 (라), C A C 원자 반지름( ) 이온 반지름( pm ) A 99 B 152 C 71 D 112 pm 와 60 181 는 이온 반지름이 원자 반지름보다 작으므로 금속 원소이며, 같은 주기에서 원자 번호가 클수록 B 원자 반지름이 작다. ➡ 는 (나)이다. 는 (가), 136 31 D B D ① ② ③ ④ ⑤ A A B B B D A D C C D C C A 이온 반지름이 원자 반지름보다 큰 D B 와 는 비금속 원소이므로 각각 (다)와 (라) 중 하나이다. 이때 (다)와 (라)는 같은 족 원소이 A C 고, 같은 족에서는 원자 번호가 클수록 원자 반지름이 크므로 ㄱ. 는 주어진 원소 중 제 이온화 에너지가 가장 큰 선택지 분석 이다. i 1 He (가) (나) (다) (라) 유효 핵전하가 크므로 원자가 전자가 느끼는 유효 핵전하는 가 (라), 가 (다)이다. A ( ) ( )이다. 이온 반지름이 원자 반지름보다 작은 C 와 는 금속 원소이므로 A F >B O ㄷ. 의 전자 배치를 갖는 , , 중 이온 반 각각 (가)와 (나) 중 하나이다. 이때 (가)와 (나)는 같은 주기 원소 D B Ne 지름은 핵전하량이 가장 작은 - 2- Na 이온이 가장 크다. F + O , 즉 2- O B 이고, 같은 주기에서 원자 번호가 클수록 원자 반지름이 작으므로 원자 반지름이 작은 가 (나)이고, 가 (가)이다. D 3 원소의 주기적 성질 본책 80 쪽 ~ 81 쪽 자료 분석 3 ① 4 ④ 5 ③ 6 ⑤ 원자 반지름은 같은 주기에서는 원자 번 호가 커질수록 작아지고, 같은 족에서는 원자 번호가 커질수록 커지므로 (가)에 해당한다. 원자가 전자가 느끼는 유효 핵전하는 같은 주기에서 원자 번호가 커질수록 커지며, 같은 족에서 원자 번호가 커질 수록 커지므로 (나)에 해당한다. D B C A B c 크다. d b N O F Na Mg Al 등전자 이온의 반지름은 핵전하량이 클수록 작으므로 (다)에 해당한다. 1 ④ 7 ④ 2 ④ 8 ⑤ 1 유효 핵전하 선택지 분석 ㄱ. 전자 가 느끼는 유효 핵전하는 이다. 보다 작다 d ㄴ. 전자 가 느끼는 핵전하에 대한 가려막기 효과는 가 보다 +11 +11 ㄷ. 전자가 느끼는 유효 핵전하는 가 보다 작다. ㄴ. 전자 b 가 느끼는 핵전하에 대한 가려막기 효과는 같은 전자 a 껍질에 있는 c 보다 안쪽 전자 껍질에 있는 가 더 크다. ㄷ. 바깥 전자 껍질에 들어 있는 전자일수록 안쪽 전자 껍질에 있 b d 는 전자들의 가려막기 효과에 의해 핵전하를 작게 느낀다. 따라서 전자가 느끼는 유효 핵전하는 가 보다 작다. ㄱ. 와 같은 전자 껍질에 있는 전자가 가려막기 효과를 b a 나타내므로 d 가 느끼는 유효 핵전하는 보다 작다. d +11 42 정답과 해설 반 지 름 ( ) pm 200 100 0 (가) (나) (다) 유 효 핵 전 하 (상 댓 값 ) 8 4 0 선택지 분석 (가) (나) (다) ① 원자 반지름 유효 핵전하 이온 반지름 ② 원자 반지름 이온 반지름 유효 핵전하 ③ 이온 반지름 원자 반지름 유효 핵전하 ④ 이온 반지름 유효 핵전하 원자 반지름 ⑤ 유효 핵전하 원자 반지름 이온 반지름 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 42 18. 12. 6. 오전 11:52 원자 반지름은 같은 주기에서는 원자 번호가 커질수록 작아지고, ㄷ. 와 는 같은 주기 원소이고, 원자 번호는 이므로 원 주기가 증가하면 전자 껍질 수가 증가하므로 원자 반지름이 급격 자 반지름은 B C 이다. BC N>O>F 아진다. 따라서 는 주기 원소이고, 와 는 주기 원소이다. 고, 주기 원소인 2 주기 금속 원소의 원자 반지름은 이다. 또한 3 Mg F 의 원자 반지름은 Na Al N O , , Na>Mg>Al 주기 비금속 원소의 ㄴ. 는 원자 반지름보다 크다. 따라서 원자 반지름은 2 Na>Mg>Al>>N 이므로 원자 반지름은 (가)에 해당한다. 3 B 에너지는 2 15 주기 A 족 원소이다. 3 족 원소보다 작다. 16 2 16 B C 주기에서 족 원소의 이온화 2 6 이온화 에너지의 주기성 자료 분석 이온화 에너지가 두 번째로 크므로 제 이온화 에너지는 가장 클 것이다. 제 2 1 이온화 에너지가 가장 크므로 제 제 이온화 에너지는 가장 작을 것이다. 2 1 >O>F 원자가 전자가 느끼는 유효 핵전하는 같은 주기에서 원자 번호가 커질수록 커지며, 주기가 바뀔 때 급격히 작아진다. 따라서 원자 가 전자가 느끼는 유효 핵전하는 (나)에 해당한다. 의 전자 배치를 갖는 이온은 , , , 3- N 이다. 이들은 등전자 이온으로, 이온 반지름은 핵전하량이 Mg Na O F 2- 2+ - + , , Ne 3+ Al 클수록 작다. 따라서 이온 반지름은 (다)에 해당한다. 같은 주기에서 이온화 에너지는 원자 번호가 족 클수록 대체로 커진다. 단, 족에서는 예외이다. 따라서 이온화 에너 과 2 (상 이다. 지는 16 댓 값 족과 족, 13 15 이 온 화 LiSi>Mg>Al>Na ) 0 0 0 a b c d 0 O>F>Al>Si>Mg , a b c d , a b c d , 이온화 에너지는 1 이다. 따라서 2 a b c d 이다. a=Mg , Ne>F> Na>Ne> , , b=Si c=Al d=F ㄴ. 제 e=O 이온화 에너지가 가장 큰 것은 원자 번호 g=Na f=Ne 인 이므 r (상 댓 값 ) 0 로 이다. 1 f a b c d )와 ( 10 Ne ㄷ. 같은 주기에서 원자 반지름은 원자 번호가 작을수록 크다. ( ) 중 원자 반지름은 가 크고, ( )와 ( ) 중 원자 d e 반지름은 F O 가 크므로 원자 반지름은 e b Si c 이다. 따라서 Al 와 의 원자 반지름 차이는 c 와 의 원자 반지름 차이보다 크다. c>b>e>d c d b e 7 이온화 에너지의 주기성 자료 분석 0 a b c d 0 a b c d 0 0 a b c d a b c d 0 0 0 a b c d a b c d a b c d a b c d a b c d a b c d 0 a b c d a b c d a b c d a b c d 0 0 0 0 a b c d a b c d a b c d a b c d (상 댓 값 ) 이 온 화 에 너 지 r (상 댓 값 ) r (상 댓 값 ) 0 0 (상 댓 값 ) 이 온 화 에 너 지 r r (상 (상 댓 댓 값 값 ) ) r r (상 (상 댓 댓 값 값 ) ) 0 0 0 0 a b c d a b c d a b c d a b c d (상 댓 값 ) 제 2 이 온 화 에 너 지 0 (상 댓 값 ) 이 온 화 에 너 지 0 , , , 의 제 이온화 에너지는 이므로 Li 는 Be , B 는 C , , 는 Lic>b> 이다. d 5 이온화 에너지의 주기성 자료 분석 (상 댓 값 ) 이 온 화 에 너 지 1 0 C B A 같은 족에서 원자 번호가 클수록 이온화 에너지는 작 가 속한 주기 아진다. ➡ 가 속 는 한 주기는 주기이고, A 주기이다. C B 와 3 13 14 15 16 17 18 족 2 선택지 분석 ㄱ. 는 주기 원소이다. 주기 A ㄴ. 2 ㄷ. 원자 반지름은 B 3 이다. B>C 15 의 이온화 에너지는 같은 주기의 족 원소보다 크다. 작다 제1 이온화 에너지 제2 이온화 에너지 X Y Z X Y Z 이온화 에너지: 제 는 각각 와 ➡ 1 족, 이거나, Y Z 족 원소 Y>Z>X 족, 족 원소이다. 2 13 15 16 선택지 분석 이온화 에너지: 2 제 원소라면 에너지는 족, X 는 X ➡ 는 족 원소이므로 제 Z>Y>X 가 가장 커야 한다. 따라서 족 가 이온화 Y 2 는 1 족, 는 2 족 원소이다. Y 15 Z 16 X 14 ① ② ③ ④ ⑤ X Li Be B C N Y Be B C N O Z B C N O F 정답과 해설 43 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 43 18. 12. 6. 오전 11:52 제 이온화 에너지의 크기로 볼 때 , , 는 각각 족, 족, 족, 족, Y 족 원소이다. 제 X Z 이온화 에너 1 2 족 원소가 족 원소에 비해 크게 나타나야 하는데, 주 15 2 14 16 이온화 에너지의 크기는 순이다. 족 원소이거나 1 지의 경우 13 어진 자료에서 제 1 , 2 족, 따라서 , 는 2 족, 족 원소인 XF> E1 Mg>Na E1 E2 는 이다. Na>Ne E2 >F>Mg A B Mg C F D Ne Na 선택지 분석 ㄱ. 가 가장 큰 것은 이다. ㄴ. 원자가 전자가 느끼는 유효 핵전하는 가 보다 크다. ㄷ. B 의 전자 배치를 갖는 이온의 반지름은 A 가 보다 크다. B ㄱ. 가 ( ) ( ) ( ) C B )이므로 ( 는 Na >B Ne A 이다. 따라서 주어진 원소 중 >D >C F E3 B> 가 가장 큰 것은 A>C>D 는 가장 작고 는 가장 큰 이다. E2 ㄴ. 와 는 같은 주기 원소이고, 원자 번호는 B E3 이므로 원 자가 전자가 느끼는 유효 핵전하는 A B 가 보다 크다. B>A Mg E3 E2 선택지 분석 ㄱ. 원자가 전자 수는 가 보다 크다. ㄴ. 이온과 이온의 전자 배치는 같다. A B 다르다 A ㄷ. ㉡은 이온의 반지름이다. B ㄱ. 는 B 주기, 로 A B 는 금속 원소, 2 B 보다 크다. 는 주기 원소이고, 원자 반지름은 이므 는 비금속 원소이다. 따라서 원자가 전자 수 3 A>B A 가 는 ㄷ. ㉠은 금속 원소의 양이온에 해당하는 이온 반지름이고, ㉡은 비금속 원소의 음이온에 해당하는 이온 반지름이다. 따라서 ㉠은 A B 이온의 반지름이고, ㉡은 는 ㄴ. A 이온의 반지름이다. 주기 금속 원소이므로 안정한 이온의 전자 배 B 치는 과 같다. 또, A 주기 비금속 원소이므로 안정한 이온 He 의 전자 배치는 는 2 B 과 같다. 3 Ar 2 등전자 이온의 이온 반지름 자료 분석 이 온 반 지 름 (상 댓 값 ) 0 A B C O D F Na 선택지 분석 Mg ㄱ. 는 이다. • 의 전자 배치를 갖는 의 이온은 , 2 - 이다. Ne Mg Mg 클수록 작다. ➡ 이온 반지름: O • 등전자 이온의 반지름은 핵전하량이 O - F Na + 2+ , , , F Na , , 2- O > - + 2+ F >Na >Mg ㄷ. 핵전하량은 가 보다 크므로 B 의 전자 배치를 갖는 이온의 A C D 반지름은 가 B C 보다 크다. D C B ㄴ. 원자가 전자가 느끼는 유효 핵전하는 Na C 이다. O ㄷ. 와 는 같은 주기 원소이다. B>A 과 같은 전자 배치를 갖는 이온(등전자 이온)의 반지름은 핵전 Ne 하량이 클수록, 즉 원자 번호가 클수록 작으므로 이온 반지름은 2- , O - + 2+ >F 는 >Na 이다. >Mg 이다. 따라서 는 , 는 , 는 A Na B Mg C O ㄴ. D ( F )와 ( )는 같은 주기 원소이고, 원자 번호는 본책 82 쪽 ~ 85쪽 이므로 원자가 전자가 느끼는 유효 핵전하는 Mg Na A B 이다. B>A ㄷ. 는 , 는 이므로 와 는 같은 주기 원소이다. B>A 1 ④ 7 ③ 2 ⑤ 8 ④ 13 ③ 14 ③ 3 ⑤ 9 ⑤ 15 ② 4 ③ 5 ③ 6 ⑤ 10 ⑤ 11 ③ 12 ② 1 원자 반지름과 이온 반지름 자료 분석 • 는 주기, 는 주기 원소이다. A 2 는 B • 그림에서 는 주기, RA 원소이고, A 2 의 원자 반지름, 3 주기 원소이고, 원자 반지름은 는 B A RB 는 의 원자 반지름이다. 이다. ➡ 는 금속 는 비금속 원소이다. B 3 A>B A B • 그림에서 ㉠과 ㉡은 각각 이온의 반지름, 이온의 반지름 중 하나이다. A B ㉠은 원자 반지름보다 작으므로 양이온의 반지름이고, ㉡은 원자 반지름보 다 크므로 음이온의 반지름이다. 의 안정한 이온: 양이온 ➡ • 의 안정한 이온: 음이온 ➡ • 이온의 반지름: ㉠ 이온의 반지름: ㉡ A B RB ㉠ RA ㉡ A B 0 이온의 반지름 A 반지름(pm) 이온의 반지름 B C O ㄱ. D 는 F 이다. C D C 3 이온화 에너지의 주기성 O 자료 분석 (상 댓 값 ) 제 2 이 온 화 에 너 지 0.5 1 0 V W X Y Z Al 는 각각 원자 번호 Mg F Na 의 원소 중 하나이다. Ne •제 V ̄Z •제 1 2 이온화 에너지: 이온화 에너지: 9 ̄13 NaV 44 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 44 18. 12. 6. 오전 11:52 는 각각 원자 번호 의 원소 중 하나이므로 , , 원자 , V ̄Z , Na Mg Al 중 하나이다. 이들 원소의 제 9 ̄13 이며, 제 이온화 에너지는 Ne F 홀전자 수 Li Be B C N O F Ne 이온화 에너지는 1 는 각각 , 제 이온화 에너지 1 0 1 2 3 2 1 0 MgV 4 원소의 주기적 성질 자료 분석 • 는 원자 번호 순서가 아니며, 족 원소가 아니다. A ̄D 원자 번호 사이의 원소이다. 18 이온화 에너지가 가장 큰 원소는 3 ̄9 • 제 이다. 1 A 같은 주기에서 원자 번호가 커질수록 제 다. ➡ 원자 번호는 이다. 1 이고, 가장 작은 원소는 B 이온화 에너지는 대체로 증가한 B>A • 원자 반지름이 가장 큰 원소는 이고, 가장 작은 원소는 같은 주기에서 원자 번호가 커질수록 원자 반지름은 감소한다. ➡ A 의 원자 번호가 가장 크다. 번호가 가장 작고, D A 이다. 의 원자 선택지 분석 D ㄱ. 원자가 전자가 느끼는 유효 핵전하는 가 보다 크다. ㄴ. 홀전자 수는 가 보다 크다. 와 D 가 B 로 같다 ㄷ. 제 C 이온화 에너지는 D D C 가 가장 크다. 2 2 D 주기 원소에서 원자 번호가 클수록 원자 반지름은 감소하므로 원자 반지름이 가장 큰 2 이 가장 작은 의 원자 번호가 가장 작고, 원자 반지름 의 원자 번호가 가장 크다. 이때 이온화 에너지는 A 가 가장 크므로 D 는 족 원소이고, 는 족 원소이다. 따라 B 서 는 족, B 는 A C ㄱ. 원자 번호는 13 핵전하는 가 가 14 D 보다 크다. B 족 원소이다. 15 16 보다 크므로 원자가 전자가 느끼는 유효 D ㄷ. D B 의 제 A ̄D 온화 에너지는 이온화 에너지는 이므로 제 이 1 D>B>A>C 는 족 원소이고, ㄴ. 이다. B>D>C>A 2 는 족 원소이므로 홀전자 수는 C 로 같다. 14 D 16 W Be X Li Y C 0 1.5< <2.1 b 1 1 2 2.1 Z B =1 a 1.5 2 5 이온화 에너지 자료 분석 원자 바닥상태 원자의 홀전자 수 제 이온화 에너지(상댓값) 1 선택지 분석 ㄱ. ㄴ. 이다. 이다. a=1 b<1.5 2 이나 이다. 1 Li B 는 홀전자 수가 X , , , 의 원자 번호가 연속이므로 Y 14 , 또는 C X W ̄Z , 인 N Be 가 공통되므로 홀전자 수가 0 B C , , 1 2 3 , , , , W ̄Z , 인 Li 당된다. 이때 2 원소인 Be B C , , Be 이다. B C Be 의 홀전자 수가 이라면 제 이온화 에너지는 중 하나에 해 1 1 0 족 는 인 W 0 족 원소인 2 가 Z 족 원소인 Y 의 홀전자 수는 라서 14 이 된다. 홀전자 수가 Z ( )보다 커야 하므로 제시된 자료에 맞지 않다. 따 3 C 이고, 연속하는 홀전자 수는 순 15 1 , , , Z 크므로 Z 를 원자 번호 순으로 나열하면 X 1 인 1 1 와 중 제 이온화 에너지는 1 Z ( 1 0 ), ( 가 더 2 ), ( Z B ㄱ. ), )이다. W ̄Z ( C Y 의 홀전자 수( )는 이다. X Li W Be Z ㄷ. 제 이온화 에너지는 같은 주기에서 1 족 원소인 이온화 에너지는 ( a 제 2 족 원소가 가장 작으므로 족 원소인 ( )보 다 크다. 2 14 W Be )가 2 C 2 Y ㄴ. 제 이온화 에너지는 족 원소인 ( )가 족 원 소인 ( )와 족 원소인 ( )보다 크므로 2 Z B 이다. 1 W Be b>1.5 1 13 X Li 6 순차 이온화 에너지 자료 분석 제 이온화 에너지Q제 족 원소이다. 는 2 A 2 이온화 에너지이므로 이온화 에너지Q제 3 제 에너지이므로 1 이온화 족 원소이다. 2 는 D 1 제1 이온화 에너지 제2 이온화 에너지 제3 이온화 에너지 (상 댓 값 ) 이 온 화 에 너 지 Ea 0 A B C D 는 원자 번호가 연속되는데, 이온화 에너지가 가장 크므로 는 족 원소이다. C 2 제 주기 1 18 이온화 에너지가 제 A ̄D 보다 작으므로 1 는 B 선택지 분석 족 원소인 족 원소이다. A 2 13 ㄱ. 원자 가 옥텟 규칙을 만족하는 양이온이 되는 데 필요한 최 A 소 에너지는 이다. 제 이온화 에너지 ㄴ. 원자가 전자가 느끼는 유효 핵전하는 원자 가 보다 크다. Ea Ea+ 1 ㄷ. 주기 원소는 가지이다. A D 3 는 제 3 이온화 에너지Q제 이온화 에너지이므로 족 원소, A 는 제 1 A ̄D 보다 제 주기 이온화 에너지이므로 3 D 족 원소이다. 2 이온화 에너지Q제 2 는 원자 번호가 연속이므로 2 와 는 주기 원소이고, 1 족 원소이며, A 는 이온화 에너지가 작은 3 13 는 같은 주기 원소이고, 원자 번호는 족 원소이다. D 주기 A 는 B 3 1 와 18 ㄴ. 2 자가 전자가 느끼는 유효 핵전하는 A D 가 보다 크다. A>D C 이므로 원 ㄷ. , , 는 주기 원소이고, A 는 D 주기 원소이다. A B D ㄱ. C 의 원자가 전자 수는 3 이므로 원자 2 가 옥텟 규칙 ㄷ. 제 이온화 에너지는 b>1.5 가 보다 크다. Y W 주기 원자의 바닥상태 전자 배치에서 홀전자 수와 제 이온화 을 만족하는 양이온이 되는 데 필요한 최소 에너지는 ( A A 제 2 에너지는 다음과 같다. 2 1 이온화 에너지)이다. Ea+ 1 정답과 해설 45 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 45 18. 12. 6. 오전 11:52 가 최대인 은 원자가 전자 수와 같다. 따라서 ㄷ. 원자가 전자가 느끼는 유효 핵전하는 A D 가 보다 크다. 1 7 순차 이온화 에너지 선택지 분석 ㄱ. ㉠은 ㄴ. 은 ㄷ. Be En+1 En 이다. 이다. x+1 E3>E2 가 최대인 n 6 이 인 원자의 원자가 전자 수는 이다. 7 6 ㄱ. 순차 이온화 에너지가 급격히 증가하기 직전까지 떼어낸 전자 수는 원자가 전자 수와 같으므로, 원자가 전자 수가 일 때 제 ) 이온화 에너지는 급격히 증가한다. 따라서 ㉠은 ( x+1 이다. ㄴ. 순차 이온화 에너지는 차수가 커질수록 커진다. 따라서 x x+1 은 Be E3>E2 이다. ㄷ. En+1 En 가 최대인 En+1 En 8 이온화 에너지의 주기성 n 6 n 이 인 원자의 원자가 전자 수는 이다. 6 자료 분석 • 원자 홀전자 수의 조합은 A ̄D • 전자가 들어 있는 의 전자 배치는 p 2 1s C 선택지 분석 의 홀전자 수의 합은 이다. , , , 이다. 8 1 2 2 3 오비탈의 수는 원자 이고, 가 의 전자 배치는 보다 크다. 이다. 2 2s 3 2p B C B 2 1s 2 2 2p 2s ③ ( ( ) ) ( ( ( ) ) ) 4000 4000 E2 E2 kJ kJ mol mol 2000 A B C D 2000 A B C D 4000 4000 E2 E2 kJ kJ mol mol ① 4000 4000 4000 E2 E2 E2 kJ kJ kJ mol mol mol 2000 A B C D 2000 A B C D 2000 A B C D 4000 4000 4000 E2 E2 E2 kJ kJ kJ mol mol mol 2000 A B C D 2000 A B C D 2000 A B C D 4000 4000 4000 E2 E2 E2 kJ kJ kJ mol mol mol 2000 A B C D 2000 A B C D 2000 A B C D 2000 A B C D 2000 A B C D 4000 4000 E2 E2 kJ kJ mol mol 2000 A B C D 2000 A B C D ( ( ( ) ) ) ( ( ( ) ) ) ( ( ) ) ( ( ) ) ⑤ ( ( ) ) ( ( ( ) ) ) 4000 4000 E2 E2 kJ kJ mol mol ② 4000 4000 4000 E2 E2 E2 kJ kJ kJ mol mol mol 2000 A B C D 2000 A B C D 2000 A B C D 4000 ④ 4000 4000 E2 E2 E2 kJ kJ kJ mol mol mol 2000 A B C D 2000 A B C D 2000 A B C D 제 2000 A B C D 2000 A B C D 4000 4000 E2 E2 kJ kJ mol mol 2000 A B C D 2000 A B C D 이온화 에너지는 이다. ( ( ( ) ) ) ( ( ) ) 2 D>C>A>B 바닥상태에서 개 원자의 홀전자 수의 합이 이 되려면 홀전자 3 전자 배치는 수가 인 원자가 포함되어야 한다. 또, 원자 번호는 가 보다 4 크고, 전자가 들어 있는 오비탈의 수도 C B 보다 크므로 의 8 가 p 이고, B 의 전자 배치는 C C 이다. 2 2 3 따라서 각 원자의 바닥상태 전자 배치와 전자 2p 가의 양이온일 때의 전자 배치는 다음과 같다. 2s 1s B 1 2 2 2 1s 2p 개를 떼어내어 2s 1 원자 바닥상태 전자 배치 가 양이온의 전자 배치 A B 2 1s 2 1s 2 1s 2 D 1s 이온화 에너지는 C 2 2s 2 2s 2 2s 2 2s 2p 2p 2p 2p 1 2 3 4 1 1 2 2 2s 1s 2 2 2p 2s 1s 2 2 2p 2s 1s 2 2 2p 2s 1s 개를 떼어낼 때 필요한 3 2 9 원소의 주기적 성질 자료 분석 바닥상태에서 홀전자 수가 같은 와 , ), ( 것은 ( )이거나 ( 는 ( S Cl F S , , O O )이다. ➡ F 홀전자 수의 차 )이다. B Cl E , 와 , b-e=0 , 는 ( 는 , 는 F Cl E E Cl B 큰 B F , a-c=e d-b=1 )이므로 원자 반지름이 이다. 선택지 분석 ㄱ. 이다. b+c a 이온화 에너지는 =1 ㄴ. 제 가 보다 크다. , )라고 하면 의 조건에 어긋난다. O S 와 가 ( B E d-b=1 원자 반지름 , C>D B>E 중 이므로 , , 이고, 원자 반지름이 큰 O 는 S 이다. a-c=e 는 , 는 A C S N N D O B E 주어진 원자 중 바닥상태에서 홀전자 수가 같은 것은 ( , ), ( , )이므로 와 는 ( , )이거나 ( , O )이다. 만약 S 와 F 가 Cl ( , B E )라고 하면 는 O , S 는 F 이고, 나머지 Cl , , B E 의 홀전자 O S 수는 각각 , , B S 이다. 이때 E O 가 되려면 N F Cl 는 이고, , 는 는 3 다. 따라서 Cl D 1 a-c=e 이 되어야 하는데, 이는 1 F 와 는 ( , d-b=1 )이고, 원자 반지름이 더 큰 는 , C N 의 조건에 어긋난 A 는 B 이다. 나머지 E F , Cl , 중 이므로 는 B Cl 이고, 원 E 자 반지름이 더 큰 F N 는 O , S 는 a-c=e 이다. A N C S D 이므로 O ㄱ. ㄴ. , , b=1 a=3 c=2 , 는 는 이므로 제 이다. b+c =1 a 이온화 에너지는 가 보다 크다. ㄷ. A 와 N D 는 같은 족 원소이고, 원자 번호는 1 O A 가 D 보다 크므로 원자가 전자가 느끼는 유효 핵전하는 E B 가 보다 크다. E B B E 10 유효 핵전하의 주기성 자료 분석 10 Z 또는 Z* 원자 번호가 커질수록 *가 증가한다. Z-Z Z-Z* (상댓값) A B C D E 0 3 10 원자 번호 (가) 0 1 2 홀전자 수 3 (나) , 인 원소는 홀전자 수가 보다 는 와 다. ➡ 1 는 이고, 는 으므로 B D B A A 이 , *가 작 B Li F 이다. Z-Z Li B 인 원 홀전자 수가 와 소는 는 ➡ C 이다. C 이다. 2 는 , O O D 홀전자 수가 원소는 는 인 이다. ➡ 3 이다. N C E N 선택지 분석 ㄱ. 는 플루오린( )이다. 붕소( ) A ㄴ. 제 이온화 에너지는 F B 이다. E>C ㄷ. 바닥상태 원자에서 전자가 들어 있는 오비탈의 수는 가 D B 1 의 2 배이다. 주기 원소에서 홀전자 수가 인 원소는 , , 이다. (가)에서 원자 번호가 커질수록 2 작은 는 붕소( )이고, B *가 증가하므로 1 Z-Z 는 리튬( D )이다. 또, Li F 보다 *가 Z-Z 주기 원소에서 가 양이온에서 전자 A 홀전자 수가 인 원소는 B B 와 Li 이므로 는 산소( )이고, 는 탄 에너지이다. 따라서 의 제 이온화 에너지는 1 1 A ̄D 2 D>C>A>B 소( C 므로 )이다. C 주기 원소에서 홀전자 수가 2 는 질소( 2 )이다. O C 3 인 원소는 하나뿐이 D 2 O N E N 제 2 이다. 46 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 46 18. 12. 6. 오전 11:52 ㄴ. 는 이고, 는 이므로 제 이온화 에너지는 이다. 같은 주기에서 원자 번호가 커질수록 이온화 에너지가 대체로 증 ㄷ. E 는 N 이고, C 는 O 이며, 각 원자의 바닥상태 전자 배치는 다 E>C 가한다. 따라서 원자 번호가 인 원소의 제 이온화 에너지 1 D C 음과 같다. B Li ( ): ( ): , 1 2s 2 1s 2 2 1s 2 2p 2s B C 따라서 전자가 들어 있는 오비탈 수는 Li D 가 , 가 로 가 의 배이다. D 4 B 2 D B 2 ㄱ. 는 붕소( )이다. A B 11 원소의 주기적 성질 자료 분석 • 모든 원자는 바닥상태이다. • 전자가 들어 있는 오비탈 수는 , 주기 원소이며 원자 번호 p 3 • 홀전자 수와 제 2 이온화 에너지 이하이다. 사이의 원소이다. 3 3 ̄12 , 의 홀전자 수가 1 에너지가 탄소( V 이다. C W 는 W 1200 이고, 제 )보다 작다. ➡ 0 이온화 , 는 1 V Be 탄소(C) ( Mg kJ mol ) 제 1 이 온 화 에 너 지 V W X Y Z 1 홀전자 수 400 0 2 의 홀전자 수가 이고, 모두 탄 이온화 에너지가 작다. 1 는 , 이다. , 소( X ➡ , )보다 제 Z 는 , Y C X 는 1 Y B Li Z Na 선택지 분석 ㄱ. 는 족 원소이다. X ㄴ. 원자 반지름은 13 이온화 에너지는 ㄷ. 제 W>X>V 이다. 이다. W>V>X 2 는 Y>Z>X , 주기 원소이며 오비탈 수는 이하이므로 원자 번 | 결론 | 의 홀전자 수는 3 이온화 에너지가 작으므로 는 Y X , , Z V ̄Z 호 탄소( 3 p 사이의 원소이다. 2 )보다 제 3 ̄12 C 이다. 또, 1 V )보다 작으므로 W , Na 가 탄소( 는 는 의 홀전자 수는 이고 제 X B Z 이온화 에너지 Li 는 , , 1 Y 이고, 모두 • 가설은 옳다. 선택지 분석 , 는 0 W )이다. Mg 이다. 1 ㄱ. C 는 주기 V Be 족 원소인 붕소( ㄷ. , X 는 2 B X 이다. Y Li Z Na >X ㄴ. 는 , 는 , 는 는 13 , 는 B 이므로 제 이온화 에너지는 2 이다. 같은 족 원소인 Y>Z , Mg W 중 원자 번호가 큰 X 가 B V 보다 원자 반지름이 크고, 같은 주 Be V W 기인 와 W 중 원자 번호가 작은 V 가 보다 원자 반지름이 크 다. 따라서 원자 반지름은 V X V X 이다. W>V>X 12 원소의 주기적 성질 자료 분석 (가) (나) Mg Al Na Si 0 (다) O (라) N (마) F Ne 제1 이온화 에너지 (kJ/mol) 선택지 분석 ㄱ. 원자 반지름은 (가) (나)이다. ㄴ. 는 (마) > (다)이다. < ㄷ. 원자가 전자가 느끼는 유효 핵전하는 (다) > < E2 (라)이다. > 는 7 ̄14 이며, (가) 1 (마)는 다 음과 같다. Ne>F>N>O>Si>Mg>Al>Na  ̄ (가) (나) (다) (라) (마) O ㄷ. 원자 번호는 (다)가 (라)보다 크므로 원자가 전자가 느끼는 유 Mg Al N F 효 핵전하는 (다) (라)이다. > ㄱ. (가)는 , (나)는 이므로 원자 반지름은 원자 번 호가 작은 (나)가 (가)보다 크다. Al Mg ㄴ. (다)는 , (마)는 이므로 제 이온화 에너지는 (다)가 (마)보 다 크다. O F 2 13 원자 반지름의 주기성 ㉠ 자료 분석 | 가설 | • | 탐구 과정 | 족 원소 • 1 • 조사한 17 | 탐구 결과 | 8 • 족 원소 , , , 의 원자 반지름을 조사한다. Li , Na , K , Rb 의 원자 반지름을 조사한다. 가지 원소의 원자 반지름을 비교한다. Br Cl F I 족에서 원자 번호가 커질수록 원자 반지름이 커진다. 주기 원소 원자 반지름( 원소 pm 원자 반지름( ) ) 1 2 3Li 130 9F 3 11Na 160 17Cl 4 19K 200 35Br 5 37Rb 215 53I pm 60 족에서 원자 번호가 커질수록 원자 반지름이 커진다. 136 117 100 17 같은 주기에서 원자 번호가 커질수록 원자 반지름이 작아진다. ① 전자 수가 클수록 원자 반지름은 커진다. 같은 주기에서는 전자 수가 클수록 원자 반지름이 작아지고, 같은 족에 서는 전자 수가 클수록 원자 반지름이 커진다. ② 원자가 전자 수가 클수록 원자 반지름은 커진다. 같은 주기에서는 원자가 전자 수가 클수록 원자 번호가 크므로 원자 반 지름은 작아진다. ③ 같은 족에서 원자 번호가 클수록 원자 반지름은 커진다. ④ 같은 주기에서 원자 번호가 클수록 원자 반지름은 커진다. 같은 주기에서는 원자 번호가 클수록 유효 핵전하가 커지므로 원자 반 지름이 작아진다. ⑤ 전자가 들어 있는 전자 껍질 수가 클수록 원자 반지름은 커 진다. 같은 족에서는 전자가 들어 있는 전자 껍질 수가 클수록 원자 반지름이 커지지만, 족이 다르면 전자가 들어 있는 전자 껍질 수가 커도 원자 반 지름이 작을 수 있다. 같은 족에서 원자 번호가 커질수록 원자 반지름이 커지고, 같은 주기에서 원자 번호가 커질수록 원자 반지름이 작아진다. 족 원 소인 , , , 의 원자 반지름과 족 원소인 의 원자 반지름을 조사하여 비교하였으므로 학생 Na Rb Li K 17 , , , 1 Br Cl F 는 같은 족에 I 서 원자 번호에 따른 원자 반지름의 주기성을 비교하고 가설을 설 A 정하였음을 알 수 있다. 따라서 학생 가 세운 가설은 ‘같은 족에 서 원자 번호가 클수록 원자 반지름은 커진다.’가 가장 적절하다. A 정답과 해설 47 19_오투과탐(화학1)_정답(19~47)2단원-OK.indd 47 18. 12. 6. 오후 3:37 14 원소의 주기적 성질 자료 분석 1500 1000 500 제 1 이 온 화 에 너 지 ( kJ mol ) D C B A 이온화 에너지는 제 이온 반지름은 족 원소이고, CKCl KCl>KBr NaFKBr 보다 크므로 녹는점은
KCl Na2O 이다. >NaF 본책 92쪽~93쪽 B 2 ④ C 3 ② A 1 ⑤ D 4 ③ 1 화합물을 전기 분해하면 성분 원소로 나누어지는데, 이 과정 에서 전자가 관여함을 확인할 수 있다. 실험 Ⅰ은 물의 전기 분해 장치이고, 실험 Ⅱ는 염화 나트륨 용융액의 전기 분해 장치이다. 따라서 실험 Ⅰ과 Ⅱ를 통해 화합물의 전기 분해를 수행하려는 것 이다. 2 화합물 가 , 가 에서 공유 전자쌍 수는 이고 비공유 전자쌍 수는 AB 이므로 는 주기 족 원소인 수소( ), 는 주 1 B A A 기 3 이고 전하는 족 원소인 플루오린( 0 수는 17 전자 수는 10 +2 이고 전하는 )이다. 화합물 1 1 F 의 양성자수는 이므로 CD H 에서 B 의 전자 2 2+ C 이며, 의 C 이므로 의 양성자수는 12 2- 이다. 따 D D -2 족 원소인 마그네슘( 는 라서 주기 10 C 소인 산소( 3 O ㄴ. (나)에서 원자 수비가 )이다. 2 16 ) ( MgF2 CB2 C=2 인 이온 결합 물질이다. 이온 결합 물질은 액체 상태에서 전기 전 2 이므로 (나)는 : : B 1 Mg D ), 는 주기 8 족 원 도성이 있다. 각 전자 개를 얻어 1 C 2+ 이 되므로 (나)에서 C 2 - 전자 배치를 갖는다. 1 ㄱ. (가)에서 원자 수비가 B 와 B 는 모두 2 의 B C Ne : : 이므로 (가)는 ( A2D2 H2O2 물질이므로 공유 결합 물질이다. )이다. 즉, 비금속 원소의 원자끼리 결합하여 형성된 A D=1 1 요한 에너지는 가 보다 크다. ㄱ. 이온 사이의 거리에 따른 에너지가 가장 낮은 지점이 NaY NaX 가장 안정하므로 이 지점에서 이온 결합이 형성된다. 결합이 형성 될 때의 이온 사이의 거리는 가 보다 작으므로 이온 반 지름은 이 - - 보다 작다. NaX NaY ㄴ. 이온 결합력이 클수록 이온 결합이 형성될 때 방출되는 에너 Y X 지가 크므로 이온 결합력은 가 보다 크다. 따라서 녹는 점은 ( )가 ( NaX )보다 높다. NaY NaX s NaY 4 ㄱ. 다 작으므로 이온 반지름은 NaA NaB 와 s 에서 이온 사이의 거리는 - ㄴ. 이온 결합력이 클수록 녹는점이 높으므로 이온 결합력은 A B - 이 보다 작다. NaA NaB 가 보 가 보다 크다. CO DO ㄷ. 이온 결합 물질의 녹는점은 이온의 전하량이 같은 경 우 이온 사이의 거리가 짧을수록, 이온 사이의 거리가 비슷한 경 우 이온의 전하량이 클수록 높다. 이온의 전하량이 같고, 이온 사 이의 거리가 다른 경우( 와 , 와 )의 녹는점 차 이보다 이온 사이의 거리가 비슷하고, 이온의 전하량이 다른 경우 NaA NaB DO CO ( 와 )의 녹는점 차이가 더 큰 것으로 보아 이온 사이의 NaA 거리보다 이온의 전하량이 녹는점에 더 큰 영향을 미친다는 것을 DO 알 수 있다. 1 ① 7 ③ 2 ⑤ 8 ④ 3 ③ 9 ⑤ 4 ⑤ 5 ④ 10 ④ 11 ⑤ 6 ③ 12 ① 본책 94쪽~96쪽 1 전기 분해와 화학 결합 자료 분석 실험 제목: (가) 실험 목적: 공유 결합 화합물이 구성 원소로 나누어질 때 전자가 관여하는 것을 확인한다. 실험 장치: 물을 전기 분해할 때 각 극에서 발생 하는 기체를 포집하는 장치이다. 정답과 해설 49 19_오투과탐(화학1)_정답(48-74)3단원-OK.indd 49 18. 12. 6. 오전 11:53 선택지 분석 ① 물의 전기 분해 ② 탄산 칼슘의 열분해 ③ 탄화수소의 원소 분석 ④ 염산과 수산화 나트륨의 중화 ⑤ 염화 나트륨 용융액의 전기 분해 해’가 적절하다. 2 물의 전기 분해 자료 분석 화학 결합에 전자가 관여한다는 것은 전기 분해로 알 수 있으며, 공유 결합 화합물에 관한 실험이므로 실험 제목은 ‘물의 전기 분 기체 발생량이 더 많다. 기체 ) 극으로, ➡ ( 가 발생한다. - H2 (가) ( ) 극으로, 가 발생한다. + O2 기체 (나) 건전지 물 + X 순수한 물은 전류가 흐르지 않으므로 전해질을 넣어 준다. 선택지 분석 ㄱ. 는 전해질이다. ㄴ. 전극 (가)는 ( X )극이다. ㄷ. 전극 (나)에서 발생하는 기체는 산소이다. - 4 화학 결합 모형과 옥텟 규칙 자료 분석 (가)의 생성물에서 각 이온은 가장 바깥 전자 껍질에 전자가 모두 개씩 들어 있다. ➡ 옥텟 규칙을 만족한다. 8 (가) (가) (나) (나) 8 선택지 분석 A B 이온 결합 물질 B C B 공유 결합 물질 (나)의 생성물에서 구성 원자들은 가장 바깥 전자 껍질에 전자가 모두 개씩 들어 있다. ➡ 옥텟 규칙을 만족한다. ㄱ. (가)의 생성물을 구성하는 이온은 옥텟 규칙을 만족한다. ㄴ. (나)의 생성물에서 는 옥텟 규칙을 만족한다. ㄷ. (나)의 생성물은 공유 결합 화합물이다. B ㄱ. (가)의 생성물을 구성하는 이온은 가장 바깥 전자 껍질에 전자 가 모두 개씩 들어 있으므로 옥텟 규칙을 만족한다. ㄴ. (나)의 생성물에서 구성 원자들은 가장 바깥 전자 껍질에 전자 개씩 들어 있으므로 옥텟 규칙을 만족한다. ㄷ. (나)의 생성물은 원자들 사이에 전자쌍을 공유하여 형성된 공 8 가 모두 8 유 결합 화합물이다. ㄱ. 순수한 물에는 이온이 거의 존재하지 않아 전류가 흐르지 않 는다. 따라서 전해질을 넣어 주어 전류를 흐르게 한다. ㄴ, ㄷ. 발생하는 기체의 양이 (가) (나)이므로 (가)는 ( )극으로 수소 기체가 발생하고, (나)는 ( > )극으로 산소 기체가 발생한다. - 3 염화 나트륨 용융액과 물의 전기 분해 + 5 화학 결합 모형과 옥텟 규칙 자료 분석 2+ 은 이온이다. ➡ A A 원자가 전자 개를 잃고 형성된 의 양성자수는 2 이다. 2+ A 2- 12 자료 분석 염화 나트륨 용융액은 전류 가 흐르므로 전해질을 넣지 않아도 된다. NaCl 순수한 물은 전류가 흐르지 않으므로 전해질을 넣어 주 어 전류가 흐르도록 한다. 전원 장치 A2+ B2- 과 2+ 2- 은 전하가 같으므로 : 의 개수비로 결합하여 이온 결합 화합물을 형성한다. A B 1 1 용융 NaCl (+) (-) 선택지 분석 2- 은 원자가 전자 얻어 형성된 이온이다. B 2 이다. 의 양성자수는 ➡ B 개를 B 8 물 + 수산화 나트륨 (-)극 철그물 (+)극 (가) • ( • ( + )극: 이 생성된다. Na )극: - Na 기체가 발생한다. Cl + - 이 전자를 얻어 금속 • ( )극: 물이 전자를 얻어 (나) 기체가 발생한다. - Cl2 체가 발생한다. + O2 H2 기 선택지 분석 ㄱ. 전해질을 넣어야 한다. (나)만 해당 ㄴ. ( )극에서 기체가 발생한다. (나)만 해당 ㄷ. 성분 원소로 분해될 때 전자가 관여한다. - ㄱ. 원자 반지름은 가 보다 크다. 작다 ㄴ. 에서 과 B A 은 모두 옥텟 규칙을 만족한다. 2+ 2- ㄷ. X A 의 화학식은 B 이다. X 에서 ㄴ. 과 2+ AB 2- 은 모두 가장 바깥 전자 껍질에 전자가 ㄷ. 과 2+ 2- 은 전하가 같으므로 : B A 이온 결합 화합물을 형성한다. 따라서 1 X 족 원소이고, 주기 ㄱ. 는 의 화학식은 1 는 주기 이다. AB 족 원소이 8 의 개수비로 결합하여 므로 원자 반지름은 3 A 보다 작다. B 2 16 가 2 A B 이 전자를 잃고 • ( )극: 물이 전자를 잃고 개 들어 있어 비활성 기체와 같은 전자 배치를 갖는다. A X B ㄷ. 각 물질이 성분 원소로 분해될 때 전자를 얻거나 잃는 반응이 일어난다. 즉, 전자가 관여한다. ㄱ. (가)에서는 이온이 자유롭게 이동하므로 전해질을 넣 지 않아도 전기 분해가 일어난다. ㄴ. (가)의 ( )극에서는 ( )이 생성되고, (나)의 ( )극에서는 - )가 발생한다. Na s - 6 원자의 전자 배치와 화학 결합 자료 분석 • : • : A B 2 2 원자가 비활성 기체와 같은 전자 배치를 가지려면 전자 1s 2s A 1 6 3s 2p 2 4 2 원자가 비활성 기체와 같은 전자 배치를 가지려면 전자 1s 2p 2s B 1 2 개를 잃어야 한다. 개가 필요하다. H2(g 50 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(48-74)3단원-OK.indd 50 18. 12. 6. 오전 11:53 선택지 분석 ㄱ. 이온 결합 물질이다. ㄴ. 화학식을 구성하는 원자 수는 이다. ㄷ. 화합물을 형성할 때 전자는 에서 2 3 로 이동한다. A B ㄱ. 는 주기 족 원소로 금속 원소이고, 는 주기 족 원소 로 비금속 원소이다. 따라서 A 와 로 이루어진 물질은 금속 원 B 3 1 16 2 소의 양이온과 비금속 원소의 음이온이 정전기적 인력으로 결합 A B 한 이온 결합 물질이다. ㄴ. 이온 반지름은 이므로 - 는 이 보다 - Cl
F ㄴ. (나)는 + Na >Mg ㄷ. (가)는 (가)보다 크다. NaBr MgO 12 이온 결합 물질의 성질 선택지 분석 ㄱ. 성분 원소로 금속 원소를 포함한다. ㄴ. 고체 상태에서 전기 전도성이 있다. 없다 ㄷ. 와 화학 결합의 종류가 같다. 다르다 11 이온 결합 물질의 녹는점 자료 분석 물질 녹는점 ( ) °C (가) 747 (나) 996 (다) 2825 •녹는점: (다) • 이온 결합 물질의 녹는점은 이온의 전하량이 같은 경우 이온 사이의 거리가 짧을 (가) (나) > > 수록, 이온 사이의 거리가 비슷한 경우 이온의 전하량이 클수록 높다. ➡ 녹는점: MgO>NaF>NaBr 선택지 분석 ㄱ. 음이온의 반지름은 (가)가 (나)보다 크다. ㄴ. 양이온의 반지름은 (나)가 (다)보다 크다. ㄷ. 이온의 전하량은 (다)가 (가)보다 크다. 을 조금 넣은 수용액에 전류를 흘려 주면 ( )극에서는 Na2SO4 산소 기체가 발생하고, ( )극에서는 수소 기체가 발생한다. 이때 + 유리관 내 수면의 높이 변화를 측정하여 발생한 수소와 산소 기체 - 의 부피를 확인한다. 따라서 (나)는 ㄴ, (다)는 ㄱ, (라)는 ㄷ이다. 2 전기 분해와 화학 결합 자료 분석 (+) 전원 장치 (-) ( ) 극에서는 전자를 잃 는 산화 반응이 일어나 + 가 생성된다. A2 ( ) 극에서는 전자를 얻 는 환원 반응이 일어나 - 가 생성된다. B2 ㄱ. (가)는 , (나)는 이므로 음이온의 반지름은 X+ 전해질 , (다)는 이므로 양이온의 반지름은 선택지 분석 , (다)는 이므로 이온의 전하량은 (다)가 ㄱ. ( )극에서 환원 반응이 일어난다. 산화 ㄴ. + 에서 와 사이의 결합은 공유 결합이다. X ㄷ. 에서 A B 원자 수 원자 수 X ㄴ. 화합물 B =2 A 를 분해했을 때 기체 이다. 와 가 생성되었으므로 와 는 비금속 원소이다. 따라서 화합물 X A2 B2 는 비금속 원소인 A 와 B 의 공유 결합으로 이루어져 있다. X A B ㄷ. 생성된 기체의 몰비가 : : 이므로 화합물 에 포함 된 원자 수비도 : A2 : B2=1 2 이다. 따라서 에서 X 원자 수 원자 수 =2 X B A ㄱ. 전기 분해를 할 때 ( )극에서는 전자를 잃는 산화 반 응이, ( + )극에서는 전자를 얻는 환원 반응이 일어난다. - 3 전기 분해와 화학 결합 자료 분석 금속 원소인 와 비금속 원소인 물질이므로 이온 결합 물질이다. A B 가 결합한 전극 물질 X 소량의 를 첨가한 물 용융액 X ( ) 극 - 고체 기체 A ( ) 극 + 기체 기체 B2 C2 물을 전기 분해하면 ( 의 부피비로 발생한다. - ) 극:( ) 극 + =H2 : D2 : O2=2 1 ㄱ. 는 고체 상태에서 전기 전도성이 있다. 없다 ㄴ. 생성되는 X 와 의 몰비는 : 이다. ㄷ. 와 로 이루어진 물질은 이온 결합 물질이다. 2 1 C2 D2 A D )이고, ( ( H2 생성되는 ㄴ. 물을 전기 분해할 때 ( )극에서 생성되는 기체 는 수소 )극에서 생성되는 기체 - 는 산소( )이다. 따라서 C2 + 와 의 몰비는 : D2 이다. O2 ㄷ. D2 를 구성하는 C2 A 속 원소이다. 따라서 X 는 금속 원소이고, 물을 구성하는 2 로 이루어진 물질은 이온 결합 물질 는 비금 와 D 1 NH3 고체 상태 에 힘을 가했을 때 쉽게 부서지고, 액체 상태에서 전 이다. A B=1 2 기 전도성이 있는 것으로 보아 X 는 이온 결합 화합물이다. ㄱ. 이온 결합 화합물은 금속 원소와 비금속 원소로 이루어지므로 X 에는 금속 원소가 포함된다. X ㄴ. 이온 결합 화합물은 고체 상태에서 이온들이 강한 정 전기적 인력에 의해 결합하고 있어 자유롭게 이동하지 못하므로 고체 상태에서 전기 전도성이 없다. ㄷ. 는 비금속 원소의 원자가 전자쌍을 공유하여 형성된 공 유 결합 화합물이므로 NH3 와 화학 결합의 종류가 다르다. X 본책 97쪽~99쪽 선택지 분석 1 ② 7 ⑤ 2 ⑤ 8 ③ 3 ④ 9 ③ 4 ③ 5 ① 6 ③ 10 ⑤ 11 ② 12 ④ 1 물의 전기 분해 자료 분석 (가) 증류수에 을 조금 넣은 수용액 꼭지 와 그림과 같은 실험 장치를 준비한다. Na2SO4 수용액 A를 넣는 곳 (나) A (다) (라) 를 유리관 양쪽에 가득 채운 후 꼭지를 닫는다. A 전원 장치를 사용하여 전류를 흘려 준다. 유리관 내 수면의 높이 변화를 측정한다. (마) 각 유리관에 모인 기체의 종류를 확인한다. 유리관 이다. A D ㄱ. 용융액을 전기 분해하면 금속 와 비금속 원소의 전원 장치 이원자 분자 가 생성되므로 는 이온 결합 물질이다. 따라서 A X B2 는 고체 상태에서 전기 전도성이 없다. X X 52 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(48-74)3단원-OK.indd 52 18. 12. 6. 오전 11:53 4 화학 결합 모형과 옥텟 규칙 자료 분석 + A 리튬( ) Li B 산소( C ) 수소( O ) H 선택지 분석 ㄱ. 는 공유 결합 화합물이다. 의 개수비로 가 과 결합한 Li O : 이다. 1 2 Li2O 구성 원자 수 - 화합물 A B C X 2 1 0 Y 와 결합한 H O 0 가 2 H2O 1 2 의 개수비로 : 이다. 1 ㄴ. 전기 전도성은 Y ( )가 ( )보다 크다. ( )가 ( )보다 ㄷ. 에서 는 옥텟 규칙을 만족한다. Y X l l X l Y l Y 는 비금속 원소인 B ㄱ. 결합 화합물이다. Y H O 와 가 전자쌍을 공유하여 형성한 공유 ㄷ. 에서 ( )는 가장 바깥 전자 껍질에 전자 개가 채워진 전 자 배치를 가지므로 옥텟 규칙을 만족한다. Y O B 8 ㄴ. 는 이온 결합 물질이고, 는 공유 결합 물질이므 로 전기 전도성은 X ( )가 ( Y )보다 크다. X l Y l 5 화학 결합 모형과 옥텟 규칙 자료 분석 + - + AB4 C- • • 는 N A AB4C , 는 는 이다. , (염화 암모늄)으로 이온 결합 물질이다. 는 C B H NH4Cl Cl 선택지 분석 ㄱ. 는 액체 상태에서 전기 전도성이 있다. ㄴ. AB4C 는 이온 결합 물질이다. 공유 선택지 분석 ㄱ. 는 액체 상태에서 전기 전도성이 있다. ㄴ. A2B 와 는 같은 주기 원소이다. 다른 ㄷ. B 에서 와 는 옥텟 규칙을 만족한다. A A2B A B ㄱ. 는 금속의 양이온( )과 비금속의 음이온( )이 정전 + 2- 기적 인력에 의해 결합한 이온 결합 물질이므로 액체 상태에서 전 A B A2B 기 전도성이 있다. ㄷ. 에서 와 는 모두 과 같은 전자 배치를 가지므로 B 옥텟 규칙을 만족한다. A2B A Ne ㄴ. 는 주기 원소이고, 는 주기 원소이다. A 7 화학 결합 모형과 옥텟 규칙 3 B 2 자료 분석 @C Na2O+H2O 2NaOH @C A2B+C2B 2ABC 2- + + A2B 의 양이온으로 존재하 의 음이온으로 존재 족 원소이 주기 는 는 고, A +1 한다. ➡ B 는 고, B 는 -2 주기 A 3 16 2 족 원소이다. 1 C2B 는 산소( 에서 C2B 는 수소( B 전자 배치를 갖는다. C ), )와 같은 H O 선택지 분석 ㄱ. ㄴ. ㄷ. A2B C2B ABC 는 이온 결합 물질이다. 에서 는 옥텟 규칙을 만족한다. 는 액체 상태에서 전기 전도성이 있다. B ㄱ. 는 금속 원소의 양이온과 비금속 원소의 음이온이 결합 한 이온 결합 물질이다. A2B C2B 만족한다. B Ne 기 전도성이 있다. ABC NaOH ㄴ. 에서 는 과 같은 전자 배치를 가지므로 옥텟 규칙을 ㄷ. 는 으로 이온 결합 물질이므로 액체 상태에서 전 ㄷ. 와 에서 는 는 의 전자 배치, A C BC AB4C A 는 이온 결합 물질이므로 액체 상태에서 전기 전도성이 의 전자 배치를 갖는다. 의 전자 배치를 갖는다. 는 Ne C Ne Ar 8 이온 결합의 형성과 에너지 변화 자료 분석 ㄱ. 있다. AB4C BC 합 물질이다. ㄴ. 와 는 각각 와 로 비금속 원소이다. 따라서 Cl 는 비금속 원소의 원자가 전자쌍을 공유하여 형성된 공유 결 H B C ㄷ. 에서 는 과 같은 전자 배치를 갖고, 는 과 같 Ne 은 전자 배치를 갖는다. AB4C A C Ar 6 화학 결합 모형과 옥텟 규칙 자료 분석 + 2- + 는 A ➡ A 는 +1 3 A 2- + 의 양이온으로 존재하고, 는 족 원소이고, 주기 B 1 B 는 주기 B 2 -2 16 + + 의 음이온으로 존재한다. 족 원소이다. A A 이온 사이의 거리는 ㉠ ➡ 음이온의 반지름이 ㉠은 이고, ㉡은 ➡ 음이온의 반지름은 KBr ㉡이다. 이므로 - >KCl> - 이다. Br >Cl KX - Cl >X - 이다. 이온 사이의 거리 에 너 지 0 ㉠ KCl ㉡ 이온 결합이 형성될 때 방출되는 에너지는 이다. ) ➡ 녹는점은 ㉡ ( KX>KCl>KBr KX >KCl 이다. 선택지 분석 ㄱ. ㉠은 이다. ㄴ. 원자 반지름은 KBr 가 보다 크다. 작다 ㄷ. 녹는점은 X 가 Cl 보다 높다. KX KCl 19_오투과탐(화학1)_정답(48-74)3단원-OK.indd 53 18. 12. 6. 오전 11:53 정답과 해설 53 ㄱ. 그래프에서 ㉠은 가지 물질 중에서 보다 이온 사이의 거리가 길다. 주어진 ㄷ. 는 보다 이온 사이의 거리가 짧은데, 녹는점이 낮다. KCl 보다 이온 사이의 거리가 긴 것은 이다. 이로부터 양이온의 전하량과 음이온의 전하량은 모두 AX CZ 가 ㄷ. 이온 결합 화합물이 형성될 때 방출되는 에너지는 3 KCl KBr 가 보다 크다고 판단할 수 있다. CZ AX 보다 크므로 녹는점은 가 보다 높다. KX 는 KCl 보다 이온 사이의 거리가 11 이온 결합 물질의 녹는점 KX - 이 KCl - 보다 작다. 따라서 원자 자료 분석 KCl ㄴ. ㉡은 짧으므로 음이온의 반지름은 이고, KX KX 반지름은 가 보다 작다. X Cl X Cl 9 이온 결합의 형성과 에너지 변화 자료 분석 이온 반지름 ) ( + K 2+ 2+ Mg Ca pm 133 65 99 이온 - - Cl Br 2- O 반지름 ) ( pm 181 195 140 에 너 지 0 E 선택지 분석 ㄱ. 는 이 보다 크다. ㄴ. r0 는 KBr 이 KCl 보다 크다. 작다 CaO ㄷ. 녹는점은 E MgO 이 보다 높다. r0 이온 사이의 거리(r) 는 이온의 전하량이 같은 경우 이온 사이의 거리가 짧을수록, 이온 사이의 거리가 비슷한 경우 이온의 전하량이 클수록 크다. E 이온 사이의 거리가 ➡ 원자 반지름은 이다. 이다. NaCl>NaA Cl>A NaCl NaA BCl 화합물 결정 구조 이온 사이의 거리 ( ) pm 276 과 NaCl BCl BCl>NaCl 231 360 에서 이온의 전하량은 같고, 이온 사이의 거리는 이다. ➡ 이온 결합력은 이다. BClCl r0 결합 화합물이다. 따라서 A B 는 액체 상태에서 전기 전도성이 있다. BA KBr ㄷ. KCl 은 보다 이온 사이의 거리도 짧고, 이온의 전하량도 ㄱ. 이온 사이의 거리는 BA 이므로 같은 족 원 크므로 이온 결합력이 더 크다. 따라서 녹는점은 CaO KCl 이 보 소인 와 의 원자 반지름은 NaCl>NaA 이다. 따라서 원자 번호는 다 높다. CaO KCl 가 Cl A 보다 작다. Cl>A ㄴ. 이온 결합력이 클수록 가 크다. 이온 결합력은 이 A ㄴ. Cl 과 에서 이온의 전하량은 같고, 이온 사이의 거리 온의 전하량이 같은 경우 이온 사이의 거리가 짧을수록, 이온 사이 E 는 BCl NaCl 이므로 이온 결합력은 이다. 따라 의 거리가 비슷한 경우 이온의 전하량이 클수록 크다. 양이온의 반 BCl> 서 녹는점은 NaCl 이 보다 낮다. BClMg E CaO MgO 10 이온 결합 물질의 녹는점 자료 분석 에서 이온 사이의 거리 차는 이온의 반지름 차와 같다. 와 이온과 AY Y AX X 물질 이온 사이의 거리 ( ) 녹는점 ( ) pm °C 231 276 205 996 802 2825 2613 AX AY BZ CZ BZ B 와 이온과 CZ 에서 이온 사이의 거리 차는 이온의 반지름 차와 같다. 239 선택지 분석 C ㄱ. 이온 반지름은 이온이 이온보다 크다. ㄴ. 원자 반지름은 Y 가 X 보다 크다. ㄷ. 양이온의 전하량은 C B 가 보다 크다. CZ AX NaCl BCl 12 이온 결합 물질의 성질 자료 분석 r0 이온 사이의 거리(r) 에 너 지 0 E 녹 는 점 (상 댓 값 ) 1 0 + Na • , , 에서 양이온은 으로 같고, 음이온의 반지름은 A B C 이다. NaBr - NaCl - NaF - • 이온 결합력은 F NaCl>NaBr 이다. NaF>NaCl>NaBr 이다. 선택지 분석 ㄱ. 는 가 가장 크다. 작다 ㄴ. r0 는 A 가 보다 크다. ㄷ. 녹는점은 E B C 가 보다 높다. ㄴ. KBr 가 클수록 녹는점이 높으므로 C 는 가 보다 크다. ㄱ. 와 에서 양이온은 공통으로 들어 있으므로 이온 사이 ㄷ. 녹는점은 E E C 이므로 B 는 이다. 의 거리 차는 음이온에 의한 것이다. 따라서 이온 반지름은 AY AX 이 은 NaF>NaCl>NaBr 보다 양이온의 반지름이 크므로 이온 결합력은 NaBr C 온이 이온보다 크다. Y KBr 이 NaBr 보다 크다. 따라서 녹는점은 가 보다 높다. ㄴ. 이온 사이의 거리는 X 가 보다 크므로 이온 반지름은 NaBr KBr ㄱ. 에서 이온의 전하량은 같으므로 KBr C 는 이온 사 이온이 이온보다 크다. CZ BZ 이온과 C 이온의 전하는 같으므로 A∼C 이의 거리가 짧을수록 크며, 가 클수록 녹는점이 높다. 따라서 E B 원자 반지름은 가 B 보다 크다. C C B 는 녹는점이 가장 높은 가 가장 작다. E r0 A 54 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(48-74)3단원-OK.indd 54 18. 12. 6. 오전 11:53 공유 결합과 금속 결합 본책 101쪽, 103쪽 A 1 ④ D 4 ④ 본책 104쪽~105쪽 B 2 ② C 3 ② 개에서 개 된 화합물로 공유 결합 화합물이다. HY 1 ㄴ. (가)에서 므로 옥텟 규칙을 만족한다. X 의 가장 바깥 전자 껍질에는 전자가 개 있으 8 ㄷ. 의 원자가 전자는 개로 비활성 기체와 같은 전자 배치를 이루기 위해 전자 X 개가 필요하다. 즉, 원자 개는 각각 전자 5 개를 내놓아 전자쌍 X 개를 만들고, 이 전자쌍을 공유하여 를 2 형성하므로 3 중 결합이 있다. 3 X2 3 에는 ㄱ. X2 는 원자 사이에 전자쌍을 공유하여 결합이 형성 3 2 ㄷ. 가 생성될 때 방출하는 에너지가 보다 크므로 의 결합 에너지가 HX HY 의 결합 에너지보다 크다. HX ㄱ. 는 HY 의 결합 길이에 해당한다. 따라서 는 와 의 원자 반지름의 합에 가깝고, HX r0 주기 원소인 r0 의 원자 반지름 H X 은 주기 원소인 H 의 원자 반지름보다 작으므로 1 의 원자 반지 X X 보다 크다. 2 름은 ㄴ. r0 2 HX 반지름이 의 결합 길이가 의 결합 길이보다 짧으므로 의 원자 의 원자 반지름보다 작다. 따라서 HY 는 주기 할로젠 X 인 플루오린이고, Y 는 X 주기 할로젠인 염소이다. 2 Y 3 3 ㄷ. 금속에 힘을 가하면 힘을 받은 금속 양이온 층은 밀리지 만 이동이 자유로운 자유 전자가 빠르게 이동하여 금속 결합을 유 지하므로 부서지지 않고 변형된다. 즉, (나)의 모형은 금속의 연성 과 전성을 설명할 수 있다. ㄱ. 금속에서 ( )전하를 띤 는 금속 양이온이고, ( ) 전하를 띤 는 자유 전자이다. + A - ㄴ. 금속에 전압을 걸어 주면 금속 양이온은 이동하지 않고 자유 B 전자만 ( )극 쪽으로 이동하면서 전류가 흐른다. + 4 얼음은 분자들이 분자 사이에 작용하는 힘으로 결합한 분자 결정이다. 흑연과 다이아몬드는 탄소 원자의 공유 결합으로 이루 어진 공유 결정이다. 구리는 금속 양이온과 자유 전자가 정전기적 인력으로 결합한 금속 결정이다. 염화 나트륨은 금속의 양이온과 비금속의 음이온이 정전기적 인력으로 결합한 이온 결정이다. 따 라서 에는 얼음이, 에는 다이아몬드나 흑연이, 에는 구리나 염화 나트륨이 해당된다. A B C 1 ⑴  ⑵ ⑶ 2 ⑴ ⑵ 3 ⑴ × ⑵ × ⑶  ⑷  4 ⑴  ⑵ B ⑶ / 436`kJ mol 5 ⑴ ㉠ (금속) 양 74`pm 이온 ㉡ 자유 전자 ⑵ ㉡ 6 ㉠ 있음 ㉡ 없음 ㉢ 있음 ㉣ 없음 × × × 1 ⑴, ⑵ 비금속 원소의 원자들이 공유 결합을 할 때 비활성 기 체와 같은 전자 배치를 갖기 위해 필요한 전자 수만큼의 전자를 내놓아 전자쌍을 만들어 공유한다. ⑶ 두 원자는 결합하는 원자의 종류에 따라 전자쌍을 까지 공유할 수 있다. 1 3 2 ⑴ 에너지가 가장 낮은 지점인 에서 공유 결합이 형성된다. ⑵ 공유 결합이 형성될 때 원자핵 사이의 거리가 결합 길이이다. B 따라서 수소 분자의 결합 길이는 ⑶ 기체 상태의 수소 분자를 기체 상태의 수소 원자로 분리할 때 필요한 에너지가 결합 에너지이다. 따라서 수소 분자의 결합 에너 74`pm 이다. 지는 / 436`kJ mol 이다. 3 ⑴ 공유 결합 물질에서 전자는 두 원자 사이에 공유되거나 특정 원자에 속해 있으므로 공유 결합 물질은 고체 상태와 액체 상태에서 대부분 전기 전도성이 없다. 단, 흑연은 전기 전도성이 있다. ⑵ 나프탈렌과 같은 분자 결정을 이루는 힘은 분자 사이에 작용 하는 힘으로 다른 결정에 비해 약하다. 따라서 분자 결정은 녹는 점이 비교적 낮다. ⑶ 다이아몬드, 석영 등의 원자 결정에서는 원자들이 연속적으로 공유 결합을 형성하여 ⑷ 공유 결합 물질은 이온 결합 물질과 달리 대부분 물에 잘 녹지 처럼 물에 녹아 이온화하는 분자들은 물 않는다. 단, 차원의 그물 구조를 이룬다. , 3 에 잘 녹는다. HCl NH3 4 ⑴ 금속 결합은 금속 원소의 양이온과 자유 전자 사이의 정 전기적 인력에 의한 결합이다. ⑵ 금속에 전압을 걸어 줄 때 금속 양이온은 이동하지 않고 자유 )극 쪽으로 이동하면서 전하를 운반하므로 전류가 흐 전자만 ( 른다. + 5 ⑴ 금속 결정의 모형에서 각 금속 원자에서 나온 전자들은 금속 양이온 사이의 공간에서 자유롭게 움직인다. 따라서 ㉠은 (금속) 양이온이고, ㉡은 자유 전자이다. ⑵ 금속의 광택은 금속 표면에 있는 자유 전자가 빛을 흡수하였 다가 다시 방출하기 때문에 나타난다. 즉, 금속의 광택은 자유 전 자인 ㉡에 의해 나타난다. 6 염화 나트륨은 이온 결정으로 액체 상태에서 전기 전도성이 있다. 포도당은 분자 결정으로 고체 상태와 액체 상태에서 전기 전도성이 없다. 구리는 금속 결정으로 고체 상태와 액체 상태에서 전기 전도성이 있다. 다이아몬드는 공유 결정(원자 결정)으로 고 체 상태와 액체 상태에서 전기 전도성이 없다. 본책 106쪽~108쪽 1 ③ 7 ② 13 ⑤ 2 ⑤ 8 ② 14 ⑤ 3 ① 9 ① 4 ④ 5 ① 6 ③ 10 ③ 11 ⑤ 12 ④ 정답과 해설 55 19_오투과탐(화학1)_정답(48-74)3단원-OK.indd 55 18. 12. 6. 오전 11:53 1 공유 결합 모형과 옥텟 규칙 자료 분석 가장 바깥 전자 껍질의 전자 수: 8 (가) 공유 결합 물질 (나) 공유 전자쌍 수: 비공유 전자쌍 수: 4 0 공유 전자쌍 수: 비공유 전자쌍 수: 2 8 선택지 분석 ㄱ. 공유 결합 물질이다. ㄴ. 공유 전자쌍 수가 이다. (가) , (나) 2 ㄷ. 중심 원자가 옥텟 규칙을 만족한다. 4 4 ㄱ. (가)와 (나) 모두 원자들 사이에 전자쌍을 공유하여 형성된 공 유 결합 물질이다. ㄷ. (가)와 (나) 각각에서 중심 원자는 가장 바깥 전자 껍질에 전자 가 개 있으므로 옥텟 규칙을 만족한다. 8 ㄴ. (가)에서 공유 전자쌍 수는 이고, (나)에서 공유 전 자쌍 수는 이다. 2 2 공유 결합 모형과 옥텟 규칙 자료 분석 4 중 결합 2 중 결합 3 (가) (나) 공유 전자쌍 수: 공유 전자쌍 수: 4 4 선택지 분석 ㄱ. 공유 전자쌍 수는 (가)가 (나)보다 크다. (가)와 (나)가 같다 ㄴ. (가)와 (나)에는 다중 결합이 있다. ㄴ. (가)에는 두 원자 사이에 중 결합이 있고, (나)에는 중 결합 이 있다. 3 ㄷ. (가)에서 모든 원자는 가장 바깥 전자 껍질에 전자가 2 개 존재 하므로 옥텟 규칙을 만족한다. 8 ㄱ. 공유 전자쌍 수는 (가)와 (나)에서 로 같다. 3 공유 결합의 형성과 에너지 4 자료 분석 에 너 지 ( ) kJ mol C 0 A 반발력이 인력보다 우세하게 작용한다. 인력이 반발력보다 우세하게 작용한다. 에너지가 가장 낮은 지점에서 결합이 형성된다. B -436 B 74 원자핵 사이의 거리(pm) 결합 길이 선택지 분석 ㄱ. 수소 분자의 결합 길이는 이다. ㄴ. ㄷ. B 지점에서는 반발력이 작용하지 않는다. 74`pm 지점에서는 반발력보다 인력이 우세하게 작용한다. 반발력 작용한다 인력 C ㄱ. 에너지가 가장 낮은 지점에서 수소 분자가 형성되고, 이때 두 수소 원자핵 사이의 거리가 결합 길이이다. 따라서 수소 분자 B 의 결합 길이는 이다. ㄴ. 74`pm 지점은 인력과 반발력이 균형을 이루어 에너지가 ㄷ. 지점에서는 인력보다 반발력이 우세하게 작용한다. 가장 낮은 지점이다. B C 4 공유 결합의 형성 자료 분석 분자 원자 반지름 ( ) pm 결합 길이 ( ) pm 원소 A B C 71 73 75 주기 원소 중 공유 결합으로 이원자 ), 산 분자를 형성하는 원소는 질소( 2 소( ), 플루오린( )이다. N O F 선택지 분석 결합 에너지 ) / ( kJ mol 159 498 945 142 121 110 원자 반지름: 는 ➡ , 는 , 는 AO2>N2 원자핵 사이의 거리 에 너 지 0 F2 O2 N2 결합 에너지: N2>O2>F2 에너지가 가장 낮은 지점에서 인력과 반발력이 균형을 이루어 공유 결합이 형성된다. ㄱ. 결합 길이는 가 가장 길다. ㄴ. 기체 상태의 분자 N2 몰을 기체 상태의 원자로 만드는 데 필요 F2 한 에너지는 보다 크다. ㄷ. 공유 전자쌍 수는 O2 가 보다 크다. 가 1 F2 N2 가 F2 보다 크므로 기체 상태의 분자 몰을 소금은 이온 결합 물질이고, 설탕은 공유 결합 물질이다. 소금은 ㄴ. 결합 에너지는 액체와 수용액 상태에서 전기 전도성이 있지만, 설탕은 액체와 수 기체 상태의 원자로 만드는 데 필요한 에너지는 가 O2 F2 보다 크다. 1 용액 상태에서 전기 전도성이 없다. 또, 소금에는 나트륨 이온이 ㄷ. 에는 중 결합이 있고, 에는 단일 결합이 있으므로 공유 O2 F2 포함되어 있어 소금은 노란색의 불꽃 반응색을 나타내고, 설탕은 가 F2 보다 크다. 불꽃 반응색을 나타내지 않는다. 따라서 실험 (나)와 (다)로 소금 ㄱ. 결합 길이가 가장 긴 것은 원자핵 사이의 거리가 가 F2 N2 전자쌍 수는 3 N2 장 긴 이다. F2 과 설탕을 구별할 수 있다. 58 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(48-74)3단원-OK.indd 58 18. 12. 6. 오전 11:53 2 공유 결합 모형과 옥텟 규칙 자료 분석 A 산소( ) O 화합물 구성 원소 (가) , ) F B ), A ( OF2 AB2 ( O2F2 A2B2 A ( ) 등 DA B 플루오린( C D 나트륨( ) 마그네슘( ) (나) , Na (다) , Mg (라) , D ) B ( C ) MgO CB NaF ) D B ( MgF2 DB2 선택지 분석 ㄱ. 공유 결합 물질은 ㄴ. 액체 상태에서 전기 전도성이 있는 물질은 2 가지이다. 1 가지 ㄷ. (가)와 (라)에서 각 원자나 이온은 모두 옥텟 규칙을 만족한다. 2 가지이다. 3 가지 선택지 분석 ㄱ. 가 생성될 때 전자는 에서 로 이동한다. ㄴ. AB 와 는 모두 액체 상태에서 전기 전도성이 있다. A B ㄷ. A AB 에서 과 + - 의 전자 배치는 같다. 다르다 ㄱ. AB A 는 금속 원소이고, B 는 비금속 원소이다. 이온 결합 물질인 A 가 생성될 때 전자는 B 에서 로 이동하여 는 양이온이 되 AB 고 는 음이온이 되며, 양이온과 음이온이 정전기적 인력에 의해 A A B 결합한다. B ㄴ. 는 금속 결합 물질이고, 는 이온 결합 물질이므로 모두 AB 액체 상태에서 전기 전도성이 있다. A ㄷ. 는 주기 금속 원소이고, 는 주기 비금속 원소 이므로 A 에서 은 과 전자 배치가 같고, B 3 은 - 과 전 자 배치가 같다. AB Ne B Ar 3 + A ㄷ. (가) (라)에서 각 원자와 이온은 모두 네온과 같은 전자 배치 를 가지므로 옥텟 규칙을 만족한다. ∼ ㄱ. 공유 결합 물질은 비금속 원소로 이루어진 (가) 5 금속 결합 모형과 금속의 성질 자료 분석 지이다. ㄴ. 금속 원소와 비금속 원소로 이루어진 (나), (다), (라)는 이온 결합 물질이므로 액체 상태에서 전기 전도성이 있다. 가 1 3 화학 결합 모형 자료 분석 m+ 2+ m- 2- B B A ) ( OF2 AB2 공유 결합 화합물 Cm+ Am- ( 이온 결합 화합물 MgO CA ) 선택지 분석 ㄱ. 은 이다. 2 ㄴ. 는 이온 결합 화합물이다. 1 ㄷ. 공유 전자쌍 수는 m CB2 가 의 배이다. 는 산소( ), A2 는 플루오린( B2 2 ), 는 마그네슘( )이다. 이 : F 의 개수비로 결합한 이온 결합 화합 Mg C A ㄴ. O 는 B 과 2+ CB2 물이다. C - B ㄷ. 공유 전자쌍 수는 ㄱ. 에서 A2 개를 잃고 A2 의 전자 배치를 가 2 B2 지므로 전하가 CA C 이고, 개를 얻어 Ne 의 전자 배치 이므로 가 의 배이다. 가 1 가 2 , B2 는 전자 2 1 는 전자 2 +2 를 가지므로 전하가 A 이다. 따라서 2 m=2 -2 이다. Ne 4 화학 결합의 종류와 물질의 성질 자료 분석 A A A A A A A A A A A A A A A A A+ B- A+ B- B- A+ B- A+ A+ B- A+ B- B- A+ B- A+ B B B B B B A 금속 결합 물질 AB 이온 결합 물질 B2 공유 결합 물질 ➡ 는 금속 원소이고, 는 비금속 원소이다. A B 금속 A 금속 B 금속 양이온의 전하가 이므로 족 원소이다. +1 금속 양이온의 전하가 이므로 족 원소이다. +2 선택지 분석 1 2 ㄱ. 원자 반지름은 가 보다 크다. A ㄴ. 금속의 녹는점은 B 가 보다 높다. ㄷ. 금속 에 전압을 걸어 주면 자유 전자는 ( A B )극 쪽으로 이동 한다. B + ㄱ. 금속 원자가 전자를 내놓고 금속 양이온과 자유 전자가 되며, 금속 양이온의 전하가 자 수는 이고, 는 는 , +1 의 원자가 전자 수는 가 A B +2 2 기 원소이므로 원자 번호는 B 1 자 번호가 작은 가 B 보다 크다. A 이므로 의 원자가 전 이다. A 와 는 같은 주 보다 크고, 원자 반지름은 원 A B ㄴ. 금속 결합력은 금속 양이온과 자유 전자 사이의 정전기적 인 A B 력에 비례한다. 금속 양이온의 반지름이 작고 전하가 큰 가 보다 금속 결합력이 크므로 금속의 녹는점은 가 보다 높다. B A ㄷ. 금속 B 에 전압을 걸어 주면 자유 전자는 ( A )극 쪽으로 이동 B 하여 전류가 흐른다. + 6 화학 결합의 종류와 물질의 성질 자료 분석 •고체 상태에서 전기 전도성이 있는 것은 (가)이다. , (다이아몬드), 중에서 고체 상태에서 전기 전도성이 있는 것 은 금속인 C , I2 이다. ➡ (가): Mg KCl Mg •화합물은 (다) 가지이다. 가지 이상의 원소로 이루어진 화합물은 Mg 이다. KCl •녹는점은 (나)가 (라)보다 높다. KCl 1 ➡ (다): 2 공유 결정인 ➡ (나): C (다이아몬드)가 분자 결정인 보다 녹는점이 높다. (다이아몬드), (라): C I2 I2 정답과 해설 59 19_오투과탐(화학1)_정답(48-74)3단원-OK.indd 59 18. 12. 6. 오전 11:53 선택지 분석 ㄱ. (가)에는 자유 전자가 있다. ㄴ. (나)는 그물 구조를 이룬다. ㄷ. 액체 상태에서 전기 전도도는 (다)가 (라)보다 크다. ㄱ. (가)는 금속인 이므로 자유 전자가 있다. ㄴ. (나)는 (다이아몬드)이며, 다이아몬드는 Mg 원자가 연속적으 C 로 결합하여 차원적인 그물 구조를 이룬다. C ㄷ. (다)는 이온 결정이고, (라)는 분자 결정이므로 액체 상태에서 3 전기 전도도는 (다)가 (라)보다 크다. 9 화학 결합의 종류와 물질의 성질 자료 분석 족 주기 1 2 13 14 15 16 17 18 1 2 3 A Li D Mg B C N F 선택지 분석 ㄱ. 공유 전자쌍 수는 가 의 배이다. ㄴ. 전기 전도도는 B2 )가 ( C2 ( )보다 크다. 3 7 화학 결합의 종류와 물질의 성질 자료 분석 는 금속 결정, (얼음)은 분자 결정, 은 이온 결정이다. Cu • 중 녹는점은 H2O 가 가장 낮다. NaCl 금속 결정, 분자 결정, 이온 결정 중 녹는점이 가장 낮은 물질은 분자 결정이다. A∼C ➡ (얼음) A : H2O A •고체 상태의 전기 전도도는 이다. 고체 상태에서 전기 전도도는 금속 결정이 이온 결정보다 크다. ➡ B>C , : : B Cu 선택지 분석 C NaCl ㄱ. 는 분자 결정이다. ㄴ. A 에 전압을 걸어 주면 금속 양이온은 ( )극 쪽으로 이동한 B 다. 이동하지 않는다 - ㄷ. 액체 상태에서 전기 전도도는 가 보다 크다. ㄱ. 는 A (얼음)으로 분자 결정이다. C ㄷ. 액체 상태의 전기 전도도는 이온 결정인 A H2O ( )가 분자 결 정인 (얼음))보다 크다. ( H2O ㄴ. 금속 A 에 전압을 걸어 주면 금속 양이온은 거의 제 C NaCl Cu 자리에서 진동 운동만 하며, 자유 전자가 ( )극 쪽으로 이동한다. + 8 화학 결합의 종류와 물질의 성질 자료 분석 이온 전자 배치 , - , 2- , B - C + A 2+ D 6 2 2p 2s 6 2 6 2p 3p 3s , 이다. Cl 2 1s 2 2 1s 2s 족 원소인 족 원소인 17 1 K E 는 는 주기 주기 3 4 D E 선택지 분석 주기 는 는 , 인 A 2 , 원소인 F B 족 원소인 O 족 원소 족 주기 16 2 주기 17 는 2 C Mg 이다. 3 ㄱ. 공유 전자쌍 수는 가 보다 크다. 작다 ㄴ. 녹는점은 가 A2 B2 보다 높다. ㄷ. 는 고체와 액체 상태에서 모두 전기 전도성이 있다. ED CB ㄷ. 와 로 이루어진 안정한 화합물의 화학식을 구성하는 원자 AC D s s C 수는 D 이다. ㄱ. 와 3 의 원자가 전자 수는 각각 , 이므로 에서 각 원 자는 전자쌍 B C 개를 공유하고, B2 원자는 전자쌍 B 개를 공유한다. 따라서 공유 전자쌍 수는 C2 3 의 배이다. 1 ㄴ. ( )는 금속 결정이고, ( )는 금속 원소와 비금속 원소로 3 s 이루어진 고체 상태의 이온 결합 물질이다. 따라서 전기 전도도는 AC D s 에서 각 5 7 C 가 C2 B2 ( )가 ( )보다 크다. D s ㄷ. AC 의 전자 배치를 갖는 s 의 이온은 이고, 의 이온은 - Ne 이다. 2+ 과 2+ - 은 : C 의 개수비로 결합하여 C 를 형성 D DC2 D 하므로 화학식의 구성 원자 수는 D C 이다. 1 2 3 10 화학 결합의 종류와 물질의 성질 자료 분석 얼음 염화 나트륨 흑연 양이온이 존재하는가? 아니요 예 (나) 구성 입자가 분자인가? 아니요 (다) 예 (가) 염화 나트륨(이온 결정) 얼음(분자 결정) 흑연(공유 결정) 선택지 분석 ㄱ. (가)는 이온 결합 물질이다. ㄴ. (다)의 구성 입자는 원자이다. ㄷ. 녹는점은 (나)가 (다)보다 높다. 낮다 ㄱ. (가)는 염화 나트륨( )으로 이온 결합 물질이다. ㄴ. (다)는 흑연이다. 흑연은 각 탄소 원자가 전자쌍을 공유하여 NaCl 결합하므로 구성 입자는 원자이다. ㄷ. (나)는 분자 결정인 얼음이고, (다)는 공유 결정인 흑 연이므로 녹는점은 (나)가 (다)보다 낮다. E ㄴ. 는 이고, 는 이다. 이온의 전하량은 가 11 화학 결합의 종류와 물질의 성질 CB 보다 크고, 화합물을 구성하는 이온들의 반지름은 MgO KCl ED CB 가 자료 분석 ED 보다 작다. 따라서 이온 결합력은 가 CB ED 보다 크므로 녹는점 은 가 보다 높다. CB ED ㄷ. CB 는 금속이므로 고체와 액체 상태에서 모두 전기 전도성이 ED E 있다. ㄱ. 의 원자가 전자 수는 이고, 의 원자가 전자 수는 이므로 A 에는 단일 결합이, 중 결합이 있다. 따라서 B 공유 전자쌍 수는 6 A2 가 A2 B2 에는 7 B2 보다 작다. 2 60 정답과 해설 KF I2 C(다이아몬드) Na 예 (다이아몬드) 공유 결합 물질인가? 아니요 , KF Na 녹는점이 매우 높은가? 아니요 예 힘을 가하면 쉽게 부스러지는가? 아니요 B I2 C KF D Na , I2 C 예 A (다이아몬드) C 19_오투과탐(화학1)_정답(48-74)3단원-OK.indd 60 18. 12. 6. 오전 11:53 선택지 분석 ㄱ. 의 구성 입자는 분자이다. 원자 ㄴ. A 와 에는 금속 양이온이 있다. D ㄷ. 전기 전도도는 C 가 보다 크다. D B ㄴ. 는 금속의 양이온과 비금속의 음이온이 결합한 이온 결합 C 물질이고, 는 금속 양이온과 자유 전자가 결합하여 이루어진 금 속 결합 물질이다. 따라서 D 와 에는 모두 금속 양이온이 있다. ㄷ. 는 금속이고, 는 분자로 이루어진 분자 결정이다. 따라서 D C 전기 전도도는 D 가 B 보다 크다. ㄱ. D 는 공유(원자) 결정으로 구성 입자는 원자이다. B 12 화학 결합의 종류와 물질의 성질 A 자료 분석 (석영) Fe NaCl I2 SiO2 기준 구분 화합물인가? 액체 상태에서 전기 전도성이 있는가? 주어진 물질 중 이다. 2 Ⅰ   Ⅱ \  Ⅲ  \ 가지 이상의 원소로 이루어진 화합물은 Ⅳ \ \ , (석영) NaCl SiO2 NaCl Fe 각각의 기준 Ⅰ Ⅳ에 해당하는 물질은 다음과 같다. 이다. Ⅰ ∼ Ⅱ Fe Ⅲ (석영) SiO2 Ⅳ I2 NaCl 선택지 분석 ㄱ. 은 Ⅰ에 속한다. NaCl ㄴ. Ⅱ에 속하는 물질은 고체 상태에서 전기 전도성이 있다. ㄷ. 녹는점은 Ⅲ에 속하는 물질이 Ⅳ에 속하는 물질보다 높다. 가지 이상의 원소로 이루어진 화합물이면서 액체 2 은 NaCl ㄱ. 상태에서 전기 전도성이 있으므로 Ⅰ에 속한다. ㄴ. Ⅱ에 속하는 물질은 금속 결정인 도성이 있다. ㄷ. Ⅲ에 속하는 물질은 공유(원자) 결정인 속하는 물질은 분자 결정인 이며, 녹는점은 Fe SiO2 다 높다. I2 로 고체 상태에서 전기 전 (석영)이고, Ⅳ에 보 (석영)이 SiO2 I2 액체 상태에서 전기 전도성이 있는 것은 이온 결정인 과 금속 결정인 질은 이다. 결합의 극성 본책 113쪽, 115쪽 1 ⑴  ⑵  ⑶ 2 ㄴ 3 ⑴  ⑵  ⑶ 4 ⑴  ⑵  ⑶ 7 ⑴ × ⑵ × ⑷  5 ⑴ 4 ⑶  × × ⑵ ㉠ ㉡ ⑶ × 6 해설 참조 4 6 4 1 ⑴ 전기 음성도는 공유 결합을 형성한 두 원자가 공유 전자 쌍을 끌어당기는 힘의 크기를 상대적으로 비교하여 정한 값이다. ⑵ 같은 주기에서는 원자 번호가 커질수록 원자 반지름이 작아지 고, 원자가 전자가 느끼는 유효 핵전하가 증가하여 원자핵과 공유 전자쌍 사이의 인력이 커지기 때문에 전기 음성도가 대체로 커진다. ⑶ 같은 족에서는 원자 번호가 커질수록 원자 반지름이 커져 원 자핵과 공유 전자쌍 사이의 인력이 감소하기 때문에 전기 음성도 가 대체로 작아진다. 2 무극성 공유 결합은 전기 음성도가 같은 두 원자 사이의 결합 으로, 전자쌍의 치우침이 생기지 않아 분자 내에서 전하가 고르게 분포하는 결합이다. 따라서 무극성 공유 결합을 포함하고 있는 물 H 원자 사이의 결합은 전자쌍의 치우침이 생기 Cl2 3 ⑴ (가)에서 지 않는 무극성 공유 결합이다. ⑵ (나)에서 전자쌍은 전기 음성도가 큰 로 - ⑶ 결합하는 두 원자 사이의 전기 음성도 차이가 클수록 결합의 이 delta 온성이 증가한다. 따라서 결합의 이온성은 (나)가 (다)보다 작다. 원자는 부분적인 음전하( 원자 쪽으로 치우치므 Cl )를 띤다. Cl 4 ⑴ 루이스 전자점식은 화학 결합을 알아보기 쉽게 나타내기 위한 도구이므로 원자의 루이스 전자점식에서는 원자가 전자만을 점으로 나타낸다. ⑵ 홀전자는 원자가 전자 중 쌍을 이루지 않은 전자로, 원자가 화 학 결합을 할 때 쌍을 이룬다. ⑶ 루이스 구조는 공유 결합을 간단하게 나타내기 위해 공유 전 자쌍은 결합선으로 나타내고, 비공유 전자쌍은 그대로 나타내거 나 생략한 식이다. ⑷ 루이스 구조에서 단일 결합은 결합선 중 결합은 결합선 선 개로, 개로 나타낸다. 1 2 개로, 중 결합은 결합 2 3 3 5 ⑴ (가)에서 공유 결합에 관여하지 않고 자쌍이 비공유 전자쌍이다. 따라서 비공유 전자쌍 수는 ⑵ (가)에서 중심 원자인 전자쌍은 두 원자가 같은 개수만큼 내놓은 전자로 만들므로 주위에는 공유 전자쌍이 총 4 4 O C 이다. 에만 속해 있는 전 개 있고, 의 원자가 전자 수는 ⑶ (나)에서 공유 전자쌍 수는 총 이고, O 4 4 6 ⑴ 질소는 원자가 전자 수가 가 이므로 암모니아( 쌍 개가 있다. 1 1 의 원자가 전자 수는 이다. C 이다. 6 이고, 수소는 원자가 전자 수 )에는 공유 전자쌍 개와 비공유 전자 5 NH3 3 정답과 해설 61 19_오투과탐(화학1)_정답(48-74)3단원-OK.indd 61 18. 12. 6. 오전 11:53 ⑵ 칼슘 원자에서 산소 원자로 전자 ( )과 산화 이온( Li H - NH H H OH H 개가 이동하여 칼슘 이온 Ca 2 O 2+ + F OH NH )을 형성한 후 결합하여 산화 칼슘( 2- H H ) 2- 2+ Ca 을 생성한다. O - 물질 루이스 전자점식 + F Li H NH ⑴ 암모니아 ( H NH3 - H F ) - NH + Li H + 2+ Ca 2- O OH ⑵ 산화 칼슘 ( H OH 2+ Ca H O ) CaO 2- 2+ F )은 마그네슘( Li 7 ⑴ 마그네슘 이온( Mg 를 잃고 형성된 이온이므로 마그네슘 원자보다 전자 ⑵ 산화 이온( 온이고, 가장 바깥 전자 껍질의 전자 수가 2 8 ) 원자가 전자 )은 산소( 이다. Mg O O 2- 2- 2+ Ca ) 원자가 전자 O 개 개가 적다. 2 개를 얻어 형성된 이 2 이므로 산소 원자의 원자가 전자 수는 ⑶ 마그네슘 이온과 산화 이온은 모두 가장 바깥 전자 껍질의 전 자 수가 이므로 옥텟 규칙을 만족한다. 6 4 (나)에서 (가)에서 의 원자가 전자 수는 , 의 원자가 전자 수는 , 의 원자가 전자 수는 A B 이므로 6 는 산소( ), 는 탄소 4 CaO ( ), 는 플루오린( C )이다. C ㄴ. (가)에서 공유 전자쌍 수는 C F A 7 이고, (나)에서 공유 전자쌍 수는 O B 이므로 공유 전자쌍 수는 (가)에서가 (나)에서의 배이다. 4 ㄱ. 2 서는 원자 번호가 커질수록 전기 음성도가 대체로 커지므로 BD A B>D C B D 3 2 4 주기 같은 족에서는 원자 번호가 커질수록 전기 음성도가 작아진다. 전 기 음 성 도 4 3 2 1 0 선택지 분석 진다. ㄷ. 쌍극자 모멘트는 가 D 보다 크다. 작다 B A2 BC ㄱ. , , 는 같은 족 원소이고, 같은 족에서 원자 번호가 커질 수록 전기 음성도가 작아진다. A B C ㄴ. 같은 주기에서는 원자 번호가 커질수록 전기 음성도가 커진 다. 따라서 주기에 속하는 와 에서 원자가 전자 수는 가 보다 크다. 3 ㄷ. B D B D 는 같은 종류의 원자 사이의 결합에 의해 형성되 므로 무극성 공유 결합을 한다. 또, A2 는 서로 다른 종류의 원자 사이의 결합에 의해 형성되므로 극성 공유 결합을 한다. 따라서 BC 쌍극자 모멘트는 가 보다 크다. BC A2 2 전기 음성도의 주기성 선택지 분석 ㄱ. 중 원자가 전자 수는 가 가장 작다. ㄴ. 는 쌍극자 모멘트가 A 이다. ㄷ. 에서 원자는 부분적인 양전하( 0 )를 띤다. A∼E C2 DE2 D + delta 62 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(48-74)3단원-OK.indd 62 18. 12. 6. 오전 11:53 ㄱ. 같은 주기에서는 원자 번호가 커질수록 대체로 전기 음성도가 5 결합의 극성과 쌍극자 모멘트 커지므로 주어진 원소의 원자 번호는 이다. 자료 분석 따라서 원자가 전자 수는 가 가장 작다. AD 원자는 부분적인 양전하( )를 띤다. E D + delta 3 전기 음성도의 주기성 자료 분석 같은 주기에서는 원자 번호가 커질수록, 같은 족에서는 원자 번호가 의 전기 음성도 작을수록 전기 음성도가 커진다. ➡ 는 이다. , , , F Na Mg O F>O>Mg>Na 전 기 음 성 도 4.0 3.5 1.2 0.9 0 A B Na Mg C O D F 선택지 분석 ㄱ. 와 가 결합한 화합물의 화학식은 이다. ㄴ. A 와 D 가 결합한 화합물은 공유 결합 화합물이다. AD 이온 ㄷ. D 에는 B C2 는 1 , 개의 공유 전자쌍이 있다. 2 개 ㄱ. 는 이므로 와 가 결합한 화합물의 화학식은 A ( Na D )이다. F A D AD NaF ㄴ. 는 , 는 이므로 와 가 결합한 화합물은 Mg 이온 결합 화합물이다. B D F B D 4 전기 음성도의 주기성 자료 분석 원자 반지름은 같은 주기에서는 원자 번호가 커질수록 작아지고, 같은 족에 서는 원자 번호가 커질수록 커진다. ➡ 원자 반지름: K>S>Cl •원자 반지름: •전기 음성도: X>Y 전기 음성도는 같은 주기에서는 원자 번호가 커질수록, 같은 족에서는 원자 번호가 작을수록 대체로 커진다. ➡ 전기 음성도: Z>Y • 는 , 는 , 는 이다. Cl>S>K Y X S K 선택지 분석 Z Cl ㄱ. 와 의 원자가 전자 수의 차는 이다. ㄴ. Z YZ2 ㄷ. 화합물 X 에는 극성 공유 결합이 있다. 6 에서 결합의 이온성은 이다. % 이상 ㄱ. 의 원자가 전자 수는 이고, XZ 50` 0 의 원자가 전자 수는 이다. Z 따라서 와 의 원자가 전자 수의 차는 7 X 이다. 1 ㄴ. Z 에는 전기 음성도가 다른 YZ2 공유 결합이 있다. X Y Z 원자와 6 원자 사이의 극성 ㄷ. 화합물 는 금속 원소와 비금속 원소로 이루어진 이온 결합 물질이므로 결합의 이온성이 XZ % 이상이다. 50` d+ d- X X X Y Z+ Y- (가) 무극성 공유 결합 (나) 극성 공유 결합 (다) 이온 결합 선택지 분석 ㄱ. (가)에서 원자 사이의 결합은 무극성 공유 결합이다. ㄴ. 결합의 쌍극자 모멘트는 (나)가 (가)보다 크다. X ㄷ. 결합의 이온성은 (다)가 (나)보다 크다. ㄱ. (가)에서 원자 사이의 결합은 같은 종류의 원자 사이의 결 합이므로 무극성 공유 결합이다. X ㄴ. (가)는 무극성 공유 결합을 하므로 결합의 쌍극자 모멘트가 이다. (나)는 부분적인 전하를 띠므로 극성 공유 결합을 하며, 결 0 이 아니다. 따라서 결합의 쌍극자 모멘트 합의 쌍극자 모멘트가 는 (나)가 (가)보다 크다. 0 ㄷ. (다)는 양이온과 음이온이 결합한 이온 결합 물질이다. 따라서 결합의 이온성은 (다)가 (나)보다 크다. 6 결합의 극성과 쌍극자 모멘트 자료 분석 핵 전자 분포 d+ d- (가) 무극성 공유 결합 (나) 극성 공유 결합 (다) 이온 결합 원자 전자 배치 H A 1 1s Na B 6 2 2p 2s 1 3s 2 1s C 6 2 2 2p 2s 1s Cl 5 2 3p 3s ㄷ. AC 에서 는 부분적인 음전하( )를 띤다. ( ) 전하 - ㄱ. BC delta 는 전기 음성도가 같은 비금속 원소의 원자가 결합한 것이 B + 므로 (가)와 같은 무극성 공유 결합을 한다. C2 ㄴ. 는 이므로 (나)와 같은 극성 공유 결합을 한다. ㄷ. ( AC )에서 HCl ( )는 ( )전하를 띤다. BC NaCl + 7 전기 음성도와 쌍극자 모멘트 Na B 자료 분석 부분 전하의 크기 (상댓값) 0.4 0.2 0 AC HF 화합물 결합 길이 ( ) pm AB BC HCl ClF 1.0 전기 음성도 차이 2.0 AB AC BC 128 93 163 원자 반지름은 는 는 이고, 결합 길이가 가장 긴 Cl>F>H 는 , 는 , HF H 선택지 분석 ➡ AC A 이다. Cl B C F 이므로 결합 길이가 가장 짧은 는 이다. BC ClF ㄱ. 는 공유 결합 화합물이다. ㄴ. 쌍극자 모멘트는 AC 이다. ㄷ. 전기 음성도는 AC>AB 이다. C>A>B C>B>A ㄷ. 는 로 비활성 기체의 전자 배치를 갖기 위해 전자 개가 선택지 분석 C O 필요하므로 에는 중 결합이 있다. 즉, 개의 공유 전자쌍이 2 ㄱ. 는 (가)와 같은 결합을 한다. 있다. C2 2 2 ㄴ. C2 는 (다)와 같은 결합을 한다. (나) 정답과 해설 63 19_오투과탐(화학1)_정답(48-74)3단원-OK.indd 63 18. 12. 6. 오전 11:53 ㄱ. 는 로 비금속 원소들이 결합하여 형성된 물질이므로 ㄷ. 두 화합물 모두 중심 원자인 원자에 비공유 전자쌍이 개 공유 결합 화합물이다. AC HF 씩 있다. O ㄴ. 와 의 쌍극자 모멘트의 상댓값은 각각 약 ㄴ. 전기 음성도는 이므로 는 이다. 따라서 쌍극자 모멘트는 부분적인 음전하( )를 띠고, H2O 에서는 부분적인 양전하( O 띤다. - delta F>O>H OF2 0.4\93= AC> 2 에서는 )를 + delta AC , 약 이다. AB 0.2\128=25.6 ㄷ. 전기 음성도는 37.2 AB 8 원자의 루이스 전자점식 자료 분석 ( ) ( ) ( )이다. C F >B Cl >A H X 원자가 전자 수 ➡ 질소( ) X 5 Y Z YX 원자가 전자 수 ➡ 산소( ) Y 6 Z Z 원자가 전자 수 ) ➡ 플루오린( 7 N O F 선택지 분석 ㄱ. 공유 전자쌍 수는 가 보다 크다. ㄴ. 에서 와 X2 는 무극성 공유 결합을 한다. Y2 극성 ㄷ. 결합의 극성은 YZ2 Y Z 가 보다 크다. ㄱ. 의 원자가 전자 수는 X-Z Y-Z 이므로 가 비활성 기체와 같은 전 X 자 배치를 갖기 위해 필요한 전자 수는 X 이다. 따라서 에는 5 중 결합이 있다. Y 체와 같은 전자 배치를 갖기 위해 필요한 전자 수는 Y 의 원자가 전자 수는 3 6 이므로 X2 가 비활성 기 3 이다. 따라 서 에는 중 결합이 있고, 공유 전자쌍 수는 가 보다 크다. ㄷ. 전기 음성도는 Y2 X2 이므로 두 원자의 전기 음성도 차이 2 Y2 는 Z>Y>X 보다 크다. 따라서 결합의 극성은 가 2 가 X-Z 보다 크다. Y-Z Y-Z ㄴ. 에서 와 사이의 결합은 서로 전기 음성도가 다른 두 원자 사이의 결합으로 극성 공유 결합이다. Y Z YZ2 9 분자의 루이스 전자점식 자료 분석 비공유 전자쌍: 개 H NH H 공유 전자쌍: 개 1 3 선택지 분석 ① ④ 1 4 에서 두 원자 사이의 결합에 관여하는 전자쌍 수는 ② ⑤ 2 6 ③ 3 NH3 10 분자의 루이스 전자점식 자료 분석 - + delta delta OH H + delta + delta OF F - delta - delta 11 분자의 루이스 구조 선택지 분석 ㄱ. (다)는 이온 결합 물질이다. 공유 ㄴ. 결합의 극성은 (가)가 (나)보다 크다. ㄷ. 분자에 있는 비공유 전자쌍 수는 (나)가 (가)보다 크다. (가)와 (나)가 같다 ㄴ. 전기 음성도는 이므로 두 원자의 전기 음성도 차 이는 (가)가 (나)보다 크다. 따라서 결합의 극성은 (가)가 (나)보다 Cl>Br>H 크다. 성된 공유 결합 물질이다. ㄱ. (다)는 비금속 원소의 원자가 전자쌍을 공유하여 형 ㄷ. 원자는 원자가 전자 수가 이고, 와 은 원자가 전자 H 수가 이다. 분자를 형성할 때 와 에는 비공유 전자쌍이 7 Br 전자쌍 수는 (가)와 (나)가 같다. 3 Cl Br 에는 비공유 전자쌍이 없고, 1 H Cl 개씩 있으므로 분자에 있는 비공유 12 분자의 루이스 구조 X-Z 자료 분석 H X H (가) H H H H Y H (나) Z H H (다) 이다. 중심 원자의 원자가 전자 수는 ➡ 원자 번호는 , 이므로 전기 음성도는 가 가 , 가 X 4 Y 5 Z 6 이다. XX 중 결합이 있다. 이다. 3 음성도는 2 ㄴ. ㄷ. 결합의 극성은 Y2 3 가 보다 크다. 작다 ㄱ. 주기 원소인 H-X 와 H-Z 의 원자 번호는 가 보다 크므로 전기 X 이다. Y Y X 의 원자가 전자 수는 Y>X 이므로 가 옥텟 규칙을 만족하기 위해 필요한 전자 수는 Y 이다. 따라서 5 에는 중 결합이 있다. ㄷ. 전기 음성도는 3 이므로 결합의 극성은 3 가 보다 작다. Z>X H-X Y Y2 H-Z 13 분자의 루이스 구조와 쌍극자 모멘트 • 두 화합물 모두 서로 다른 원자가 공유 결합을 하고 있다. ➡ 극성 공유 결합이 • 전기 음성도는 이다. ➡ 에서는 부분적인 양전하( F>O>H 는 H2O )를 띤다. - delta 에서는 부분적인 음전하( )를 띠 자료 분석 있다. 지만, OF2 선택지 분석 O + delta ㄱ. 극성 공유 결합이 있다. ㄴ. 산소 원자는 부분적인 음전하( )를 띤다. - ㄷ. 중심 원자에 비공유 전자쌍이 있다. delta 만 해당 H2O ㄱ. 두 화합물 모두 서로 다른 원자가 공유 결합을 하고 있으므로 극성 공유 결합이 있다. 화합물 분자식 비공유 전자쌍 수 (가) (나) (다) XH4 YH3 X2H2 0 1 0 • (가)에서 중심 원자 에 결합한 원자 수가 이므로 공유 전자쌍 수는 이고, 비 공유 전자쌍이 없으므로 X • (나)에서 중심 원자 의 원자가 전자 수는 Y H 의 원자가 전자 수는 4 원자 수가 는 질소( 는 탄소( 이다. ➡ )이다. 4 이고, 비공유 전자쌍 수가 4 )이다. 3 X C 1 이므로 Y N 에 결합한 X 이다. ➡ H Y 5 64 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(48-74)3단원-OK.indd 64 18. 12. 6. 오전 11:53 선택지 분석 ㄱ. (가)에서 는 부분적인 양전하( )를 띤다. 부분적인 음전하( ㄴ. 전기 음성도는 X 이다. ㄷ. (다)에는 Y>X 중 결합이 있다. + delta 2 ㄷ. ㄴ. 주기 원소인 ( )와 ( )에서 원자 번호는 가 보다 크 3 X 므로 전기 음성도는 C Y N 이다. Y X 는 탄소( )이므로 화합물 (다)의 화학식은 Y>X 로 루이스 구조는 X C 이다. 따라서 (다)에는 중 결합이 있다. C2H2 H-C/=_C-H ㄱ. 전기 음성도는 ( )가 보다 크므로 (가)에서 는 3 부분적인 음전하( X )를 띤다. C H X - delta ㄴ. 의 전기 음성도는 이므로 결합의 쌍극자 모 ) - delta 가 멘트는 X∼Z HX HY ㄷ. 전기 음성도는 보다 크다. X>Y>Z 이므로 에서 전자쌍은 원자 쪽에 치우친다. 따라서 Z>H 는 부분적인 음전하( HZ )를 띤다. Z - 의 원자 번호가 가장 작으므로 원자 반지 delta ㄱ. Z 중 X∼Z 가 가장 작다. X 름은 X 3 전기 음성도의 주기성 자료 분석 전기 음성도 차이 |a-c| |a-e| |b-c| |b-d| |d-e| 1.0 주어진 원소 , 는 ➡ , , 는 N B , , F O Mg 0.5 , 는 Na C , Mg D F A N 선택지 분석 2.8 의 전기 음성도는 , 는 는 Na E O 0.3 2.6 이다. 이다. F>O>N>Mg>Na 1 ③ 7 ② 2 ④ 8 ③ 3 ② 9 ④ 4 ③ 5 ② 6 ② 10 ① 11 ④ 12 ① B 한다. E 1 1 본책 121쪽~123쪽 ㄱ. 의 전기 음성도는 이다. a ㄴ. N 와 는 : 의 개수비로 결합하여 안정한 화합물을 형성 c 1 전기 음성도와 결합의 극성 자료 분석 원소 a-b a b 선택지 분석 A Na N B S C D F 0 1 1 2 5 3 4 6 2 6 7 1 ㄱ. 전기 음성도가 가장 큰 원소는 이다. ㄴ. D 에는 무극성 공유 결합이 있다. ㄷ. 결합의 이온성은 B2 이 보다 크다. 작다 BD3 ㄱ. 주어진 원소 중 전기 음성도가 가장 큰 원소는 A2C ( )이다. )에는 같은 종류의 두 원자 사이의 결합인 무극성 공유 D F ㄴ. ( B2 N2 결합이 있다. ㄷ. )은 비금속 원소의 원자가 결합한 공유 결 합 물질이고, )는 금속 원소와 비금속 원소가 결합한 이온 결합 물질이므로 결합의 이온성은 이 보다 작다. ( NF3 BD3 ( Na2S A2C BD3 A2C 2 전기 음성도와 결합의 극성 자료 분석 전 기 음 성 도 차 이 0.9 0.7 0.3 0 HX HY • 전기 음성도 차이가 클수록 할로 젠의 전기 음성도가 크다. ➡ 전기 음성도: HZ X>Y>Z • 할로젠에서 원자 번호가 커질수 록 전기 음성도가 작아진다. ➡ 원자 번호: XO>N>Mg>Na , |a-c|=1.0 |a-e|=0.5 , , c=3.0 a=4.0 이므 , 이므로 |d-e|=2.6 b=0.2 의 조건을 만족하지 못하므로 c e=3.5 로 N e 가 되고, O |b-c|=2.8 가 된다. 그런데 d=0.9 의 전기 음성도는 a 의 전기 음성도가 F 가 아니다. |b-d| N 는 , 는 F 가 되고, e a 라면 이므로 , c |a-e|=0.5 |a-c|=1.0 , , 의 전기 음성도이다. 따라서 e=3.5 a=3.0 c=4.0 이므로 , |d-e|=2.6 이다. , O |b-c|=2.8 는 의 조건을 만족한다. b=1.2 는 , 이므로 는 가 되어 d=0.9 따라서 A 는 ㄴ. 는 |b-d|=0.3 는 , N Mg B 는 이고, C F 이므로 , D 와 Na 는 E : 의 개수비로 결합 O Mg 하여 이온 결합 물질인 E B O ( B )를 형성한다. 1 E 1 ㄱ. MgO 의 전기 음성도는 BE 이다. ㄷ. a 과 같은 전자 배치를 갖는 N 의 이온 중 원자핵의 전 하량이 가장 큰 원소는 Ne 이므로 이온 반지름이 가장 작은 원소 A∼E 는 이다. Mg B 4 결합의 극성과 쌍극자 모멘트 자료 분석 전하가 고르게 분포 되어 있다. 원자는 부분적인 음전하( ) - delta 를 띤다. A ➡ 전기 음성도: d- A d+ B A>B A A (가) 무극성 공유 결합 (나) 극성 공유 결합 선택지 분석 ㄱ. 중 원자 반지름은 가 가장 크다. 작다 ㄴ.결합의 쌍극자 모멘트는 X∼Z X 가 보다 크다. ㄷ. 에서 는 부분적인 음전하( HX HY - )를 띤다. HZ Z delta 선택지 분석 ㄱ. (가)에는 무극성 공유 결합이 있다. ㄴ. 전기 음성도는 가 보다 크다. ㄷ. 은 (나)와 같은 결합을 한다. (가) A B F2 19_오투과탐(화학1)_정답(48-74)3단원-OK.indd 65 18. 12. 6. 오전 11:54 정답과 해설 65 ㄱ. (가)는 같은 종류의 두 원자가 공유 결합을 하고 있으므로 무 ㄱ. 할로젠화 수소에서 결합 길이가 길수록 할로젠의 원 극성 공유 결합이 있다. 자 반지름이 크고, 할로젠의 원자 반지름이 클수록 원자량이 커지 ㄴ. (나)에서 원자는 부분적인 음전하( )를 띠므로 전기 음성 므로 분자량은 가 보다 작다. 도는 가 A 보다 크다. ㄷ. 성분 원소의 전기 음성도 차이는 A B 가 보다 작으므로 결합의 A B ㄷ. 은 같은 종류의 원자가 결합하여 형성되므로 (가) 쌍극자 모멘트는 가 보다 작다. C B - delta 와 같은 무극성 공유 결합을 한다. F2 5 전기 음성도와 쌍극자 모멘트 자료 분석 | 가설 | | 활동 | • 극성 공유 결합에서 ㉠ 전기 음성도가 더 큰 원자가 부분적인 음전하( )를 띤다. • , , 의 전기 음성도를 찾아 크기를 비교한다. H • F , Cl , 의 부분적인 양전하( )와 부분적인 음전하( - delta )가 - delta + delta HF 표시된 그림을 찾는다. HCl ClF | 결과 | • 전기 음성도의 크기: • , , 에서 F>Cl>H + 와 - 가 표시된 그림 HF HCl d+ H ClF F d- delta d+ delta H Cl d- d+ d- Cl F 선택지 분석 )를 띤다. ① 크기가 더 작은 원자가 부분적인 양전하( delta ② 전기 음성도가 더 큰 원자가 부분적인 음전하( - delta ③ 는 어떤 원자와 결합하여도 부분적인 음전하( ④ 원자 간 원자량 차이가 커지면 전기 음성도 차이는 커진다. ⑤ 전기 음성도의 차이가 커지면 부분적인 전하의 크기는 작아 )를 띤다. )를 띤다. Cl delta + - 진다. - ① delta ② 전기 음성도는 이고, , , 에서 와 + 가 표시된 그림을 통해 전기 음성도가 더 큰 원자가 부분적인 F>Cl>H HCl ClF HF delta - delta 음전하( )를 띤다는 것을 알 수 있다. 에서 크기가 더 큰 가 부분적인 양전하( Cl 가 ClF 과 결합하면 부분적인 양전하( 띤다. ③ + ④ 자료에는 원자량이 제시되어 있지 않다. delta ⑤ 자료에는 부분적인 전하의 크기가 제시되어 있지 않다. )를 띤다. Cl F 6 전기 음성도의 주기성 자료 분석 화합물 결합 길이 ( ) 성분 원소의 전기 음성도 차이 pm 92 130 140 1.9 0.9 x <0.9 , 의 원자 반지름이 커 의 원자 반지름이 커질수록 원자 번호가 커지므로 전기 음성도가 작아진다. 는 할로젠)에서 결합 길이가 길수록 H-X X X A B C 할로젠화 수소( 진다. ➡ X 선택지 분석 ㄱ. 분자량은 가 보다 크다. 작다 ㄴ. A 이다. B ㄷ. 결합의 쌍극자 모멘트는 x<0.9 가 보다 크다. 작다 C B C 7 결합의 이온성 자료 분석 B 결 합 의 이 온 성 ( ) % 100 75 50 25 BCl BF % 이 는 이 결합의 이온성이 , 상이므로 온 결합 물질이다. ➡ BCl 는 금속 원소이다. 50 BF B ACl AF 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 전기 음성도 차이 결합의 이온성이 결합이 있는 화합물이다. ➡ % 미만인 50 , 는 극성 공유 는 비금속 원소이다. ACl AF A 선택지 분석 ㄱ. 전기 음성도는 가 보다 작다. 크다 ㄴ. B 에는 무극성 공유 결합이 있다. A 극성 ㄷ. ACl 는 이온 결합 물질이다. BA ㄷ. 결합의 이온성이 % 미만인 과 에는 극성 공유 결 합이 있으므로 ACl 는 비금속 원소이다. 또, 결합의 이온성이 AF 50 이상인 과 A 는 이온 결합 물질이므로 % 는 금속 원소이다. 50 따라서 BCl 는 금속 원소와 비금속 원소로 이루어진 이온 결합 물 BF B 질이다. BA ㄱ. 와 에서 두 원자 사이의 전기 음성도 차이는 BF 이므로 전기 음성도는 AF 가 보다 크다. BF>AF ㄴ. 에서 결합의 이온성이 A B 보다 크고 %보다 작으므로 ACl 에는 극성 공유 결합이 있다. 0 50 )를 + delta ACl 8 전자 배치 모형과 결합의 극성 자료 분석 주기 족 원소( ) 3 1 Na 주기 족 원소( ) 주기 족 원소( ) 2 16 O 2 17 F A B C A2B BC2 금속 원소와 비금속 원소로 이루어진 이온 결합 물질 비금속 원소의 원자가 결합한 공유 결합 물질 선택지 분석 ㄱ. ㄴ. A2B BC2 와 에서 모든 원자는 옥텟 규칙을 만족한다. 에는 극성 공유 결합이 있다. BC2 ㄷ. 결합의 이온성은 가 보다 크다. 작다 ㄱ. 와 텟 규칙을 만족한다. A2B BC2 BC2 A2B 에서 모든 원자의 전자 배치는 과 같으므로 옥 Ne ㄴ. 에서 원자와 원자 사이의 결합은 전기 음성도가 다 C 른 두 원자 사이의 결합으로 극성 공유 결합이다. B BC2 ㄴ. 를 구성하는 할로젠의 원자 번호는 를 구성하는 할로젠의 ㄷ. 는 주기 족 원소로 금속 원소이고, 와 는 각각 원자 번호보다 크다. 따라서 성분 원소의 전기 음성도 차이는 B C A 주기 비금속 원소이므로 1 3 는 이온 결합 물질이고, B C 유 결합 물질이다. 따라서 결합의 이온성은 2 A2B 가 는 공 C BC2 보다 작다. BC2 A2B 가 보다 작으므로 이다. B x<0.9 66 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(48-74)3단원-OK.indd 66 18. 12. 6. 오전 11:54 9 분자의 루이스 구조 자료 분석 에는 공유 전자쌍이 비공유 전자쌍이 없다. X 4 의 원자가 전자 수: ➡ 개 있으므로 선택지 분석 ㄱ. 전기 음성도는 가 보다 크다. 작다 A ㄴ. (다)에는 무극성 공유 결합이 있다. B ㄷ. 비공유 전자쌍 수는 (가)가 (나)의 배이다. X H YX (가) 4 H Z X (나) H 에는 공유 전자쌍이 비공유 전자쌍이 Z ➡ 2 의 원자가 전자 수: 2 개 있으므로 개 있어야 한다. 루이스 전자점식으로부터 원자가 전자 수를 유추해 보면 는 질 2 소( ), 는 산소( ), 는 수소( )이다. A 6 ㄴ. (다)는 N B O 원자 개가 결합한 이원자 분자이므로 무극성 공유 H C B 결합이 있다. 2 ㄷ. (가)는 로 비공유 전자쌍 수는 이고, (나)는 로 비 공유 전자쌍 수는 H2O 이다. 따라서 비공유 전자쌍 수는 (가)가 (나) NH3 2 의 배이다. 1 ㄱ. 전기 음성도는 2 A 12 분자의 루이스 전자점식 자료 분석 ( )가 ( )보다 작다. N B O 원자가 전자 수: ➡ 질소( ) 5 원자가 전자 수: ) ➡ 플루오린( 7 N CBA EAD F 원자가 전자 수: ➡ 탄소( ) 4 C 선택지 분석 원자가 전자 수: ➡ 수소( ) 1 H 원자가 전자 수: ➡ 산소( ) 6 O ㄱ. 두 분자 모두 극성 공유 결합이 있다. ㄴ. 두 분자에서 는 모두 부분적인 음전하( )를 띤다. - ㄷ. 바닥상태인 A 의 오비탈에 들어 있는 전자 수는 delta D 원자가 전자 수가 p 는 는 A 이므로 수소( )이다. C 산소( 1 O ㄱ. 이므로 질소( ), 는 는 ), 5 D H B N 이므로 플루오린( 4 F 7 E 6 와 는 모두 서로 다른 원자들의 결합으로 이루어 이다. 5 이므로 탄소( 7 ), ), 는 C 이므로 져 있으므로 두 분자 모두 극성 공유 결합이 있다. DAE ABC ㄴ. 같은 주기에서는 원자 번호가 클수록 전기 음성도가 대체로 커지므로 전기 음성도는 이다. 따라서 에서 는 부분적인 음전하( )를 띠고, D>E>A>B - 에서 는 부 ABC 분적인 양전하( A )를 띤다. delta + DAE A ㄷ. 는 주기 원소이고 원자가 전자 수가 delta 이므로 바닥상태의 전자 배치는 D 2 이다. 수는 2 2 2s 1s 5 2p 5 이다. 따라서 오비탈에 들어 있는 전자 7 p 에는 공유 전자쌍이 Z 개 있으므로 비공유 전자쌍이 Y ➡ 3 의 원자가 전자 수: 1 개 있어야 한다. Y 5 선택지 분석 ㄱ. 공유 전자쌍 수는 (가)가 (나)보다 크다. (가)와 (나)가 같다 ㄴ. 비공유 전자쌍 수는 (나)가 (가)보다 크다. ㄷ. (가)와 (나)에는 모두 극성 공유 결합이 있다. ㄴ. (가)는 원자에 비공유 전자쌍이 개 있고, (나)는 원자에 비공유 전자쌍이 Y 개 있다. 따라서 비공유 전자쌍 수는 (나)가 Z 1 (가)보다 크다. 2 ㄷ. (가)와 (나)에는 서로 다른 두 원자 사이의 공유 결합이 있으므 로 모두 극성 공유 결합이 있다. ㄱ. 공유 전자쌍 수는 (가)와 (나)가 로 같다. 10 화학 결합 모형과 결합의 극성 자료 분석 4 (가) (나) 는 수소( A2BC ), 는 탄소( ), 는 산소( ), ABD 는 질소( )이다. A H B C C O D N 선택지 분석 ㄱ. 전기 음성도는 가 보다 크다. ㄴ. 비공유 전자쌍 수 C 공유 전자쌍 수 D 는 (나)가 (가)보다 크다. 작다 ㄷ. (가)와 (나)에는 모두 무극성 공유 결합이 있다. 없다 ㄱ. 는 산소( )이고, 는 질소( )이므로 전기 음성도는 가 C 보다 크다. O D N C D ㄴ. (가)에서 공유 전자쌍 수는 이고, 비공유 전자쌍 수 는 이다. (나)에서 공유 전자쌍 수는 이고, 비공유 전자쌍 수는 4 2 이다. 따라서 비공유 전자쌍 수 공유 전자쌍 수 4 는 (나)가 (가)보다 작다. 1 ㄷ. (가)와 (나)에서 두 원자 사이의 공유 결합은 모두 서로 다른 원자 사이의 결합이므로 모두 극성 공유 결합이다. 11 화학 결합 모형과 결합의 극성 자료 분석 는 질소( )이다. ( A H ), 는 산소( ), 는 수소 N B O C + - 물질 구성 원자 수 A B (가) (나) (다) 0 1 1 0 2 C 2 3 0 + AC4 BC- •(가)는 •(나)는 •(다)는 원자와 원자와 원자 원자가 결합한 원자가 결합한 O 개가 결합한 H H2O NH3 이다. 0 이다. 이다. 2 O2 H N O 19_오투과탐(화학1)_정답(48-74)3단원-OK.indd 67 18. 12. 6. 오전 11:54 정답과 해설 67 분자의 구조와 성질 본책 125쪽, 127쪽 1 ⑴  ⑵ ⑶  2 ⑴  ⑵  ⑶ 3 ⑴ 정사면체 ⑵ 삼각뿔형 ⑶ 크다 4 ⑴ × ⑵  ⑶ × 5 ⑴ ㄴ, ㄷ, ㄹ ⑵ ㄱ, ㅁ ⑶ ㄱ, ㅁ 6 ⑴ × ⑵ × ⑶  7 ⑴ (나), (다) ⑵ (나) 수소( ), (다) 수소( ) × × H H 1 ⑴, ⑵ 전자쌍들은 같은 ( - 장 멀리 떨어져 있으려 하므로 중심 원자 주위에 있는 전자쌍 수 )전하를 띠고 있어 가능한 한 가 에 따라 전자쌍의 배열이 다르다. ⑶ 분자의 구조에 따라 결합각은 서로 다르다. 2 ⑴ 풍선 모형에서 풍선은 전자쌍을 비유한 것이다. ⑵ (가)에서 전자쌍의 배열이 직선형이므로 중심 원자에 있는 전 자쌍 수는 ⑶ 전자쌍의 배열이 (나)에서는 평면 삼각형이고, (다)에서는 정 로 사면체이므로 중심 원자에 있는 전자쌍 수는 (나)가 , (다)가 이다. 2 (나)가 (다)보다 작다. 3 4 3 ⑴ 중심 원자의 공유 전자쌍 수가 자 수가 인 분자에서는 반발하는 전자쌍의 위치가 4 , 중심 원자에 결합한 원 군데이므로 4 에서 중심 원자인 전자쌍은 정사면체로 배열한다. 따라서 분자 구조는 정사면체이다. ⑵ NF3 비공유 전자쌍 개가 있다. 비공유 전자쌍과 공유 전자쌍 사이의 원자 주위에는 공유 전자쌍 개, N 4 3 반발력은 공유 전자쌍과 공유 전자쌍 사이의 반발력보다 크므로 1 의 분자 구조는 삼각뿔형이다. 의 분자 구조는 삼각뿔형으로 결합각은 NF3 ⑶ 의 분자 구조는 굽은 형으로 결합각은 NH3 이고, H2O 이다. 따라서 결합 107° 각은 가 보다 크다. 104.5° NH3 H2O 4 ⑴, ⑶ 극성 공유 결합이 있는 분자이더라도 분자의 구조가 결합의 극성을 상쇄하는 대칭적인 구조를 갖는 분자는 무극성 분 자이다. ⑵ 무극성 공유 결합을 하는 이원자 분자는 결합의 쌍극자 모멘 트가 이므로 모두 무극성 분자이다. 0 CH4 이다. 5 ⑴ 대칭 구조인 분자는 직선형 구조인 체 구조인 ⑵ 결합의 쌍극자 모멘트 합이 극성 분자로 굽은 형 구조인 ⑶ 극성 분자인 배열한다. NH3 H2O 과 이 아닌 분자는 비대칭 구조인 , 삼각뿔형 구조인 0 H2O 는 전기장 안에서 일정한 방향으로 NH3 이다. 6 ⑴ 극성 물질은 무극성 물질인 벤젠보다 극성 물질인 물에 더 잘 녹는다. ⑵ 염화 수소는 극성 분자이므로 전기장에 넣어 주면 일정한 방 향으로 배열한다. ⑶ 물은 극성 분자로 이루어진 물질이므로 대전체를 가까이 가져 가면 물줄기가 대전체 쪽으로 휘어진다. 7 ⑴ (가)의 와 (다)의 , 는 ⑵ HCN N 부분적인 양전하( Cl H + 는 대칭 구조이므로 무극성 분자이고, (나)의 은 비대칭 구조이므로 극성 분자이다. BCl3 CH3Cl 보다 전기 음성도가 작으므로 (나)와 (다)에서 는 )를 띤다. 따라서 ( )전하를 띠는 대전체를 H 대었을 때 모두 수소 원자가 대전체 쪽으로 향한다. - delta 본책 128쪽~129쪽 B 2 ① C 3 ④ A 1 ③ D 4 ③ (가)는 1 ㄱ. (가)의 결합각이 (나), (다)보다 작은 것은 비공유 전자쌍 사이 , (나)는 , (다)는 NH3 이다. H2O CH4 의 반발력이 비공유 전자쌍과 공유 전자쌍 사이의 반발력, 공유 전자쌍 사이의 반발력보다 크기 때문이다. 따라서 ‘전자쌍의 종류’ 는 ㉠으로 적절하다. ㄷ. 비공유 전자쌍 수는 (나)가 이므로 (나) (다)이다. , (다)가 ㄴ. (가)는 로, 분자 구조는 굽은 형이다. > 0 1 H2O 2 ㄱ. (가) 에서 중심 원자 ∼ (다)에서 모든 원자가 옥텟 규칙을 만족하므로 (나) 에는 비공유 전자쌍이 개 있다. 따라서 (나)의 분자 구조는 삼각뿔형이고, (나)는 극성 분자이다. Z 1 ㄴ. (다)에서 중심 원자 에는 공유 전자쌍 개가 있고, 개의 원자와 결합하므로 (다)의 분자 구조는 평면 삼각형이다. X 4 ㄷ. (다)에서 3 자에는 비공유 전자쌍 원자와 W 원자는 옥텟 규칙을 만족하므로 원 Y 개가 있고, 원자에는 비공유 전자쌍 W 2 W 개가 있다. 이를 통해 의 원자가 전자 수는 Y 이고, 전자 수는 임을 알 수 있다. 따라서 에서 중심 원자 Y 6 는 비공유 전자쌍 7 분자 구조는 굽은 형이다. 2 2 개와 공유 전자쌍 WY2 개가 존재하며, 의 원자가 3 에 의 W WY2 3 주어진 분자 중 중심 원자에 비공유 전자쌍이 있는 것은 이고, 이 두 분자는 모두 비대칭 구조로 극성 분자이 , NH3 다. 따라서 (가)에 해당하는 분자 수는 OF2 이고, (나)에 해당하는 분 자 수는 이다. 또, 중심 원자에 비공유 전자쌍이 없는 분자 중 극 2 BCl3 CO2 2 4 주어진 분자 중 중심 원자에 비공유 전자쌍이 없으면서 극성 이고, 중심 원자에 비공유 전자쌍이 없으면서 분자인 (가)는 무극성 분자인 (라)는 HCN 이다. 또, 중심 원자에 비공유 전자쌍 이 개 있으면서 극성 분자인 (나)는 BCl3 이고, 중심 원자에 비공 개 있으면서 극성 분자인 (다)는 NH3 이다. 로 분자 구조가 직선형이므로 모든 원자가 같은 H2O 유 전자쌍이 1 ㄱ. (가)는 2 HCN 직선상에 있다. ㄴ. (나)는 로 분자 구조는 삼각뿔형이다. NH3 ㄷ. (다) 의 분자 구조는 굽은 형이고, (라) 의 BCl3 분자 구조는 평면 삼각형이다. 즉, (다)와 (라)는 평면 구조이다. H2O 와 , 정사면 성 분자는 비대칭 구조인 0 으로 가지이고, 무극성 분자는 CO2 BeF2 대칭 구조인 와 CHCl3 로 가지이다. 1 68 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(48-74)3단원-OK.indd 68 18. 12. 6. 오전 11:54 본책 130쪽~132쪽 ㄷ. (라)는 과 으로 이루어진 화합물인데, 은 형성하고, Mg 은 F 을 형성하므로 (라)의 화학식은 - 을 2+ Mg 이다. 따 Mg MgF2 2 ① 8 ④ 3 ① 9 ① 4 ⑤ 5 ① 6 ③ 10 ④ 11 ③ 12 ③ 1 ③ 7 ⑤ 13 ② 1 전자쌍 반발 이론 선택지 분석 ’는 ㉡으로 적절하다. ㄴ. ‘ ㄷ. BCl3 CH4 선은 개 개이다. 4 5 ㄱ. ‘가능한 한 서로 멀리 떨어져 있으려 한다.’는 ㉠으로 적절하다. 의 분자 구조를 예측하기 위해 매듭끼리 묶어야 하는 풍 ㄱ. 풍선을 전자쌍으로 가정하여 전자쌍 배열 모습을 나타낸 것이 므로 ‘가능한 한 서로 멀리 떨어져 있으려 한다.’는 ㉠으로 적절하다. 에 비공유 전자쌍이 없으므로 평면 삼각 ㄴ. 는 중심 원자 형의 분자 구조를 갖는다. 따라서 ‘ BCl3 B ’는 ㉡으로 적절하다. ㄷ. 에서 중심 원자인 BCl3 에는 공유 전자쌍 개가 있 C 으므로 매듭끼리 묶어야 하는 풍선은 CH4 개이다. 4 4 2 분자의 결합각 자료 분석 굽은 형 H2O ➡ 정사면체 CH4 ➡ 평면 삼각형 BCl3 ➡ 104.5° 109.5° 120° 선택지 분석 ① ③ ⑤ BCl3>CH4>H2O H2O>CH4>BCl3 CH4>BCl3>H2O ② ④ BCl3>H2O>CH4 H2O>BCl3>CH4 주어진 가지 분자의 결합각은 이 , 이 , 이다. 따라서 결합각 크기는 H2O CH4 104.5° BCl3>CH4>H2O 109.5° 이다. 가 3 BCl3 120° 3 분자의 구조 자료 분석 므로 (가)가 가장 많다. 5 분자의 구조와 극성 자료 분석 족 주기 1 A 1 2 3 H E 2 13 14 15 16 17 18 C B O C F D 화합물 화학식 선택지 분석 (가) AD HF Mg (나) A2C H2O ㄱ. 공유 결합 화합물은 가지이다. ㄴ. 분자의 결합각은 (나)가 (다)보다 크다. 작다 3 보다 크다. 작다 ㄷ. (라)에서 는 x y BD4 CF4 ExDy MgF2 (다) (라) ㄱ. (가)는 극성 분자이다. 선택지 분석 라서 는 F F 보다 작다. x y 4 분자의 구조와 극성 자료 분석 분자 (가) (나) (다) (라) NH3 H2O CO2 , W , X X , Y Y , Z , HCN W X Z 선택지 분석 구성 원소의 종류 분자 내 비공유 전자쌍 수 분자의 구조 분자의 극성 극성 극성 무극성 극성 ㉠ 삼각뿔형 굽은 형 직선형 ㉡ 직선형 1 2 4 1 ① ㉠은 삼각뿔형이다. ② ㉡은 직선형이다. ③ 결합각이 가장 작은 것은 (나)이다. ④ (다)에는 ⑤ 분자당 구성 원자 수가 가장 많은 것은 (라)이다. (가) 중 결합이 있다. 2 (가)는 분자 내 비공유 전자쌍이 개이면서 극성인 분자이므로 이고, (나)는 분자 내 비공유 전자쌍이 개이면서 분자 구조 1 NH3 가 굽은 형이므로 는 이고, (가)에만 있는 H2O 이다. 따라서 (가)와 (나)에 공통으로 있는 2 , (나)에만 있는 이다. 는 는 는 이다. W CO2 C NH3 N X H 이고, (다)는 , (라)는 나머지 이므로 분자의 구조 ㉠은 삼각뿔형이다. ① (가)는 Z ② (라)는 이므로 분자의 구조 ㉡은 직선형이다. ③ 분자의 구조가 직선형인 (다)와 (라)의 결합각은 (가)와 (나) 중에서 중심 원자에 비공유 전자쌍이 더 많은 (나)의 이다. HCN HCN Y O 180° 결합각이 (가)보다 작으므로 결합각이 가장 작은 것은 (나)이다. ④ (다)는 원자 사이의 결합은 중 결합이다. 로 원자와 ⑤ 분자당 구성 원자 수는 (가) CO2 O C (라)가 각각 2 , , , 이 ∼ 4 3 3 3 FH (가) 직선형 극성 분자 H NH H (나) 삼각뿔형 극성 분자 H H CH H (다) 정사면체 무극성 분자 ㄴ. (나)의 분자 구조는 평면 삼각형이다. 삼각뿔형 ㄷ. 결합각은 (나) (다)이다. (다) (나) > > ㄱ. (가)는 서로 다른 원자 개가 극성 공유 결합을 하고 있는 직 선형 구조이므로 극성 분자이다. 2 ㄴ. (나)는 중심 원자에 공유 전자쌍이 개, 비공유 전자 쌍이 개 있으므로 삼각뿔형 구조이다. 3 ㄱ. 공유 결합 화합물은 비금속 원소의 원자들이 결합한 화합물이 ㄷ. (다)는 중심 원자에 공유 전자쌍이 개이므로 정사면체 구조 1 므로 , , CF4 ㄴ. (나)의 결합각은 H2O 가지이다. 3 HF , (다)의 결합각은 이 전자쌍이 개이므로 삼각뿔형 구조이고, 결합각은 109.5° 이다. 따 이고, 결합각은 이다. (나)는 공유 전자쌍이 개, 비공유 4 다. 따라서 결합각은 (나)가 (다)보다 작다. 104.5° 109.5° 라서 결합각은 (다) 1 (나)이다. 3 107° > 정답과 해설 69 19_오투과탐(화학1)_정답(48-74)3단원-OK.indd 69 18. 12. 6. 오전 11:54 6 분자의 구조와 극성 자료 분석 O C H H a 약 HC H O (가) b 약 F 120° O C (나) 를 중심으로 군데의 전자쌍이 반발한다. C 3 F 109.5° 를 중심으로 군데의 전자쌍 C 이 반발한다. 4 선택지 분석 ㄱ. (나)는 극성 분자이다. ㄴ. 결합각은 이다. a b < ㄷ. 비공유 전자쌍 수는 (나)가 (가)의 alpha>beta 배이다. ㄱ. (나)의 분자 구조는 평면 삼각형이고, 중심 원자에 결합한 원 자가 모두 같지 않으므로 결합의 극성이 상쇄되지 않는다. 따라서 2 극성 분자이다. ㄷ. (가)에서는 비공유 전자쌍이 각 원자에 개씩 있고, (나)에 서는 원자에 개, 각 원자에 O 개씩 있다. 따라서 비공유 전 2 자쌍 수는 (가)에서 O F , (나)에서 2 ㄴ. (가)에서 중심 원자인 4 8 위치가 군데이고, (나)에서 중심 원자인 이므로 (나)가 (가)의 3 주위에서 반발하는 전자쌍의 배이다. 2 주위에서 반발하는 전 C 자쌍의 위치가 4 군데이므로 결합각은 C 이다. 3 7 분자의 구조와 극성에 따른 분류 alpha ㄱ. 의 분자 구조는 직선형이고, 결합과 결합 의 쌍극자 모멘트가 상쇄되지 않아 극성 분자이므로 (가)이다. H-C HCN C≡N ㄴ. (다)는 무극성 분자이면서 평면 구조인 분자이므로 평면 삼각 형 구조인 이다. 에는 와 사이에 극성 공유 결합이 있다. BCl3 BCl3 B Cl ㄷ. (나)는 극성 분자이면서 분자 구조가 직선형이 아닌 분자이므 로 굽은 형 구조인 이다. (라)는 무극성 분자이면서 입체 구 조인 분자이므로 정사면체 구조인 H2O 이다. (나)의 결합각은 , (라)의 결합각은 이므로 결합각은 (라) CF4 (나)이다. 104.5° 8 분자의 구조와 극성 109.5° 자료 분석 > OCO (가) 직선형 중심 원자인 개 있다. ➡ 에 전자쌍이 총 는 옥텟 규칙을 만족한다. 4 C C Cl BCl (나) Cl 중심 원자인 개 있다. ➡ B 만족하지 않는다. B 3 평면 삼각형 에 전자쌍이 총 는 옥텟 규칙을 선택지 분석 ㄱ. 극성 공유 결합이 있다. ㄷ. 무극성 분자이다. ㄴ. 중심 원자는 옥텟 규칙을 만족한다. (나)는 만족하지 않는다 ㄱ. (가)와 (나)에는 모두 서로 다른 종류의 두 원자가 공유 결합을 하고 있으므로 극성 공유 결합이 있다. ㄷ. (가)의 분자 구조는 직선형이고, (나)의 분자 구조는 평면 삼각 형이다. (가)와 (나)는 모두 결합의 극성이 상쇄되는 분자 구조를 가지므로 무극성 분자이다. ㄴ. (가)의 중심 원자에는 전자쌍이 개, (나)의 중심 원 자에는 전자쌍이 개 있다. 따라서 (가)의 중심 원자는 옥텟 규칙 4 을 만족하지만, (나)의 중심 원자는 옥텟 규칙을 만족하지 않는다. 3 9 분자의 구조와 극성 자료 분석 삼각뿔형 중심 원자가 을 만족하는 XH3 주기 원소로 옥텟 규칙 은 이다. 2 XH3 NH3 선택지 분석 ㄱ. 쌍극자 모멘트는 이 아니다. ㄴ. 분자의 구조는 평면 구조이다. ㄷ. 공유 전자쌍은 0 개이다. 3 평면 삼각형 YOCl2 중심 원자가 을 만족하는 2 YOCl2 주기 원소로 옥텟 규칙 이다. 는 COCl2 ㄱ. 의 분자 구조는 삼각뿔형으로 극성 분자이다. 의 분자 구조는 평면 삼각형이지만 결합의 극성이 상쇄되지 않으므 YOCl2 XH3 로 극성 분자이다. 따라서 두 분자 모두 쌍극자 모멘트는 이 아 니다. 0 ㄴ. 의 분자 구조는 평면 삼각형으로 평면 구조이 지만, YOCl2 의 분자 구조는 삼각뿔형으로 구성 원자가 동일 평면 에 존재하지 않는 입체 구조이다. XH3 ㄷ. 에는 공유 전자쌍이 개 있지만, 에는 공유 전자 쌍이 XH3 개 있다. 3 YOCl2 10 분자의 구조와 극성 자료 분석 공유 전자쌍 비공유 전자쌍 4 전 자 쌍 수 4 3 2 1 0 주기 원소의 수소 화합물 중 옥텟 규칙을 만족시키는 것은 2 , , H2O NH3 CH4 , HF 이다. (가) 구분 공유 전자쌍 수 비공유 전자쌍 수 분자 구조 결합각 선택지 분석 (나) (다) (라) (가) (나) (다) (라) CH4 4 NH3 3 H2O 2 HF 1 0 정사면체 1 삼각뿔형 2 굽은 형 3 직선형 109.5° 107° 104.5° 180° ㄱ. 분자의 쌍극자 모멘트가 가장 작은 것은 (가)이다. ㄴ. (라)의 분자 구조는 삼각뿔형이다. 직선형 ㄷ. 결합각은 (나)가 (다)보다 크다. 70 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(48-74)3단원-OK.indd 70 18. 12. 6. 오전 11:54 주기 원소의 수소 화합물 중 옥텟 규칙을 만족시키는 것은 , CH4 이다. 각 화합물의 공유 전자쌍 수와 비공유 전 ㄷ. 과 의 분자량이 비슷하고, 은 극성 분자, 는 무극성 분자이므로 끓는점은 YH4 XH3 이 보다 높다. YH4 , (나)는 , (다)는 , (라)는 ㄴ. 에서 와 사이의 결합은 극성 공유 결합이다. XH3 , , 2 NH3 자쌍 수를 보면 (가)는 H2O HF XH3 YH4 이다. CH4 NH3 H2O HF ㄱ. 분자의 쌍극자 모멘트가 가장 작은 것은 무극성 분자인 (가) YH4 Y 13 분자의 구조와 성질 H 자료 분석 의 결합각은 , (다) 의 결합각은 이 Cl X Cl Cl Y Cl 므로 결합각은 (나)가 (다)보다 크다. NH3 107° 의 분자 구조는 직선형이다. H2O ㄴ. 104.5° Cl (가) 평면 삼각형 ➡ 무극성 분자 Cl (나) 삼각뿔형 ➡ 극성 분자 (가) (나) (다) ㄴ. (나)의 분자 구조는 평면 삼각형이다. 삼각뿔형 ㄱ. 기체 상태의 (가)를 전기장에 넣으면 일정한 방향으로 배열한 선택지 분석 다. 무질서하게 배열한다 ㄷ. (나)는 -헥세인보다 물에 잘 녹는다. ㄷ. (나)는 극성 분자이므로 무극성 물질인 -헥세인보다 극성 n 물질인 물에 잘 녹는다. 게 배열한다. ㄱ. (가)는 무극성 분자이므로 전기장에 넣으면 무질서하 n 1 ㄴ. (나)의 중심 원자에는 비공유 전자쌍이 개 있으므로 분자 구 O 조는 삼각뿔형이다. 이다. CH4 ㄷ. (나) HF 11 분자의 구조와 극성 자료 분석 •(가) (다)의 분자식 ∼ 분자 분자식 • 는 각각 W∼Z 장 작다. •(가) WX2Y CH2O , , , WY2 CO2 중 하나이고, 전기 음성도는 YZ2 OF2 가 가 F 의 전기 음성도가 가장 작으므로 H O C 는 이다. X H (다)의 중심 원자는 옥텟 규칙을 만족한다. 은 원자가 전자가 개여서 X H 나, (다)의 중심 원자인 개의 공유 결합만 할 수 있으므로 (나)의 중 이다. ➡ (나) 이다. 가 될 수 없다. ➡ 개와 결합했을 때 옥텟 규칙을 만족하므로 는 1 W F Z ∼ 심 원자인 F 의 중심 원자인 따라서 Y 는 7 는 이다. Y F 2 W C 선택지 분석 ㄱ. (가)의 분자 구조는 평면 삼각형이다. ㄴ. (나)의 중심 원자는 부분적인 양전하( )를 띤다. + delta ㄷ. 극성 분자는 가지이다. 2 가지 ㄱ. (가)는 1 로, 중심 원자에 결합한 원자가 개이고, 중심 원자에는 비공유 전자쌍이 없으므로 분자 구조는 평면 삼각형이다. CH2O 3 ㄴ. (나)는 이다. 전기 음성도는 이므로 중심 원자인 는 부분적인 양전하( OF2 )를 띤다. + F>O ㄷ. 주어진 분자 중 극성 분자는 delta O 가지다. 와 OF2 2 CH2O 본책 133쪽~135쪽 1 ⑤ 7 ⑤ 13 ③ 2 ② 8 ④ 14 ① 3 ⑤ 9 ③ 4 ① 5 ⑤ 6 ③ 10 ③ 11 ① 12 ③ 12 분자의 구조와 성질 자료 분석 (-)극 (+)극 (-)극 (+)극 1 분자의 구조와 극성 자료 분석 XH3 NH3 전기장 속에서 일정한 방향 으로 배열한다. ➡ 극성 분자 YH4 전기장 속에서 무질서하다. ➡ 무극성 분자 CH4 선택지 분석 선택지 분석 ㄱ. 원자가 전자 수는 가 보다 크다. ㄴ. 에는 무극성 공유 결합이 있다. Y X 없다 YH4 ㄷ. 끓는점은 이 보다 높다. YXY (가) 굽은 형 (결합각 약 ➡ 극성 분자 OF2 ) 104.5° XZX (나) 직선형 (결합각 ➡ 무극성 분자 CO2 ) 180° ㄱ. (나)에 있는 비공유 전자쌍의 수는 이다. ㄴ. 결합각은 (나) (가)이다. 4 의 분자 구조는 정사면체이다. > ㄷ. ZY4 ㄱ. (나)에서 비공유 전자쌍은 각 원자에 개씩 있으므로 총 개이다. 4 ㄴ. 분자 구조는 (가)가 굽은 형, (나)가 직선형이므로 결합각은 2 X ㄱ. XH3 YH4 은 극성 분자이므로 의 중심 원자 에는 비공유 전 자쌍 XH3 개가 있다. 따라서 X 의 원자가 전자 수는 XH3 이다. 또, (나) (가)이다. 는 무극성 분자이므로 1 없다. 따라서 X YH4 자 수는 가 Y 보다 크다. X Y 의 중심 원자 YH4 에는 비공유 전자쌍이 5 ㄷ. > 의 원자가 전자 수는 이고, 의 원자가 전자 수는 이다. 의 원자가 전자 수는 이다. 그러므로 원자가 전 Y Z 따라서 에서 중심 원자 4 에는 공유 전자쌍만 Y 개 있으므로 7 4 의 분자 구조는 정사면체이다. ZY4 Z 4 ZY4 정답과 해설 71 19_오투과탐(화학1)_정답(48-74)3단원-OK.indd 71 18. 12. 6. 오전 11:54 2 분자의 구조와 극성 자료 분석 •구성 원소는 주기 원소이다. 2 •무극성 분자이다. , , , F2 O2 N2 Ne •옥텟 규칙을 만족한다. , , F2 O2 N2 이다. •비공유 전자쌍의 수는 선택지 분석 ① ④ HF F2 : : , O2 : , F2 4 6 N2 2 ③ O2 2 ② ⑤ N2 Ne 는 2 의 구성 원소인 ② 결합으로 이루어진 이원자 분자이므로 무극성 분자이다. 또, 주기 원소이고, 는 무극성 공유 N2 N2 N 에서 각 는 가장 바깥 전자 껍질에 전자 N2 개를 채우므로 모두 옥텟 규칙을 만족하고, N 의 공유 전자쌍은 8 개, 비공유 전자쌍 는 N2 N2 는 은 개이다. 따라서 이다. 3 2 ① X 에서 주기 원소이고, 는 극성 공유 결 합으로 이루어진 이원자 분자이므로 극성 분자이다. 또, 1 HF HF H 의 비 개이다. 공유 전자쌍은 ③ 합으로 이루어진 이원자 분자이므로 무극성 분자이다. 또, 주기 원소이고, 의 구성 원소인 는 O2 O2 HF O 3 는 무극성 공유 결 에 서 각 는 가장 바깥 전자 껍질에 전자 개를 채우므로 모두 옥 O2 O 텟 규칙을 만족한다. 하지만 ④ 합으로 이루어진 이원자 분자이므로 무극성 분자이다. 또, 의 비공유 전자쌍은 8 O2 주기 원소이고, 의 구성 원소인 개이다. 은 F2 F2 F 4 은 무극성 공유 결 에 서 각 은 가장 바깥 전자 껍질에 전자 개를 채우므로 모두 옥텟 F2 F 규칙을 만족한다. 하지만 ⑤ 는 전자가 없어 비공유 전자쌍이 없다. 또, 옥텟 규칙 만족 여부를 은 비활성 기체인 무극성 분자이므로 화학 결합에 관여하 의 비공유 전자쌍은 개이다. Ne F2 6 8 2 2 판단할 대상이 아니다. 3 분자의 분류 자료 분석 분류 기준 (가) 입체 구조인가? 극성 분자인가? 선택지 분석 ‘직선형 구조인가?’가 적절하다. 예 , 아니요 , ㉠ ㉢ HCN CO2 CH4 HCN , OF2 ㉡ ㉣ CH4 OF2 , , OF2 CO2 HCN , CH4 CO2 ㄱ. (가)에 ‘공유 전자쌍의 수가 인가?’를 적용할 수 있다. 없다 ㄴ. ㉡에 해당되는 분자에는 비공유 전자쌍이 있다. 4 ㄷ. ㉠과 ㉣에 공통으로 해당되는 분자의 구조는 정사면체이다. ㄴ. ㉡에 해당하는 분자는 직선형 구조인 구조인 이다. 는 CO2 에 비공유 전자쌍이 있고, HCN 에는 와 , 굽은 형 OF2 에, 에는 ㄷ. ㉠에 해당하는 분자는 O HCN 와 OF2 O F 에 비공유 전자쌍이 있다. N CO2 이고, ㉣에 해당하는 분자는 CH4 이다. 즉, ㉠과 ㉣에 공통으로 해당하는 분자는 의 분자 구조는 정사면체이다. CH4 , CO2 으로 ㄱ. 공유 전자쌍 수는 가 , 가 , 가 , 이 CO2 이다. 따라서 (가)에 ‘공유 전자쌍의 수가 HCN 4 OF2 인가?’를 적용 4 2 CH4 CH4 CH4 할 수 없다. 4 4 (나) YF2 8 • 은 원자가 전자가 개이므로 옥텟 규칙을 만족하기 위해 다른 원자와 단일 결합 4 분자의 구조와 극성 자료 분석 을 형성하고, 비공유 전자쌍은 F 개가 있다. 7 3 (가) 분자 분자식 비공유 전자쌍 수 X2F2 • (가)에서 비공유 전자쌍은 각 6 원자에 쌍이 없다. ➡ (가)의 루이스 구조는 원자에 비공유 전자쌍이 F • (나)에서 이다. Y F-X≡X-F 2 원자에는 비공유 전자 개씩 있으므로 이다. 개 있다. ➡ (나)의 루이스 구조는 X 3 F-Y-F 선택지 분석 ㄱ. (가)에는 무극성 공유 결합이 있다. ㄴ. 공유 전자쌍 수는 (가)가 (나)의 배이다. 배 ㄷ. (나)의 쌍극자 모멘트는 이다. 이 아니다 2 0 원자 사이의 결합은 무극성 공유 결합이다. 0 2.5 ㄱ. (가)에서 ㄴ. 공유 전자쌍 수는 (가)에서 X 이고, (나)에서 이다. 따라서 공유 전자쌍 수는 (가)가 (나)의 ㄷ. (나)는 굽은 형 구조로 분자의 쌍극자 모멘트가 이 아니다. 배이다. 5 2.5 2 0 5 분자의 구조와 극성 자료 분석 @C Na2CO3+H2O+ 2NaHCO3 ㉠ OCO Cl •공유 전자쌍 수: BCl •비공유 전자쌍 수: 4 CO2 Cl 4 선택지 분석 ㄱ. 극성 공유 결합이 있다. ㄴ. 공유 전자쌍 수와 비공유 전자쌍 수는 같다. ㄷ. 분자의 쌍극자 모멘트는 보다 작다. 는 와 사이에 극성 공유 결합이 있다. H2O ㄱ. ㄴ. ㄷ. CO2 CO2 CO2 보다 작다. 0 는 공유 전자쌍 수와 비공유 전자쌍 수가 각각 O C 로 같다. 는 극성 공유 결합을 하고 있지만 대칭 구조로 인하여 쌍 4 극자 모멘트가 이다. 하지만 은 굽은 형 구조로 쌍극자 모 멘트가 이 아니다. 따라서 분자의 쌍극자 모멘트는 H2O 가 0 CO2 H2O 6 분자의 구조와 극성 자료 분석 족 알칼리 금속인 (가)에서 므로 (가)의 화학식은 가 과 의 개수비로 결합하 이고, (가)는 전기적으로 중성이므로 Li 1 인 음이온으로 존재한다. ➡ 는 산소( )이다. 는 전하가 : X 1 2 Li2X X X -2 X Li (가) Y (나) X O Z Y (다) (나)의 화학식은 이므로 XY2 는 플루오린( 이고, (다)의 화학식은 )이고, 는 탄소( ZY4 )이다. Y F Z C 선택지 분석 ㄱ. (가)에서 는 옥텟 규칙을 만족한다. ㄴ. (나)의 분자 구조는 직선형이다. 굽은 형 X ㄷ. (다)는 무극성 분자이다. 72 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(48-74)3단원-OK.indd 72 18. 12. 6. 오전 11:54 ㄱ. 족 알칼리 금속과 : 의 개수비로 결합하는 는 산소( ) ㄷ. (다)에서 각 원자에 결합한 원자는 개이고, 원자에는 비 는 옥텟 규칙을 만족한다. 2 1 O 공유 전자쌍이 있으므로 결합의 극성이 상쇄되지 않는다. 따라서 O O 2 )로 중심 원자에 공유 전자쌍만 개 있으므로 분자의 쌍극자 모멘트는 이 아니다. 분자 구조는 정사면체이다. 따라서 (다)는 결합의 극성이 상쇄되 ZY4 ㄱ. (가)는 무극성 분자이므로 (가)를 전기장에 넣으면 무 0 X 4 ㄴ. (나)는 )로 중심 원자에 비공유 전자쌍이 개 있으므로 분자 구조는 굽은 형이다. XY2 ( OF2 질서하게 배열한다. 9 분자의 구조와 극성 자료 분석 이므로 (가)에서 1 ㄷ. (다)는 X ( CF4 므로 무극성 분자이다. 2 7 분자의 구조와 극성 자료 분석 원자에 결합한 원자 수가 이다. ➡ X 는 약 이다. beta 109.5° W Z W 4 옥텟 규칙을 만족하므로 에는 비공유 전자쌍이 개 있다. Z W b X W W W X W a X Y W 원자에 결합한 원자 수가 W 이다. 1 ➡ X 는 약 이다. 3 alpha 120° 선택지 분석 ㄱ. 결합각은 이다. 는 극성 분자이다. alpha>beta ㄴ. ㄷ. YW2 에서 비공유 전자쌍 수 공유 전자쌍 수 이다. • 중 금속 원소가 있다. X∼Z •원자 의 홀전자 수의 합은 이다. 5 X∼Z •전자가 들어 있는 전자가 들어 있는 p : : , p 2 2 2 3 , 는 각각 와 ➡ 1s 2s N 1s 2p O N Z Y 오비탈 수는 원자 오비탈 수가 같은 원자는 Y : 2 2 중 하나이다. 1s 2p 2s 2p F • 전자가 모두 채워진 오비탈 수는 원자 전자가 모두 채워진 오비탈 수: 2 , 2s O 개) , 4 F ( 5 가 같다. 이다. , 와 , Z O N F 가 개) 보다 크다. 개) ( ( Z Y >N 3 보다 크다. >O 2 •제 F 4 가 1 이온화 에너지는 원자 의 제 , , Y 이고, 는 ➡ N 1 중 금속 원소가 있어야 한다. ➡ 이온화 에너지: , 는 F 또는 O Y N O F Z Z 선택지 분석 ㄱ. 는 이다. ㄴ. Li 에는 다중 결합이 있다. Be 단일 X Y2 Z 는 의 홀전자 수의 합이 이다. , 5 는 는 , 이며 X∼Z F>N>O 는 X∼Z Li X Y F Z N X2W4 =2 원자 주위에 반발하는 전자쌍이 더 많을수록 결합각이 작 ㄱ. 으므로 결합각은 X 이다. ㄷ. 의 수소 화합물( )은 분자의 쌍극자 모멘트가 이 아니다. ㄷ. 이고, 의 수소 화합물인 ZHn 0 의 분자 구조는 삼각뿔 형으로 극성 분자이다. 따라서 분자의 쌍극자 모멘트는 N N Z NH3 이 아 ㄴ. 는 원자가 전자 수가 alpha>beta 이고, 는 원자가 전자 수가 이다. 니다. 0 자쌍이 YW2 개 있으므로 분자 구조는 굽은 형이고, 결합의 극성이 상 2 ㄴ. 는 X 이므로 )에는 단일 결합만 있다. 에는 공유 전자쌍이 W 개, 비공유 전 7 ㄱ. 는 이다. Y 따라서 의 중심 원자 6 Y 쇄되지 않으므로 2 는 극성 분자이다. ㄷ. 의 원자가 전자 수는 YW2 이므로 의 루이스 구조는 그림과 같다. 따라서 X 4 X2W4 비공유 전자쌍 수 공유 전자쌍 수 이다. =12/6=2 W W X X W W Y F Li Y2 ( F2 10 분자의 구조와 극성 자료 분석 8 분자의 구조와 성질 자료 분석 A 탄소( ) C B 질소( ) N C 산소( ) O D 플루오린( ) F A 1 0 0 B 0 1 0 C 0 0 2 D 4 3 2 물질 (가) (나) (다) CF4 NF3 O2F2 선택지 분석 ㄱ. 기체 상태의 (가)를 전기장에 넣으면 일정한 방향으로 배열한다. ㄴ. 결합각은 (가) (나)이다. ㄷ. (다)의 쌍극자 모멘트는 > 이 아니다. (가)의 결합각이 형이고, 구성 원소 수가 와 비공유 전자쌍 수가 같다. ➡ 180° 이므로 분자 구조는 직선 이며, 공유 전자쌍 수 (가) 분자 비공유 전자쌍 수 공유 전자쌍 수 F-C≡N 3 1 3 4 (가) (나) (다) 결 합 각 ( ) 180 120 (나) (다) 2 3 구성 원소 수 (나)는 가지 원소로 구성된 분자이 고, 비공유 전자쌍 수가 공유 전자쌍 보다 수의 작다. ➡ 2 배이며, 결합각이 120° 3 CF4 선택지 분석 ㄱ. (가)의 공유 전자쌍 수는 이다. ㄴ. (나)의 쌍극자 모멘트는 이다. 4 0 ㄷ. (다)의 분자 구조는 삼각뿔형이다. 굽은 형 2 (다)는 가지 원소로 구성된 분자 이고, 비공유 전자쌍 수가 공유 전 배이며, 결합각이 (나) 자쌍 수의 보다 작다. ➡ 4 OF2 ㄱ. (가)는 이므로 공유 전자쌍 수는 이다. ㄴ. (나)는 F-C≡N CF4 자의 쌍극자 모멘트는 이다. 로 분자 구조가 정사면체로 무극성 분자이므로 분 4 ㄴ. (가)의 분자 구조는 정사면체이고, (나)의 분자 구조는 삼각뿔 ㄷ. (다)는 로 중심 원자에 비공유 전자쌍이 개, 공 형이므로 결합각은 (가) (나)이다. 유 전자쌍이 개 있으므로 분자 구조는 굽은 형이다. 2 0 OF2 2 0 > 정답과 해설 73 19_오투과탐(화학1)_정답(48-74)3단원-OK.indd 73 18. 12. 6. 오전 11:54 11 분자의 구조와 극성 자료 분석 13 분자의 구조와 성질 선택지 분석 10/3 3 성 분자로 이루어진 물질이다. 중심 원자 에 결합한 원자 수가 AB2 분자 (가) (나) N2F2 NF3 Y Y Y (다) CF4 Z Z Z 원자 수비 YX YX YX X X X X X X 비공유 전자쌍 수 공유 전자쌍 수 2 : • , 서 C N • (가)는 X 의 개수비로 결합한 분자는 로 이루어진 분자 중 , 는 이고, 나머지 는 , 는 F 4 1 의 개수비로 결합하고 분자에 있는 비공유 전자쌍 : 원자가 원자와 Y Z C F 배이므로 수가 공유 전자쌍 수의 F N 이므로 (다)에 이다. 이다. CF4 N 1 1 •(나)는 이다. 2 N2F2 NF3 선택지 분석 ㄱ. 무극성 공유 결합이 있는 분자는 가지이다. ㄴ. (나)에는 중 결합이 있다. 없다 1 ㄷ. 분자의 쌍극자 모멘트는 (다) (나)이다. (나) (다) 2 ㄱ. (가)는 , (나)는 > , (다)는 > 이다. (가) (다) 중 같 은 종류의 원자 사이의 결합인 무극성 공유 결합이 있는 분자는 N2F2 NF3 CF4 ~∼ (가)로 가지이다. 1 결합만 있다. ㄴ. (나)는 로 개의 결합이 있으므로 단일 NF3 3 N-F ㄷ. (나)의 분자 구조는 삼각뿔형이므로 (나)는 극성 분자이고, (다)의 분자 구조는 정사면체이므로 (다)는 무극성 분자이다. 따라 서 분자의 쌍극자 모멘트는 (나) (다)이다. > 12 분자의 구조와 성질 자료 분석 | 자료 | 물질 분자식 X Y AmB CDn | 실험 과정 및 결과 | 중심 원자에 비공유 전자쌍이 개 있으므로 분자 구조가 굽은 형이다. ➡ 극성 분자이다. 2 분자의 중심 원자에 있는 비공유 전자쌍 수 는 족 원소이다. 족 원소이다. 2 0 B 16 는 C 14 (가) 시험관에 , 를 넣었더니 섞이지 않고 두 층으로 분리되었 다. 가 극성 물질이므로 Y X 는 무극성 물질이다. X (나) 과정 (가)의 시험관에 Y 을 넣고 흔들어 녹였더니 한 층에서만 녹았다. 은 무극성 물질이므로 무극성 물질인 에만 녹았다. I2 I2 선택지 분석 Y ㄱ. 의 분자 구조는 굽은 형이다. ㄴ. X 는 무극성이다. ㄷ. (나)에서 Y 층에 이 녹았다. 층 X I2 Y ㄱ. 중심 원자 에는 비공유 전자쌍이 있다. 분자에서 A 원자가 풍선 쪽으로 배열된다. 의 분자 구조는 직선형이다. 굽은 형 A ㄴ. ㄷ. AB2 AB2 ㄱ. 액체 줄기가 대전체 쪽으로 휘어지는 것으로 보아 는 극 개이고, 가 극성을 나타내므로 에 비공유 전자쌍이 있음 A A AB2 을 알 수 있다. 2 ㄴ. 전기 음성도는 - delta 가져가면 분자의 음전하( )를 띤다. 따라서 ( A>B )전하로 대전된 대전체를 가까이 A AB2 이므로 에서 원자는 부분적인 원자 쪽이 풍선 쪽으로 배열된다. + ㄷ. A 의 분자 구조가 직선형이라면 결합의 극성이 상 쇄되어 AB2 는 무극성 분자가 되므로 대전체 쪽으로 끌려가지 않 AB2 는다. 따라서 의 분자 구조는 굽은 형이다. AB2 14 분자의 구조와 성질 자료 분석 | 민수의 가설 | 용매에 더 잘 용해된다. | 실험 | 극성 물질은 극성 용매에 더 잘 용해되고, 무극성 물질은 무극성 씩, Ⅲ과 Ⅳ에 (가) 시험관 Ⅰ 는 물질 Ⅳ를 준비하여 Ⅰ과 Ⅱ에는 물 ∼ 20`mL X (나) 시험관 Ⅰ과 Ⅲ에는 물은 극성 용매이므로 씩 넣는다. X 는 무극성 용매이어야 한다. 20`mL CuCl2 는 극성 물질이므로 넣고 잘 흔든 후, 용해된 정도를 관찰한다. 1`g 는 무극성 물질이어야 한다. Y 1`g 씩, Ⅱ와 Ⅳ에는 물질 씩 CuCl2 CuCl2 Y Y 무극성 물질 CuCl2 Y 물 Ⅰ Ⅱ X Ⅲ Ⅳ 극성 물질 선택지 분석 ) ) X ① 사염화 탄소( ② 사염화 탄소( ③ 메탄올( ④ 메탄올( ⑤ 클로로폼( CCl4 CCl4 ) CH3OH CH3OH CHCl3 ) ) Y 아이오딘( ) 염화 나트륨( I2 ) 염화 나트륨( NaCl ) 아이오딘( 아이오딘( NaCl ) I2 I2 ) ㄱ. 물질 를 구성하는 에서 중심 원자인 에 비공유 전자 쌍이 X 개 있고, 는 옥텟 규칙을 만족하므로 AmB 에는 와 의 극성 용매에 극성 물질과 무극성 물질을, 무극성 용매에 극성 물 B 개 있다. 따라서 의 분자식은 이고, 분자 구 A B 질과 무극성 물질을 각각 용해시켜 비교해야 물질의 극성과 용해 단일 결합이 2 조는 굽은 형이다. 2 X B AmB A2B 도 사이의 관계를 알 수 있다. ㄴ. 실험 과정 (가)에서 와 가 서로 섞이지 않는 것으로 보아 물은 극성 용매이므로 는 무극성 용매이어야 하고, 가 이 와 는 극성이 서로 다르다. 물질 Y X 를 구성하는 는 굽은 온 결합 물질로 극성 물질이므로 X 는 무극성 물질이어야 한다. CuCl2 X Y 형으로 는 극성 물질이므로 X 는 무극성이다. A2B 는 무극성 용매, 은 극성 용매이고, 은 X ㄷ. 은 무극성 물질이므로 (나)에서 무극성 물질인 Y 층 CCl4 무극성 물질, 은 이온 결합 물질로 극성 물질이다. 따라서 CH3OH I2 과 Y CHCl3 에 녹는다. I2 74 정답과 해설 Y 는 , CCl4 Y NaCl 는 I2 X 이 적절하다. 19_오투과탐(화학1)_정답(48-74)3단원-OK.indd 74 18. 12. 6. 오전 11:54 역동적인 화학 반응 동적 평형 1 가역 반응과 비가역 반응 자료 분석 (가) ( ) ( ) HCl aq ) ( aq +NaOH ) ( FLLE H2O l ) ( FLLE I2 g (나) (다) H2O ) ( I2 s 선택지 분석 ㄱ. 가역 반응은 가지이다. ) ( ( @C 중화 반응: 비가역 반응 H2O l +NaCl 물의 상태 변화: 가역 반응 aq ) s 아이오딘의 상태 변화: 가역 반응 본책 139쪽 ㄴ. 정반응과 역반응이 동시에 일어나는 반응은 가지이다. 2 ㄷ. 정반응만 일어나는 반응은 (나)이다. (가) 2 이는 설탕의 용해 속도와 석출 속도가 같은 동적 평형에 도달했기 한다. 연소 반응: 비가역 반응 1 ⑴ 가역 반응 ⑵ 비가역 반응 ⑶ 동적 평형 2 용해 속도 석출 속도 3 ⑴ (가) (나) (다) ⑵ (가) (나) (다) 4 ⑴ = ⑵  ⑶  = = < < × 1 ⑴, ⑵ 가역 반응은 정반응과 역반응이 모두 일어나는 반응 이고, 비가역 반응은 정반응만 일어나거나 정반응에 비해 역반응 이 거의 일어나지 않는 반응이다. ⑶ 동적 평형은 겉보기에는 반응이 멈춰 있는 상태로 보이지만 실제로는 정반응과 역반응이 같은 속도로 진행 중인 상태이다. 2 일정량의 물에 설탕을 계속 넣으면 처음에는 설탕이 물에 녹 지만 어느 순간부터는 설탕이 더 이상 녹지 않는 것처럼 보인다. 때문이다. 3 일정한 온도에서는 밀폐 용기 속 물의 증발 속도가 일정하다. 그러나 시간이 지날수록 밀폐 용기 속 수증기 분자가 많아지므로 수증기의 응축 속도가 점점 빨라진다. 4 ⑴, ⑵ 화학 평형은 화학 반응에서 정반응과 역반응이 같은 속도로 일어나는 상태이므로 반응이 멈춘 상태가 아니다. ⑶ 화학 평형에서는 정반응과 역반응이 같은 속도로 일어나므로 반응물과 생성물의 농도가 일정하게 유지된다. A 1 ⑤ 본책 140쪽 1 ㄱ. (가)의 열린 용기에서는 물의 증발 속도가 수증기의 응축 속도보다 빠르므로 물의 양이 점점 줄어든다. ㄴ, ㄷ. (나)의 밀폐된 용기에서는 시간이 지나면 동적 평형 상태 에 도달하며, 이때는 물의 증발 속도와 수증기의 응축 속도가 같 으므로 물의 양이 변하지 않는다. ㄱ. 가역 반응은 (나), (다)의 가지이다. ㄴ. 정반응과 역반응이 모두 일어나는 반응은 가역 반응으로 (나)와 2 ㄷ. 정반응만 일어나는 반응은 비가역 반응으로 (가)이다. (다)이다. 2 가역 반응의 예 선택지 분석 ① 묽은 염산에 마그네슘 리본을 넣으면 기포가 발생한다. ② 묽은 황산과 수산화 칼륨 수용액을 섞으면 물이 생성된다. 기체 발생 반응: 비가역 반응 중화 반응: 비가역 반응 ③ 메테인이 포함된 도시가스를 태우면 물과 이산화 탄소가 발생 ④ 석회암 지대에서 석회 동굴과 종유석, 석순이 형성된다. 석회 동굴과 종유석, 석순의 생성: 가역 반응 ⑤ 질산 납 수용액과 아이오딘화 칼륨 수용액을 섞으면 노란색 아이오딘화 납 앙금이 생성된다. 앙금 생성 반응: 비가역 반응 ④ 석회 동굴이 형성되는 반응과 동굴 속에 종유석과 석순이 형 성되는 반응은 가역 반응이다. CaCO3 ( ( ) +H2O l ( ) +CO2 s g ) 석회 동굴 형성 종유석, 석순 형성  ) ① 산과 금속의 반응은 수소 기체가 발생하는 비가역 반 aq ( ) ( 2 HCO3 Ca 응이다. ② 중화 반응은 비가역 반응이다. ③ 메테인의 연소 반응은 물과 이산화 탄소가 생성되는 비가역 반응이다. ⑤ 앙금 생성 반응은 비가역 반응이다. 3 물의 상평형 자료 분석 1 ③ 2 ④ 3 ⑤ 4 ④ 본책 141쪽 (가) (나) (다) 같은 시간 동안 증발하는 분자 수가 응축하는 분자 수보다 많다. ➡ 증발 속 도 응축 속도 같은 시간 동안 증발하는 분자 수가 응축하는 분자 수보다 조금 많다. ➡ 증 발 속도 응축 속도 같은 시간 동안 증발하는 분자 수와 응축하는 분자 수가 같다. ➡ 증발 속도 응축 속도 >> > = 정답과 해설 75 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 75 18. 12. 4. 오후 5:27 선택지 분석 ㄱ. (가)에서는 증발 속도가 응축 속도보다 크다. ㄴ. (나)에서는 증발과 응축이 함께 일어난다. ㄷ. (다)에서는 동적 평형에 도달하였다. 2 석회 동굴, 종유석, 석순의 형성 반응 자료 분석 ( CaCO3 s ( ) +H2O ( ) +CO2 l g ) 정반응: 석회 동굴의 형성 (가) FLLLE (나) ) ( ) ( 2 HCO3 Ca 역반응: 종유석, 석순의 형성 aq ㄱ. (가)와 (나)에서는 증발 속도가 응축 속도보다 빠르고, (다)에 서는 증발 속도와 응축 속도가 같다. 선택지 분석 ㄴ. (가), (나), (다) 모두 증발과 응축이 함께 일어난다. ㄷ. (다)에서는 증발 속도와 응축 속도가 같으므로 동적 평형에 도 ㄱ. 반응 (가)에 대하여 반응 (나)는 역반응이다. ㄴ. 반응 (가)와 (나)는 동적 평형에 도달할 수 있다. 달하였다. 4 용해 평형 자료 분석 n1=n2 석 출 n2 용 해 n1 용해되는 입자 수인 입자 수인 에 도달한 상태이다. n2 과 석출되는 가 같으므로 동적 평형 n1 있다. 선택지 분석 ㄱ. 이 반응은 가역 반응이다. ㄴ. 동적 평형에 도달하였다. ㄷ. 용질을 더 넣으면 용질은 더 이상 용해되지 않는다. 용해되는 양만큼 석출된다 ㄱ. 용해 반응과 석출 반응이 모두 일어나므로 가역 반응이다. ㄴ. 포화 용액은 용해 속도와 석출 속도가 같으므로 동적 평형 상 태이다. ㄷ. 포화 용액에 용질을 더 넣으면 같은 시간 동안 용해 되는 양과 같은 양의 용질이 석출된다. ㄷ. 석회 동굴이 형성되면서 동시에 석회 동굴 속에 종유석과 석 순이 형성된다. ㄱ. 석회 동굴이 형성되는 반응 (가)와 종유석, 석순이 형성되는 반응 (나)는 서로 정반응과 역반응 관계이다. ㄴ. (가)와 (나)는 서로 가역 반응이므로 동적 평형에 도달할 수 ㄷ. 가역 반응은 정반응과 역반응이 동시에 진행되고, 동적 평형에 도달한 상태에서도 계속 진행된다. 따라서 석회 동굴이 형성되면 서 동시에 종유석과 석순이 형성된다. 3 물의 상평형 자료 분석 수증기 분자 물 분자 (가) (가) (나) (나) 초기 상태이므로 증발 속 도가 더 빨라서 응축되는 분자 수보다 증발되는 분 자 수가 더 크다. 충분한 시간이 흐른 상태 이므로 증발 속도와 응축 속도가 같은 동적 평형에 도달한다. 본책 142쪽 ~143쪽 ㄴ. (나)에서는 동적 평형에 도달한다. 3 ⑤ 4 ① 5 ③ 6 ① ㄷ. 수증기 분자 수는 (나)가 (가)보다 크다. 선택지 분석 ㄱ. (가)에서는 가역 반응이 진행된다. ㄱ. (가)에서는 증발과 응축이 함께 일어나므로 가역 반응이 진행 ㄴ. 밀폐 용기 속에서 충분한 시간이 흐른 상태인 (나)에서는 물의 증발 속도와 수증기의 응축 속도가 같아지는 동적 평형에 도달 된다. 한다. 다 크다. ) +2H2O g 가역 반응 ( ) l ` 비가역 반응 ㄷ. 유리병 속 수증기 분자 수는 동적 평형에 도달한 (나)가 (가)보 1 ③ 7 ③ 2 ⑤ 8 ④ 1 가역 반응과 비가역 반응 자료 분석 (가) (나) CH4 g ( 2NO2 정반응: 역반응: ( ( ) ) +2O2 g ) FLLLE N2O4 )가 ( ( g N2O4 NO2 ( )가 ( g g NO2 N2O4 g g ( @C CO2 ) ( )로 되는 반응 ` )로 되는 반응 g 선택지 분석 ㄱ. (가)는 비가역 반응이다. ㄴ. (나)는 가역 반응이다. 4 동적 평형에서 증발 속도와 응축 속도의 관계 온도가 일정하므로 증발 속도는 항상 일정하다. 자료 분석 속 도 증발 ㄷ. 충분한 시간이 흐르면 (가), (나) 모두 동적 평형에 도달한다. (나)만 ㄱ. 연소 반응은 비가역 반응이다. ㄴ. ( )가 결합하여 ( )로 되는 반응과, ( )가 분 응축 NO2 해되어 )로 되는 반응은 가역적으로 일어난다. g ( NO2 ㄷ. (가)는 비가역 반응이고 (나)는 가역 반응이므로 (나)만 g g g N2O4 N2O4 동적 평형에 도달한다. O t 시간(초) 응축 속도는 점점 빨라지다가 동적 평형에 도달하면 증발 속도와 같아져 일정하게 유지된다. 76 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 76 18. 12. 4. 오후 5:27 ㄱ. 황산 구리(Ⅱ) 오수화물의 분해와 생성은 가역 반응이므로 정 반응과 역반응이 동시에 진행된다. ㄴ. 황산 구리(Ⅱ) 오수화물의 분해 반응이 진행되면 푸 른색이 옅어지다가 동적 평형에 도달하면 더 이상 색 변화가 일어 ㄱ. 초부터 동적 평형에 도달한다. t ㄴ. 초 이전에는 비가역 반응이 진행된다. 모든 구간에서 가역 반응이 진행된다. 선택지 분석 t ㄷ. t 빨라진다. 초 이후 충분한 시간이 흐르면 응축 속도가 증발 속도보다 나지 않는다. 동적 평형이 계속 유지되므로 응축 속도와 증발 속도는 계속 같게 유 지된다. 빠르므로 분해 속도가 생성 속도보다 빠르다. ㄷ. 동적 평형에 도달하기 전에는 정반응 속도가 역반응 속도보다 ㄱ. 초부터 증발 속도와 응축 속도가 같아졌으므로 초에 동적 7 이산화 질소와 사산화 이질소 사이의 화학 평형 평형에 도달한 것이다. t t 자료 분석 ㄴ. 물의 증발과 응축은 가역 반응이므로 모든 구간에서 의 생성과 분해: 가역 반응 N2O4 ( 2NO2 ) FLLLE N2O4 ( g g ) ㄷ. 충분한 시간이 흘러도 동적 평형 상태이므로 응축 속도와 증 가역 반응이 진행된다. 발 속도는 같다. 5 브로민의 상평형 자료 분석 브로민의 상태 변화: 가역 반응 ( Br2 l ) ( FLLLE Br2 g ) ( ) Br2 ( Br2 g ) l ) ( Br2 l (가) (나) 초기 상태이므로 증발 속도 응축 속도이다. 충분한 시간이 흐른 후이므로 증발 속도 응축 속도이다. > = 선택지 분석 ㄱ. (가)에서는 증발 속도가 응축 속도보다 빠르다. ㄴ. (나)에서는 정반응과 역반응이 같은 속도로 진행되고 있다. ㄷ. (가)와 (나)는 모두 동적 평형에 도달한 상태이다. (나)만 일정한 온도에서 밀폐 용기에 액체 브로민을 담아 놓으면 처음에 는 브로민의 증발 속도가 응축 속도보다 빠르지만, 충분한 시간이 지나면 증발 속도와 응축 속도가 같은 동적 평형 상태에 도달 한다. ㄱ. (가)에서는 증발 속도가 응축 속도보다 빠르고, (나)에서는 증 발 속도와 응축 속도가 같다. 진행되고 있다. 형에 도달한 상태이다. ㄷ. (가)는 동적 평형에 도달하기 전이고, (나)는 동적 평 6 황산 구리(Ⅱ) 오수화물의 분해와 생성 반응 선택지 분석 ( ), NO2 ) ( g N2O4 함께 존재 g ) g ( NO2 (가) > (나) = 정반응 속도 역반응 속도 정반응 속도 역반응 속도 선택지 분석 ㄱ. (가)에서는 정반응 속도가 역반응 속도보다 빠르다. ㄴ. (나)에는 ( )와 ( )가 함께 존재한다. ㄷ. ( NO2 )의 농도는 (가)에서가 (나)에서보다 크다. 작다 N2O4 g g N2O4 ㄱ. 반응 초기에는 g 가 역반응 속도보다 빠르다. NO2 g ( )만 존재하므로 (가)에서는 정반응 속도 ㄴ. (나)는 동적 평형에 도달한 상태로, 반응물인 ( )와 생성 물인 )가 함께 존재한다. NO2 g ㄷ. 반응 초기에는 g ( )만 존재하다가 시간이 지나면 ( ) 생성 반응이 일어나 (나)에서 동적 평형에 도달하므로 g NO2 ( N2O4 g )의 농도는 (나)에서가 (가)에서보다 크다. N2O4 ( N2O4 8 수소와 아이오딘의 반응에서 화학 평형 g 자료 분석 정반응: )와 )이 반응하여 ( )를 생성한다. ( H2 g ( I2 g ( H2 ) +I2 ( ) 보라색 g g HI g ) ( FLLLE 무색 g 2HI )와 ( H2 g ( I2 g 역반응: ( )가 분해되어 )이 생성된다. ㄱ. 밀폐 용기 안에서 가역 반응이 일어난다. ㄴ. 밀폐 용기 안에서 일어나는 반응은 동적 평형에 도달한다. ㄷ. 충분한 시간이 지난 후 밀폐 용기 안의 기체는 무색이다. 옅은 보라색 ㄱ. 밀폐 용기 안에서는 ( )가 생성되고 분해되는 가역 반응이 일어난다. HI g ㄴ. (나)는 동적 평형 상태이므로 정반응과 역반응이 같은 속도로 선택지 분석 HI g ㄱ. 황산 구리(Ⅱ) 오수화물의 분해 반응이 시작되면서 동시에 생 ㄴ. 밀폐 용기 안에서 일어나는 반응은 가역 반응이므로 충분한 성 반응이 진행된다. 시간이 지나면 정반응 속도와 역반응 속도가 같아지는 동적 평형 ㄴ. 반응이 진행될수록 푸른색은 계속 옅어진다. 동적 평형에 도달하면 더 이상 색 변화가 일어나지 않는다 에 도달한다. ㄷ. 초기에는 황산 구리(Ⅱ) 오수화물의 분해 속도가 생성 속도보 다 느리다. 빠르다 ㄷ. 동적 평형에 도달하였을 때 반응물인 ), ( )과 생성물인 ( )가 모두 존재하므로 기체는 무색이 아닌 옅은 보 g g I2 ( H2 HI 라색을 띤다. g 정답과 해설 77 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 77 18. 12. 4. 오후 5:27 물의 자동 이온화 본책 145쪽, 147쪽 + H3O Kw pH )에서 [ 25`°C 에서 수용액의 액성에 따른 ⑵ 가깝고, 염기성이 강할수록 ⑶ 순수한 물에 염기를 넣어 녹이면, 14 ]는 작아진다. 따라서 커지므로 [ pH 에 가깝다. 는 산성이 강할수록 에 0 ]가 - 는 일정한데 [ 는 커진다. OH 8 ⑴ 이므로 의 0.01`M 이다. 이때 ( 므로 [ ⑵ 므로 OH 25`°C 므로 [ -12 이고, aq HCl [ Kw= H3O `M ( 25`°C pH=2 ] - =1.0\10 의 0.001`M ] =1.0\10 작은 경우 수소 이온 농도는 aq Kw= `M [ H3O pOH=3 H3O 가 이다. 이때 )에서 [ KOH 이고, -11 + 9 은 경우 수소 이온 농도는 1 pH + ] + H3O =1.0\10 ] ][ - =1.0\10 이다. OH pOH=12 ] - =1.0\10 OH ] ][ + - =1.0\10 이다. -3 -2 `M 이 -14 이 `M -14 이 OH pH=11 배 크다. 10 pH 2 배 크고, 가 작 100 본책 148쪽 는 물에 녹아 을 내놓으므로 아레니우 A 1 ⑤ 1 ㄱ. (가)에서 스 산이다. HCN 로리 염기이다. ) 3N CH3 + H + H HF + ㄴ. (나)에서 ( 은 로부터 을 받으므로 브뢴스테드· ㄷ. 은 (가)에서는 을 받으므로 브뢴스테드·로리 염기이 H2O 고, (다)에서는 을 내놓으므로 브뢴스테드·로리 산이다. 즉, H + 은 양쪽성 물질로 작용한다. H H2O 본책 149쪽 ~150쪽 3 ⑤ 4 ④ 5 ⑤ 6 ② 1 ⑤ 7 ③ 2 ① 8 ⑤ 1 산 염기의 정의 자료 분석 수용액에서 을 내놓음 ➡ 아레니우스 산 (가) CH3COOH aq ( ( ) ) H^+ +H2O l CH3COO ( - aq ( + ) +H3O aq ) (나) ( H NH3 g + 을 받음 ➡ 브뢴스테드·로리 염기 )  ( 을 내놓음 ➡ 브뢴스테드·로리 산 aq  NH4 ) +H2O +OH ) ( ( + - aq ) l H^+ ( ) 을 받음 ➡ 브뢴스테드·로리 염기 - 이 ) H^+ ( OH NH2CH2COOH s +NaOH ) (  - 을 내놓음 ➡ 브뢴스테드·로리 산 NH2CH2COO aq aq ( + ) +H2O ( ) l +Na aq (다) H^+ 선택지 분석 ㄱ. (가)에서 은 아레니우스 산이다. ㄴ. (나)에서 는 브뢴스테드·로리 염기이다. ㄷ. (다)에서 은 브뢴스테드·로리 산이다. CH3COOH NH3 NH2CH2COOH 1 ⑴ ⑵  ⑶  2 ㉠ 산 ㉡ 염기 3 ⑴  ⑵ ⑶  4 ⑴ 곱 ⑵ 감소 ⑶ 감소 ⑷ × ⑷ 6 (다) (나) 5 ⑴ × ⑵  ⑶ -14 × 1.0\10 (가) 7 ⑴ 중성 ⑵ × ⑶ 커진다 × 8 ⑴ ㉠ ㉡ -2 1.0\10 ㉢ -3 > ㉡ > ㉢ ㉣ 0 ⑵ ㉠ -12 ㉣ 1.0\10 9 2 배 12 -11 1.0\10 1.0\10 11 3 100 - OH 는 물에 녹아 을 직접 내놓지 못하므로 아레니 은 산으로도 작용할 수 있고, 염기로도 작용할 수 있는 양 1 ⑴ NH3 우스 염기가 아니다. ⑵ 쪽성 물질이다. ⑶ 브뢴스테드·로리의 정의는 수용액이 아닌 상태에서 일어나는 을 가지고 있지 않지만 염기성을 나타내는 산 염기 반응과 H2O 물질도 설명할 수 있다. OH - 2 + 는 을 내놓으므로 브뢴스테드·로리 산이고, 는 + HCl 을 받으므로 브뢴스테드·로리 염기이다. H NH3 H 3 ⑴ 물의 자동 이온화는 순수한 물에서 매우 적은 양의 물 )과 분자끼리 수소 이온( )을 주고받아 하이드로늄 이온( + + H )을 만들어 내는 과정이다. 수산화 이온( ⑵, ⑶ 물의 자동 이온화는 정반응과 역반응이 가역적으로 일어 나는 반응이며, 정반응 속도와 역반응 속도가 같아지는 동적 평형 OH - H3O 에 도달할 수 있다. 4 ⑴ 물의 이온화 상수( 과 액 속에 존재하는 Kw OH [ Kw= H3O ⑵, ⑶ 일정한 온도에서 물의 Kw 가 증가할수록 [ H3O - + )는 물의 자동 이온화에 의해 수용 의 몰 농도를 곱한 값이다. ][ ] - + 는 일정하므로 수용액의 [ OH ] + ]가 증가할수 H3O - OH ) Kw = [ H3O ][ + ] - OH = ]는 감소하고, 수용액의 [ - 록 [ ⑷ OH ]는 감소한다. + 에서 순수한 물의 이온화 상수( -14 이다. H3O 25`°C 1.0\10 5 ⑴ 수소 이온 농도 지수( ⑵ =-log 수용액에서 물의 이온화 상수( pH 25`°C 이므로 -14 ⑶, ⑷ 수용액의 [ 1.0\10 가 클수록 pH+pOH=14 ]가 클수록 H3O 는 크다. + pH ) ]이다. [ H3O ) Kw = + [ H3O ][ + 이다. 는 작고, 수용액의 [ OH ] - = ] - OH pH (가)는 수용액에 6 이나 - 므로 염기성이다. OH 이 녹아 있으므로 산성이고, (나)는 + 이 녹아 있지 않으므로 중성, (다)는 H 에서 산성 용액은 OH 가 + 이 녹아 있으 H - 보다 작고, 중 성 용액은 pH 의 크기는 (다) 가 25`°C 이며, 염기성 용액은 (나) 7 (가)이다. pH 7 pH 가 보다 크므로 7 pH > > 에서 중성 용액에서는 [ 25`°C Kw= 7 ⑴ 25`°C ][ [ H3O ] + + [ ] =1.0\10 -7 - OH ] - =1.0\10 `M 이므로 -14 이다. H3O = OH 78 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 78 18. 12. 4. 오후 5:27 ㄱ. (가)에서 은 물에 녹아 을 내놓으므로 아레니 우스 산이다. CH3COOH + H ㄴ. (나)에서 는 을 받으므로 브뢴스테드·로리 염기이다. + 은 을 내놓으므로 브뢴스테드· Kw= 이 수용액의 [ 에서 [ H3O 25`°C 서 어떤 전해질이 녹아 있는 수용액의 [ 일 때, Kw= OH ][ ) [ + - -14 ] =1.0\10 H3O ] =1.0\10 이다. + - 이므로 에 ]가 25`°C -3 1.0\10 `M 이다. 따라서 -14 -3 ( 1.0\10 ]는 OH - OH -11 \ 1.0\10 `M ㄷ. (다)에서 로리 산이다. NH3 H NH2CH2COOH + H 2 물의 자동 이온화와 물의 이온화 상수 선택지 분석 ㄱ. 물의 자동 이온화 반응은 가역 반응이다. ㄴ. 에서 순수한 물속의 의 몰 농도는 + -14 25`°C 보다 작다. 이다 H3O -7 ㄷ. `M 1.0\10 에서 순수한 물의 는 1.0\10 M 보다 크다. 이다 pH pOH pH=pOH=7 ㄱ. 물의 자동 이온화 반응은 역반응도 동시에 일어나므로 가역 25`°C 반응이다. ㄴ. 에서 물의 25`°C 이고, 순수한 물의 [ 에서 순수한 물의 H3O + H3O 보다 크다. ]와 [ Kw= + OH 의 몰 농도는 - + ][ [ - H3O ]는 서로 같다. 따라서 OH ] =1.0\10 로, -14 -7 [ `M 1.0\10 ] - =1.0\10 OH 25`°C 1.0\ 이 -7 M -14 ㄷ. 10 므로 `M 25`°C pH 와 에서 순수한 물의 [ ] 는 모두 + H3O 로 같다. = pOH 7 3 물의 이온화 상수와 [ ], [ + ]의 관계 - 자료 분석 H3O OH • 단계: 에서 물의 이온화 상수 는 다음과 같다. 1 25`°C [ H3O 단계: 염산이 모두 이온화한다고 가정하면 ( ㉠ ) ] - =1.0\10 Kw= OH ][ + • Kw [ 2 H3O - ] + =1.0\10 0.1`M 단계 자료를 염산이므로 [ 이다. ] =0.1`M=1.0\10 + 에 대입하면 `M H3O • 단계: -14 -1 이다. M [ 3 OH ( ㉡ ) - ] 2 - ( =1.0\10 Kw= ] [ 1.0\10 - =1.0\10 OH -1 ) Kw [ `M OH \ -13 M 선택지 분석 이다. ] - 이다. =1.0\10 이므로 -14 이다. ㄱ. ㉠은 ㄴ. ㉡은 1 ㄷ. 염산의 농도를 13 이다. 배 묽히면 ㉡은 작아진다. 10 ㄱ. 염산의 몰 농도가 이므로 염산의 [ 이다. 따라서 ㉠은 이다. 0.1`M 이므로 [ -14 1 - OH ] =1.0\10 -13 `M + ] =0.1 H3O M= 이다. 따라 염산의 농도를 배 묽히면 이 되므로 ㉡은 10 이 되어 의 + 가 된다. H3O -2 pH=1 (가) 고, M 4 물의 이온화 상수와 [ 1.0\10 ], [ + - H3O OH 0.01`M 12 ]의 관계 -1 이다. 1.0\10 ㄴ. 서 ㉡은 ㄷ. `M Kw=1.0\10 13 0.1`M 몰 농도는 선택지 분석 ① ② ③ ④ ⑤ 1.0\10 1.0\10 1.0\10 1.0\10 1.0\10 -3 -4 -7 `M `M `M -11 -13 `M `M ③ 6 을 물에 녹여 만든 수용액의 몰 농도는 NaOH 4`g 이므로 의 몰 농도도 10`L - -2 =1.0\10 `M OH [ H3O -12 + ][ -14 이다. 따라서 수용액의 ] - =1.0\10 OH Kw= 1.0\10 `M 5 수용액의 선택지 분석 pH ① ④ 2 10 수산화 나트륨( ② ⑤ 4 12 ) 0.1`mol 10`L 이다. M -2 에서 물의 이온화 상수 의 몰 농도는 1.0\10 25`°C 이므로 는 + 이다. H3O pH 12 6 수용액의 자료 분석 pH | 실험 과정 | (가) 에서 [ 염산과 H3O 25`°C 비한다. 0.1`M 수산화 나트륨 수용액을 준 `M pH=1 -1 ➡ ] + =0.1`M=1.0\10 ] [ 0.1`M - ] [ =0.1`M=1.0\10 OH H3O =1.0\10 배로 묽힌다. `M -13 + -1 ➡ `M pH=13 (나) 과정 (가)의 두 수용액을 각각 염산: [ 염산 → 수산화 나트륨 수용액 → 0.01`M ] - =1.0\10 H3O , [ 0.01`M `M OH (다) 과정 (가)의 두 수용액을 각각 ] 10 + =1.0\10 ] =1.0\10 배로 묽힌다. 0.1`M [ 0.1`M H3O -2 -2 + ➡ -12 수산화 나트륨 수용액: `M `M pH=2 ➡ pH=12 0.1`M [ 0.1`M 염산 → 염산: [ 수산화 나트륨 수용액 → 0.001`M ] - =1.0\10 OH -3 ] 100 =1.0\10 ] + =1.0\10 H3O , [ 0.001`M H3O `M -3 + ➡ pH=3 ➡ -11 수산화 나트륨 수용액: `M | 실험 결과 | 각 수용액의 는 표와 같다. `M pH=11 과정 (가) (나) (다) pH 염산 ㉠ =1 ㉢ =2 3 수산화 나트륨 수용액 ㉡ 12 ㉣ =13 =11 ㉠ ㉡ < 선택지 분석 ㄱ. ㉠ ㄴ. ㉢ ㄷ. ㉠ ㉡이다. ㉣이다. ㉢ ㉡ = < + (가) + = 염산의 [ ㉣이다. ㉠ ㉡ ㉢ ㉣ + > + 0.1`M (㉠)이다. H3O + ] =0.1`M=1.0\10 -1 `M 이므로 수산화 나트륨 수용액의 [ 에서 0.1`M 25`°C ] + =1.0\10 염산을 [ H3O (나) [ ][ OH ] + - H 3O OH 이다. 따라서 K w= -13 `M 배로 묽히면 이 -1 `M 이므로 - ] =1.0\10 -14 (㉡)이다. =1.0\10 이 되므로 [ pH=13 (㉢)가 된다. 0.01`M ] + H3O = 0.1`M -2 이다. 따라서 10 `M 수산화 나트륨 수용액을 배로 묽히면 이 ] =1.0\10 이다. -2 ] 10 + =1.0\10 이다. 0.01`M -12 `M `M H3O pH=2 , [ (다) 염산을 배로 묽히면 이 되므로 [ 1.0\10 (나) 되므로 [ 따라서 - 0.1`M OH pH=12 0.1`M =1.0\10 -3 `M 이다. 따라서 100 0.001`M 이다. pH=3 ] + H3O 정답과 해설 79 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 79 18. 12. 4. 오후 5:27 (다) 수산화 나트륨 수용액을 배로 묽히면 - 0.1`M 이 되므로 [ 다. 따라서 ㄴ. (나)와 (다)에서 ㉢ ] (㉣)이다. =1.0\10 , ㉣ -3 , [ + 100 H3O `M 이므로 ㉢ 0.001`M 이 -11 `M ] =1.0\10 ㉣이다. 본책 151쪽 ~153쪽 1 ① 7 ① 2 ⑤ 8 ③ 3 ② 9 ① 4 ③ 5 ⑤ 6 ⑤ 10 ② 11 ① 12 ⑤ OH pH=11 ㄱ. (가)에서 ㉠ (다)에서 ㉠ ㉢ ㉣이다. ㄷ. (가) ㉡ ㉠ ∼ > + + =2 , ㉡ =11 , ㉡ =1 , ㉢ =13 이므로 ㉠ < , ㉣ ㉡이다. 이므로 =1 =13 =2 < =11 1 산 염기의 정의 자료 분석 7 수용액의 [ 자료 분석 ], [ + ], - 의 관계 H3O OH pH + 물에 녹아 ( ( ) H +H2O g l 을 내놓는다. ➡ 아레니우스 산 ) ) ( + H3O  aq +Cl aq ( - ) HCl 선택지 분석 ㄱ. 수용액의 는 이다. ㄴ. 수용액의 pH 의 몰 농도는 2 - 이다. -12 ㄷ. 수용액에 염화 수소를 더 녹이면 수용액의 1.0\10 OH `M 는 커진다. 작아진다 pH ㄱ. 수용액의 수소 이온 농도가 이므로 수용액의 는 0.01`M 이다. 온화 상수 는 ㄴ. 수용액의 수소 이온 농도가 이고, 이므로 0.01`M -14 에서 25`°C OH - 25`°C -12 이다. Kw=1.0\10 `M 1.0\10 ㄷ. 수용액에 염화 수소를 더 녹이면 수용액의 수소 이온 농도가 증가하므로 수용액의 는 작아진다. pH 2 에서 물의 이 의 몰 농도 pH 8 우리 주변 물질의 자료 분석 pH 산성이 강해진다. 염기성이 강해진다. 산성 [ ] + [ H3O ] - > OH 중성 [ ] [ H3O + = OH ] - 염기성 [ ] + ] - < OH [ H3O 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 pH 10 11 12 13 14 레몬즙 위액 식초 선택지 분석 증류수 베이킹 소다 탄산음료 수용액 암모니아수 우유 비눗물 하수구 세정제 ㄱ. 용액을 방울 떨어뜨릴 때 노란색을 띠는 것은 5 BTB 가지이다. 1∼2 ㄴ. [ ㄷ. [ [ ] + < ] + - - = OH H3O H3O ]인 것은 가지이다. OH [ ]인 것은 증류수이다. 4 ㄱ. 용액을 떨어뜨릴 때 노란색을 띠는 것은 산성이다. 산 BTB 성 물질은 가 보다 작은 위액, 레몬즙, 식초, 탄산음료, 우유 로 pH 가지이다. 7 ㄴ. [ 5 ] + [ ]이면 산성, [ - ] + [ ]이면 염기성이 - 다. 염기성 물질은 베이킹 소다 수용액, 비눗물, 암모니아수, 하 OH OH > < H3O H3O 수구 세정제로 가지이다. ㄷ. 에서 [ 4 H3O ] + [ = OH - ] =1.0\10 -7 M 25`°C 증류수이다. + K (가) 수산화 칼륨( )을 물에 녹이면 칼륨 이온( )과 수산화 이온( )이 생성된다. KOH - OH (나) 아세트산( KOH H2O  + - K +OH )을 물에 녹이면 아세트산 이온 ( CH3COO C H 3C O O H )과 하이드로늄 이온( - )이 생성된다. + CH3COOH+H2O H3O  CH3COO - )를 염화 수소( (다) 암모니아( + +H3O )와 반응시키면 염화 암모늄 )이 생성된다. NH3 HCl ( NH4Cl NH3+HCl NH4Cl  선택지 분석 A (가) (나) ① ② ③ ④ (가), (나) ⑤ (나), (다) (다) B (나), (다) (가), (다) (가), (나) (다) (가), (다) - OH + - (가)에서 은 물에 녹아 을 내놓으므로 아레니우스 염 기이지만, 다른 물질로부터 KOH 을 받지 않으므로 브뢴스테드·로 리 염기는 아니다. H (나)와 (다) 중에는 물에 녹아 을 내놓는 물질이 없으므로 아 레니우스 염기를 포함하는 반응은 없다. 그러나 (나)에서 OH 은 으로부터 을 받아 이 되므로 브뢴스테드· H2O + + CH3COOH H 로리 염기이며, (다)에서 HCl 이 되므로 브뢴스테드·로리 염기이다. NH3 는 H3O 로부터 을 받아 + H + NH4 2 브뢴스테드·로리 산 염기 자료 분석 을 내놓는다. ➡ 브뢴스테드·로리 산 + H HXY HCN (가) NaXY H2O 이 - NaOH 에서 을 얻는다. NaOH + ➡ 브뢴스테드·로리 염기 H OH HXY 로부터 선택지 분석 ㄱ. 는 브뢴스테드·로리 산이다. ㄴ. (가)의 쌍극자 모멘트는 HXY 이 아니다. ㄷ. 에서 와 는 모두 옥텟 규칙을 만족한다. 0 X 을 내놓으므로 브뢴스테드·로리 산이다. Y + 이므로 극성 분자이다. 따라서 (가)는 쌍극자 모멘 ㄱ. NaXY 는 HXY ㄴ. (가)는 H H2O 이 아니다. 트가 ㄷ. 와 0 X 인 것은 중성인 는 각각 가장 바깥 전자 껍질에 개의 전자를 채우고 있으므로 옥텟 규칙을 만족한다. Y 8 80 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 80 18. 12. 4. 오후 5:27 3 짝산 - 짝염기 자료 분석 (가) 짝산- 짝염기 관계 산 산 CH3NH3 CH3NH2+HCl 짝산- 짝염기 관계  염기 + - 염기 +Cl (나) 2- 염기 CO3 짝산- 짝염기 관계 산 HCO3  짝산- 짝염기 관계 산 +H2O - - 염기 +OH (다) + H 선택지 분석 +H2O  + H3O ㄱ. (가)에서 ㄴ. (나)에서 ㄷ. (다)에서 은 의 짝염기이다. 의 짝산이다. - 은 CH3NH2 HCO3 H2O HCl 2- 은 아레니우스 산이다. 브뢴스테드·로리 염기 CO3 + CH3NH3 산이 을 내놓아 생성된 물질이 그 산의 짝염기이고, 염기가 + + 을 얻어 생성된 물질이 그 염기의 짝산이다. H H ㄴ. (나)에서 은 에게 을 내놓으므로 브뢴스테드· 로리 산이고, HCO3 2- CO3 ㄱ. (가)에서 - - OH 의 짝산이다. + H 은 로부터 을 받으므로 브 + 뢴스테드·로리 염기이고, CH3NH2 HCl + 의 짝염기이다. H ㄷ. (다)의 반응은 아레니우스 산 염기 정의로 설명할 수 없다. (다) CH3NH3 에서 은 을 받으므로 브뢴스테드·로리 염기이다. + H2O H 4 물의 자동 이온화 선택지 분석 ㄱ. 물의 자동 이온화 반응은 동적 평형에 도달할 수 있다. ㄴ. 에서 순수한 물속의 의 몰 농도는 + -7 25`°C 이다. H3O ㄷ. 의 순수한 물에서 의 농도는 + 25`°C 크다. 작다 H3O H2O `M 1.0\10 의 농도보다 더 ㄱ. 물의 자동 이온화에 의해 생성된 하이드로늄 이온( )과 + 수산화 이온( )은 서로 반응하여 다시 물 분자를 생성할 수 H3O - 있으므로 물의 자동 이온화는 가역 반응이다. 따라서 물의 자동 OH 이온화 반응은 동적 평형에 도달할 수 있다. ㄴ. 에서 25`°C 몰 농도와 이다. - OH -14 Kw=1.0\10 의 몰 농도는 서로 같으므로 모두 이고, 순수한 물에서 의 + H3O -7 1.0\10 `M ㄷ. 물의 자동 이온화는 매우 적은 양의 물 분자에서만 일어나므로 의 순수한 물에서 의 농도가 의 농 + 도보다 더 크다. 25`°C H2O H3O 5 물의 이온화 상수 자료 분석 온도( ) °C 0 20 25 40 60 Kw -14 -14 -14 -14 -14 0.11\10 0.68\10 1.00\10 2.92\10 9.61\10 가 온도가 높아질수록 증가한다. ➡ 순수한 물의 가 높아질수록 작아진다. Kw 는 온도 pH 선택지 분석 ㄱ. 순수한 물의 는 에서가 에서보다 크다. ㄴ. 의 몰 농도는 pH + ㄷ. H3O 에서 는 70`°C Kw 60`°C 40`°C 보다 크다. -14 20`°C 25`°C 9.61\10 에서가 에서보다 크다. 작다 ㄱ. 물의 온도가 낮아질수록 가 작아지므로 순수한 물의 는 온도가 낮을수록 커진다. 따라서 순수한 물의 는 pH 에 Kw 서가 에서보다 크다. pH 20`°C ㄷ. 물의 온도가 높아질수록 60`°C 가 커지므로 에서 는 -14 ㄴ. 9.61\10 몰 농도는 보다 크다. Kw 70`°C Kw 가 클수록 의 몰 농도는 커지므로 Kw 25`°C 에서가 H3O 40`°C + 에서보다 작다. 의 + H3O 6 수용액의 [ 선택지 분석 ], + H3O pH ㄱ. 이다. -2 ㄴ. 수용액 속에 존재하는 x=1.0\10 이다. 의 양( + H3O mol ㄷ. 물을 더 넣어 수용액의 부피를 )은 -2 . 0\10 1 1.0\10 로 만들면 수용액의 `mol `mol -3 는 이다. 1000`mL ㄱ. pH 3 이므로 수용액의 pH=2 된다. 따라서 ( H3O )의 몰 농도 ㄷ. 물을 더 넣어 수용액의 부피를 HCl aq 배 묽어지므로 수용액의 ㄴ. 수용액의 몰 농도가 10 이므로 수용액 속에 존재하는 pH 의 몰 농도는 + -2 이 1.0\10 )이다. ( -2 M 로 만들면 수용액은 M 는 x=1.0\10 1000`mL 이다. 3 1.0\10 H3O -2 의 양( + `M 이고 부피가 )은 0.1`L -3 mol 1.0\10 이다. mol 7 수용액의 [ 자료 분석 ], [ + ] - H3O OH 의 양( + H3O 구분 mol 수용액 ) =1.0×10 부피( ) -2 ( -3 ) ×0.1=1.0×10 mol (가) (나) ( ) L pH HCl aq ( ) 0.1 2 NaOH 의 양( + aq 10 ) =1.0×10 mol -13 1.0\10 ( -12 13 ×10=1.0×10 mol H3O 선택지 분석 + [H3O ](M) -2 1.0\10 -13 - [OH ](M) -12 1.0\10 -1 1.0\10 ) ㄱ. (가)에 들어 있는 ㄴ. (나)에 들어 있는 H3O - OH ㄷ. 수용액에 들어 있는 의 몰 농도는 + 의 몰 농도는 의 양( + H3O mol 이다. -2 `M 이다. -13 1.0\10 . 0\10 1 -1 )은 (가)가 (나)의 1.0\10 M `M 이다. 배 8 배 9 10 10 의 몰 농도는 ㄱ. (가)의 이므로 (가)에 들어 있는 + H3O pH=2 이다. -2 `M ㄴ. (나)의 1.0\10 농도는 이다. 1.0\10 ㄷ. 수용액에 들어 있는 이므로 (나)에 들어 있는 -13 pH=13 이고, `M - OH 의 몰 농도는 의 몰 + H3O 1.0\10 -1 `M 의 양( + )은 다음과 같다. (가) (나) 따라서 1.0\10 1.0\10 H3O + -2 mol -3 H3O `M\0.1`L=1.0\10 `M\10`L=1.0\10 -12 )은 (가)가 (나)의 -13 의 양( mol `mol `mol 배이다. 9 10 정답과 해설 81 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 81 18. 12. 4. 오후 5:27 2 > ㄱ. (가)는 [ > , (나)는 [ 8 수용액의 자료 분석 , pH pOH 두 수용액에 공통으로 들어 있는 이 이다. H3O + • 두 수용액의 부피는 같고, 의 수는 ( 수용액 속 ( ) ]는 B 값은 aq ( pH+pOH A A ( aq aq )이다. ( ) ) ( ) aq >B =B aq 이므로 은 ㄱ. 공통으로 들어 있는 이온이 ㄴ. [ ]가 클수록 + ㄷ. 수용액의 온도가 pH H3O + 가 작으므로 H3O 는 ( 이다. + ( H3O ) )이다. pH >B 로 일정하므로 수용액의 aq aq A 값은 ( ), ( °C ) 모두 25 로 같다. pH+pOH A aq B aq 14 9 수용액의 [ 자료 분석 ], [ + ] - H3O OH 염기성 pH 13 중성 산성 7 2 0 A(aq) B(aq) C(aq) 선택지 분석 구분 ( ) A ( aq ) aq B ) ( C aq ( ) + [H3O ] - [OH ](M) -1 1.0\10 1.0\10 1.0\10 1.0\10 1.0\10 1.0\10 -12 -7 M -13 -2 -7 ㄱ. ( )에 용액을 〜 방울 떨어뜨리면 파란색으로 변 A aq 한다. BTB ㄴ. [ ]는 ( )이 ( - OH A aq ㄷ. 수용액에 존재하는 H3O 배이다. aq B 배 5 2 1 )의 11 의 양( 10 + 배이다. 배 )은 )이 ( )의 mol C aq 1 11 ( 10 B aq ㄱ. 5 ( 10 )은 염기성이므로 이 수용액에 용액을 방울 떨어뜨리면 파란색으로 변한다. aq A BTB ㄴ. ( )의 [ ]는 - [ OH 의 ]는 - A aq 1.0\10 배이다. -12 `M 1∼2 ( 이고, )의 B aq A aq -1 - 1.0\10 OH OH 이다. 따라서 [ `M ]는 ( B )이 aq ( ) 선택지 분석 ㄱ. 가 가장 큰 것은 (다)이다. (가) ㄴ. [ pH ]는 (가)가 가장 크다. - ㄷ. 수용액에 존재하는 OH 의 양( + H3O mol )은 (가)가 (다)보다 크다. (가)와 (다)가 같다 ㄴ. [ (가) + H3O (나) ]는 (다) (나) (가)이고 는 일정하므로 [ > (다)이다. > Kw (다)는 [ + M ㄷ. 수용액에 존재하는 H3O ] =0.5 + ] =0.2`M pH 의 양( + H3O 이므로 는 (가) (나) H3O (다)이다. > > )은 (가)가 ]는 - OH + , ] =0.4`M 0.2`M\ 로 (가) , (다)가 H3O mol 0.05`L=0.01`mol 와 (다)가 같다. 0.5`M\0.02`L=0.01`mol 11 우리 주변 물질의 선택지 분석 pH ㄱ. 증류수에 들어 있는 의 몰 농도는 + H3O 의 몰 농도는 커피가 탄산음료의 1.0\10 배이다. + 의 몰 농도는 제산제가 하수구 세정제의 2 ㄴ. ㄷ. H3O - OH 이다. -7 배 `M 1 배이다. 100 배 1000 1 1000 ㄱ. 증류수의 는 이므로 증류수에 들어 있는 의 몰 농 + 도와 pH 의 몰 농도는 모두 7 - ㄴ. 커피는 탄산음료보다 OH 이다. H3O 1.0\10 pH 배이다. -7 가 2 `M 만큼 크므로 의 + H3O 가 만큼 작으므로 의 + pH 배이고, 3 의 몰 농도는 하수 H3O - OH 몰 농도는 탄산음료의 ㄷ. 제산제는 하수구 세정제보다 1 100 몰 농도는 하수구 세정제의 구 세정제의 배이다. 1000 1 1000 12 수용액의 자료 분석 , [ ] - pOH OH 공통 이온이므로 산 수용액이다. + H3O 이며, (나)와 (다)는 (가) j pH 7 선택지 분석 (나) pH<7 (다) pH<7 이고, ( )의 [ ] + H3O = 이다. 두 수용액의 부피가 같으므로 수용액 속에 H3O `M aq C ㄱ. 수용액의 는 (가)가 가장 작다. )이 ( )의 배이다. mol B aq C aq 5 10 ㄴ. (다)의 [ pOH ] - >1.0\10 -7 이다. < `M ㄷ. 메틸 오렌지 용액을 떨어뜨렸을 때 노란색을 띠는 수용액은 OH ㄷ. 1 11 ( 10 B aq 1.0\10 존재하는 )의 [ -7 `M + H3O + ] =1.0\10 ( )은 의 양( -2 10 수용액의 [ 자료 분석 ], - 의 양 + OH H3O 구분 (가) (나) (다) 수용액 0.2 M 0.2 M 0.2 M HA(aq) HA(aq) HA(aq) 50 mL 50 mL 50 mL 0.2 M 0.2 M 0.2 M H2B(aq) H2B(aq) H2B(aq) 150 mL 150 mL 150 mL 0.5 M 0.5 M 0.5 M HC(aq) HC(aq) HC(aq) 20 mL 20 mL 20 mL ] [ H3O + + 의 양 H3O 0.2`M 0.01`mol 0.4`M 0.06`mol 0.5`M 0.01`mol 82 정답과 해설 가지이다. 1 산 수용액이 가지인데, 공통적인 이온( )을 가지고 있는 수용액 은 (나)와 (다)이므로 은 2 이고, (나)와 (다)가 산 수용액이 + 다. 따라서 (가)는 중성이나 염기성 물질이 녹아 있는 수용액이다. H3O ㄱ. 수용액의 는 (가) (다) (나)이므로 는 (나) (다) (가)이다. pH > > pOH > > ㄷ. 메틸 오렌지 용액을 떨어뜨렸을 때 노란색을 띠는 수용액은 중성이나 염기성 물질이 녹아 있는 수용액인 (가) ㄴ. (다)는 산 수용액이므로 [ 가지이다. -7 M ] 1 - <1.0\10 OH 이다. 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 82 18. 12. 6. 오전 11:50 산 염기 중화 반응 구분 (가) (나) 1 ⑴  ⑵ ⑶  2 3 ⑴ 중화 적정 ⑵ ㉠ 중화 50`mL 점 ㉡ 지시약 4 (가) 염기성 (나) 염기성 (다) 중성 (라) 산성 × 본책 155쪽 + - H : 과 의 몰비 은 항상 1 ⑴ 중화 반응이 일어날 때 로 반응하여 물을 생성한다. ⑵ 산과 염기의 종류에 따라 중화 반응으로 생성되는 염의 종류 가 다르다. ⑶ 중화 반응의 알짜 이온 반응식은 항상 이다. H2O +OH OH H 1 1 - +  2 ( ) 를 완전히 중화하는 데 필요한 라고 하면, 중화 반응의 양적 관계 HCl ( 0.1`M NaOH 0.2`M 는 다음과 같다. aq aq )의 부피를 100`mL x , x=50`mL 1\0.1`M\100`mL=1\0.2`M\x 3 ⑴ 중화 반응을 이용하여 농도를 모르는 산이나 염기의 농도 를 알아내는 과정을 중화 적정이라고 한다. ⑵ 산과 염기가 각각 내놓는 + 산과 염기는 서로를 완전히 중화시키는데, 이 지점을 중화점이라 )이 같아지면 의 양( mol OH 과 H - 고 한다. 중화점을 찾아낼 때는 중화점의 범위에서 색이 변하 는 지시약을 사용한다. pH (가)와 (나)의 용액에는 4 기성이고, (다)의 용액에는 - 과 OH + 아 있지 않으므로 용액의 액성은 중성이며, (라)의 용액에는 이 모두 중화 반응하여 남 OH H - 이 있으므로 용액의 액성은 염 이 있으므로 용액의 액성은 산성이다. + H A 1 ① B 2 ④ C 3 ② 본책 156쪽 ~157쪽 1 혼합 용액의 단위 부피 속에 존재하는 양이온 수는 (가)는 개, 개이고, (나)는 개이다. 그런데 혼 개, 개, 2N 12N ( 합 용액의 총 부피는 (나)가 (가)의 3 2 3 , 이온 수를 배이므로 (가)에 존재하는 양 6 이라고 하면, (나)에 존재하는 2 3N 이다. 은 (가)에는 있고 (나)에는 없으므로 반응에 참여하는 이온인 양이온 수는 3N 4N , , 2 이다. + )의 부피는 (나)가 (가)의 배이므로 (나)의 H 개수가 (가)의 NaOH aq 배인 은 혼합 전 각 ( 4 NaOH 수와 + )과 Na 이고, 이에 따라 은 4 )에 들어 있는 + ( 이다. + K 의 수는 각 - aq KOH 수의 합과 같고, + aq ( OH )에 들어 있는 의 수는 반응하여 소모된 개수와 혼합 용액에 존재하는 개수의 합과 HCl H^+ Na aq K 혼합 후 전체 양이온 수 혼합 전 이온 수 H^+ + Na + K H^+ - Cl Na^+ + K - 생성된 물 분자 수 OH 2N 3N 3N 2N+6N=8N 8N 3N 3N 6N 6N ) ) mol mol 12N 4N 16N 16N 12N 4N 16N 16N 이다. 2 H^+ + 따라서 (가)에서 생성된 물의 양( (나)에서 생성된 물의 양( (가) (다)에서 = 6N 16N 가지 염기 수용액을 사용했으므로 반응 후 =3/8 이 남아 있다면 혼합 용액 속에는 2 ∼ 종류의 양이온( , + )이 들어 있고, 이 모두 반응했다면 혼합 용액 속에는 Na K H 류의 양이온( H , + + + 3 )이 들어 있다. 용액 (가)와 (나)에서 혼합 용액 내 양이온 수의 비가 각각 Na K , + 종 2 와 : : 중 하나이므로 (가)와 (나)에는 종류의 양이온만 들어 있으 1 2 )에 들어 있는 은 모두 반응하였다. 따라서 (가)와 ( 며, 1 9 HCl (나)에서 aq ( )에 들어 있는 H^+ 2 수는 생성된 + H 에 들어 있는 수는 + 분자 수와 이다. 또한 이고, 생성된 물 분자 수가 H 이므로 혼합 H2O 2N 5N 같으므로 HCl aq ( (다)에서 HCl + aq 수는 + 수는 H 후 ㉠과 ㉡은 각각 N 양이온 수비를 H ) 10`mL 6N : 와 : 이다. 중 하나이므로 용액 (가)에 들어 있는 ( ) aq 속에 ( ) NaOH ) 10`mL , 1 1 K Na 속에 들어 있는 : 2 + + 9 =9 + 수는 1 : 이라고 가정하면 , ( 30`mL 들어 있는 ( K ) + NaOH 30`mL 양이온 수비는 수는 Na KOH 이라고 할 수 있다. 이를 (나)에 적용하면 aq 9N N 속에 들어 있는 수는 + aq 20`mL 속에 들어 있는 수는 + : + K + : Na 6N 이 되므로 (나)에 들어 있는 3N 이 되어 성립한다. KOH aq ( )과 Na K ( =2 )에서는 각각 들어 있는 양이온 수와 1 aq 수가 같으므로 (가)에서는 물 분자 KOH aq 이 생성되고 NaOH - 이 남는다. 따라서 - OH OH 6N 용액 (가) (나) (다) 부피 이온 수 부피 이온 수 부피 이온 수 (가)에서는 에서는 + 용액에서는 H OH N 이다. 4N x=4N 혼합 전 용액의 부피( ) ) ( HCl aq 20 + 4N 4N - 10 + 2N 2N - H Cl H Cl ) NaOH( aq 30 + 9N 9N - 20 + 6N 6N - Na OH Na OH mL ) KOH( aq 10 + N N - K OH 30 + 3N 3N - K OH 생성된 물 분자 수 혼합 용액 내 양이온 수의 비 x= 4N 2N + : : Na =9 + : : Na =2 + + K 1 K 1 H Cl - - - 5N Na OH K OH 20 + 2N 2N 10 + 3N 3N 이 남고, (나)에서는 30 + 6N 6N - 6N 이 남는다. 따라서 (가), (나), (다)를 모두 혼합한 - 12N 이므로 (가), (나), (다) 7N 이 남고, (다) 이 남으며, 수는 이다. OH - - OH 를 모두 혼합한 용액에서 3 용액 Ⅰ에 존재하는 이온은 OH x=4N 3x , 중 하나는 모두 반응하여 존재하지 않는다. - , C B A 로 가지이므로 과 는 용액 Ⅰ에 H 3 )을 넣어 준 용액 Ⅱ에서는 모두 반 는 이다. B + NaOH 응하여 존재하지 않으므로 aq + B H 같다. 따라서 혼합 전 각 용액에 들어 있는 이온 수와 혼합 후 생 OH 는 존재하였으나, ( 성된 물 분자 수는 다음과 같다. 정답과 해설 83 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 83 18. 12. 4. 오후 5:27 용액은 전기적으로 중성이므로 양이온의 총수와 음이온의 총수가 같아야 한다. 따라서 용액 Ⅰ에서 가 어야 하므로 수 이다. 용액 Ⅱ에서 수가 되 +H 수 수 가 K , - + + =Cl 수 + + - 수 - A K Cl 수가 되어야 하므로 - C 가 K , - 가 +Na + + 이다. ㄱ. 구경꾼 이온은 반응에 참여하지 않는 이온으로 종류이다. ㄴ. 두 수용액의 농도가 같지만 중화 반응 후 반응시킨 수용액의 부피는 염산이 수산화 나트륨 수용액보다 크다. H , + - Cl Na 2 이 존재하므로 + =Cl 단위 부피당 이온 수 +OH D 혼합 용액의 부피 OH 총 이온 수이므로 정리 Na E ㄷ. 용질의 양( )은 몰 농도( )에 용액의 부피( )를 곱한 값이 하면 다음과 같다. \ = M 다. 농도가 같고 용액의 부피는 염산이 크므로 혼합 전 염산에 들 mol L 이온의 종류 ( ) + ( ) + ( ) - ( ) - ( ) + 어 있는 의 양( )이 수산화 나트륨 수용액에 들어 있는 A K B H C Cl D OH E Na HCl 의 양( )보다 크다. mol 4N 4N 8N 60N 60N 120N 0 0 0 0 3N 6N 9N 12N mol NaOH 2 중화 반응의 양적 관계 자료 분석 종류의 음이온이 하므로 (가)는 2 염기성 용액이다. OH 로 존재 : 이 존재하는 1 - 1 60N 에 들어 있는 120N 180N 240N 수는 각각 이 수와 + H 에 들어 있는 HCl 고, aq 5`mL ) ( aq 이다. 따라서 ( NaOH 240N 요한 위 부피당 전체 양이온 수와 상댓값( 5`mL aq HCl )의 부피는 5`mL NaOH aq ) ( - 수와 Cl + 120N 수는 각각 - Na OH 를 완전히 중화시킬 때 필 10`mL 이며, 혼합 용액에 존재하는 단 )은 다음과 같다. n Ⅰ Ⅱ 단위 부피당 이온 수 총 이온 수 ) ( 단위 부피당 15`mL 이온 수 총 이온 수 ) ( 20`mL ) ( 10 0 10 ( 부피( HCl )의 ) aq )의 ( mL ) 부피( NaOH 혼합 용액의 aq mL 전체 부피( ) 전체 양이온 수 mL 단위 부피당 전체 양이온 수 (상댓값) n 0 0 10 5 15 10 10 20 10 15 25 10 20 30 240N 240N 480N 720N 960N 24N 16N 24N 28.8N 32N 선택지 분석 ㄱ. 이다. 이를 만족하는 그래프는 ②번이다. 1 2/3 1 1.2 4/3 < ㄷ. 혼합 용액 속 양이온의 양( pH )은 (가) (다)이다. (가) (다) 구분 ( ) HX aq x`M 100`mL (가) 염기성 0.1x`M 200`mL (나) 산의 양( )이 (가)의 1/5 이다. ➡ (나)는 염기성 용액 mol 이다. (다) 이므로 염기의 양 (라) y`M 100`mL ) BOH( aq 0.1y`M 200`mL )은 ( y=2x ➡ (다)는 산성 용액이다. 0.04x mol 몰이다. ㄴ. 혼합 용액의 x < mol > : OH y=2x ㄱ. 모형을 통해 (가) 용액에는 서로 다른 음이온이 의 비율 로 존재함을 알 수 있다. 즉, 과 + 은 : 로 반응하여 물 1 1 - 을 생성하였고, 과량의 H 이 남아 - OH - 혼합 용액은 염기성이며, 이다. X 과 1 1 : 1 1 로 존재하므로 ㄴ. (나)에서 혼합 전 산의 양( )이 (가)의 이므로 (나)는 염기성 용액이다. (다)에서 혼합 전 산의 양( mol 몰이고, 혼합 전 염기의 양( )은 몰 (다)는 산성 용액이다. 따라서 혼합 용액 (나)의 mol 0.02y 는 (다)의 보다 크다. ㄷ. 혼합 용액 속 양이온의 양( )은 (가)에서 1 )은 5 0.1x 몰이므로 pH 몰, (다) mol =0.04x pH + 몰과 에서 + 0.04x 3 중화 반응의 양적 관계 H B + 0.06x 자료 분석 mol 몰이므로 (가) B 0.2x (다)이다. > 몰 농도가 같으므로 혼합 전 수용액 각각 + 이라고 가정하면, 생성되는 물 분자 수는 다음과 같다. H 당 들어 있는 10`mL 수, 수를 - OH n 혼합 용액 (가) (나) (다) (라) (마) ( )( ) HCl aq mL ( )( ) NaOH aq 생성되는 물 분자 수 mL 10 + n H + 20 2n H 30 + 3n H 40 + 4n H - 50 5n OH - 40 4n OH 30 - 3n OH 20 - 2n OH + 50 5n H - 10 OH n n 2n 3n 2n n 본책 158쪽 ~160쪽 1 ⑤ 7 ⑤ 2 ① 8 ③ 3 ⑤ 9 ① 4 ① 5 ⑤ 6 ③ 10 ③ 11 ⑤ 12 ② 1 중화 반응의 이온 모형 자료 분석 : 구경꾼 이온 + Na 선택지 분석 크다. H2O Na+ Cl- Cl- H+ H2O Cl- Na+ Cl + H : 구경꾼 이온 - : 과량으로 들어 있어 중화 반응을 하고 남은 것이다. ㄱ. 구경꾼 이온은 종류이다. 구경꾼 이온: , + - Na Cl ㄴ. 반응시킨 수용액의 부피는 염산이 수산화 나트륨 수용액보다 2 ㄷ. 혼합 전 염산에 들어 있는 의 양( )은 수산화 나트륨 수용액에 들어 있는 HCl 의 양( mol )보다 크다. 농도가 같은 ( )과 NaOH mol )을 반응시키면 ( ( )의 과 + HCl ( aq )의 NaOH aq 이 중화 반응하여 - )을 생성한다. HCl aq H NaOH aq OH ( H2O l 84 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 84 18. 12. 4. 오후 5:27 선택지 분석 ㄱ. 생성된 물 분자 수는 (다)가 가장 크다. ㄴ. 혼합 용액의 는 (라)가 (나)보다 크다. 작다 ㄷ. 알짜 이온 반응식은 (가)〜(마)가 모두 같다. pH ㄱ. 생성된 물 분자 수는 (다) (나) (라) (가) (마)이다. ㄷ. 중화 반응에서 산의 > 과 염기의 = 은 항상 알짜 이온이 = > - + 며, 알짜 이온 반응식은 다음과 같다. H OH ( ) + H ㄴ. 혼합 용액의 aq +OH  )이 클수록 크고, 산성 용액에서는 pH ) ( - 는 염기성 용액에서는 H2O aq l ) ( 의 양 - OH )이 작을수 ( mol 록 크다. 따라서 는 (가) (나) (다) H mol (마)이다. 의 양( + (라) pH > > > > 4 중화 반응의 양적 관계 자료 분석 단위 부피를 로 가정한다. 1`mL 단위 부피당 생성된 물 분자 수 전체 생성된 물 분자 수 2N 6N 5N 30N 60N 150N 혼합 용액 (가) (나) (다) 혼합 전 용액의 부피( ) ) ( HCl aq 10 120N 5 60N 15 180N ) ( NaOH aq 5 30N 0 10 60N mL ) ( KOH aq 0 5 90N 5 90N 선택지 분석 ㄱ. (가)는 산성이다. ㄴ. 총 이온 수는 (다)가 (나)의 배이다. 배 ㄷ. ( ) , 2 , ( ) 를 HCl NaOH 10`mL 혼합한 용액은 염기성이다. aq 5`mL KOH aq 5`mL ) 2.5 ( aq 중성 단위 부피를 로 가정하면 전체 생성된 물 분자 수는 (가) , (나) 1`mL , (다) 이다. - OH 수는 60N 120N 60N + + 180N H 들어 있으므로 ㄱ. (가)에서는 30N 150N 60N )의 부피가 큰데 생성되는 물 분자 수가 (가)가 (나)보다 aq 적은 것으로 보아, (가)에서 HCl 에 이 ) ( ( 들어 있음을 알 수 있다. 따라서 (다)에서 NaOH aq 는 60N (나)에서는 물 분자가 OH - 이 들어 있다. 생성되었으므로 ( 5`mL NaOH - OH ) 30N 10`mL ) 에 에 aq ( 이 들어 있다고 가정하면, (다)에서 생성되는 물 분자 KOH aq 5`mL 60N 이 되어 모순이 생긴다. 따라서 ( ) 에 이 들어 있다. HCl aq 5`mL 에 이 H (다)에서는 물 분자가 생성되었는데, ( ) 이 들어 있고, ( ( ) HCl 에 150N NaOH 10`mL 에 ) - 5`mL 90N 남으므로 (가)는 산성이다. aq aq - 15`mL 60N OH 이 들어 있다. H OH KOH 이 + ㄴ. (나)에서 중화 반응 후 혼합 용액에 들어 있는 이온 aq 90N + 90N K 후 혼합 용액에 들어 있는 이온 수는 이다. 따라서 혼합 용액 속에 들어 있는 총 - 30N Cl - 60N , 이다. (다)에서 중화 반응 수는 OH Na Cl , , , , - + 180N 60N + + K H 이온 수는 (다)가 (나)의 30N 배이다. 90N ( ) ㄷ. HCl aq 에는 10`mL - 에는 2 + 120N 이 들어 있으며, H 이 들어 있고, ( ) ( NaOH ) aq 에는 OH 이 들어 있다. 따라서 이 세 가지 용액을 혼합하면 완 KOH mL aq 5 - 5`mL 30N 90N OH 전히 중화되어 혼합 용액은 중성이 된다. 5 중화 반응의 양적 관계 자료 분석 혼합 용액 혼합 전 용액의 부피( ) mL ( ) HCl aq ( ) NaOH ( aq ) KOH aq 혼합 용액의 양이온 수비 (가) 10 5 20 + H Na + + K (나) 20 30 20 + K + Na 의 수는 수용액은 전기적으로 중성이므로 용액에 존 의 수, 재하는 + 수의 합과 같아야 한다. 따라서 (가)에서 의 수는 전체 양이온 Cl 혼합 후 남아 있는 H 의 수와 Na K + - + 수의 보다 작아야 한다. + H 1/2 선택지 분석 양이온의 종류가 은 존재하지 않는다. + 2 가지이므로 의 + 의 수만 + 배 증가하였으므로 Na 이다. : K 수는 (가)와 같고 H (가)보다 : + 6 + K Na =3 1 ㄱ. 은 (가)와 (나)에 공통으로 존재한다. ㄴ. Na + 는 (가)가 (나)보다 작다. ㄷ. (나)에서 생성된 물 분자 수 pH (가)에서 생성된 물 분자 수 이다. =8/3 ㄱ. (가)에는 , , + + 이 존재하고, (나)에는 이 모두 소 + 모되어 + ㄴ. (가)에는 Na Na K 이 존재한다. + K 이 존재하므로 용액의 액성은 산성이고, (나)에는 + H + H 과 이 존재하지 않으므로 용액의 액성은 중성 또는 염기성 용액 H + H 이다. 따라서 는 (가) (나)이다. ㄷ. (나)에서 수는 (가)와 같고, < 수는 (가)의 배이므로 pH + + (가)와 (나)에 들어 있는 이온 수는 다음과 같다. Na K 6 용액 (가) (나) + H N 이온 수 + Na N 6N - OH + K 2N 2N 0 0 이고 (나)에서 - Cl 4N 8N 이므로 8N 0 생성된 물 분자 수는 (가)에서 (나)에서 생성된 물 분자 수 (가)에서 생성된 물 분자 수 3N 이다. =8/3 6 중화 적정 실험 과정 자료 분석 중화 적정 실험은 농도를 모르는 산이나 염기 용액의 농도를 적정하는 것이므로 가장 먼저 진행한다. ➡ 과정 ❶ (가) 농도를 모르는 ( ) 를 삼각 플라스크에 넣고 BTB 〜 aq 용액 HCl 방울을 떨어뜨린다. 10`mL 산성에서 노란색, 중성에서 초록색을 띠므로 혼합 용액이 노란 색에서 초록색으로 변한 순간 적정을 멈춘다. 2 1 용액의 농도를 계산하여 구하는 과정이므로 가장 마지막에 진행한다. ➡ 과정 ❺ (나) 가수( )와 수용액의 몰 농도( ) 및 부피( )와 관련된 식 M 를 이용하여 ( V )의 몰 농도를 구한다. (다) 삼각 플라스크 속 혼합 용액 전체가 초록색으로 변한 순간 뷰 HCl aq 중화점 도달 n 과정 ❸ n1M1V1=n2M2V2 렛의 꼭지를 잠근다. 과정 ❷ (라) 뷰렛에 ( )을 넣고, ( )이 들어 있는 삼 각 플라스크에 조금씩 떨어뜨린다. 표준 용액 0.1`M NaOH aq HCl aq 과정 ❹ 한다. (마) 뷰렛의 눈금을 이용하여 넣어 준 ( )의 부피를 구 NaOH aq 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 85 18. 12. 4. 오후 5:27 정답과 해설 85 를 이용하여 ( )의 농도를 구한다. 자료 분석 선택지 분석 ① (가) → (나) → (다) → (라) → (마) ② (가) → (다) → (나) → (라) → (마) ③ (가) → (라) → (다) → (마) → (나) ④ (가) → (라) → (마) → (다) → (나) ⑤ (가) → (마) → (다) → (라) → (나) 10`mL ( (가) 농도를 모르는 ( ) 를 삼각 플라스크에 넣고 용액 〜 방울을 떨어뜨린다. → (라) 뷰렛에 표준 용액인 HCl aq 1 )을 넣고, BTB 0.1`M 에 뷰렛의 표준 용액을 넣어 주면서 삼각 플라스크를 바닥에 놓은 상태에서 살살 흔든다. → (다) 삼각 플라스크 속 혼합 용액 전체 )이 들어 있는 삼각 플라스크 ( 2 aq NaOH HCl aq 가 초록색으로 변한 순간 뷰렛의 꼭지를 잠근다. → (마) 뷰렛의 처음 눈금과 나중 눈금을 이용하여 넣어 준 ( )의 부피를 구한다. → (나) 가수와 수용액의 몰 농도 및 부피와 관련된 식 NaOH aq n1M1V1=n2M2V2 HCl aq 7 중화 적정으로 염산의 농도 계산 자료 분석 • 중화 적정 전 ( )이 들어 있는 뷰렛의 눈금: • 중화 적정 후 중화점에서 NaOH aq ( )이 들어 있는 뷰렛의 눈 2`mL 금: NaOH aq , 아래쪽이 로 표시 12`mL뷰렛의 눈금은 위쪽이 된다. 따라서 중화 적정에 사용된 용액의 부피는 뷰렛의 나중 눈금에서 0`mL 처음 눈금을 빼준 양이 된다. ➡ 적정에 사용된 100`mL )의 부피: 50`mL 또는 ( ( ) 선택지 분석 NaOH aq 12-2=10 mL ㄱ. ( )의 몰 농도는 이다. aq HCl ㄴ. 중화점에서 혼합 용액의 0.05`M 는 pH ㄷ. 중화점을 알아내기 위해서 이다. 용액을 사용할 수 있다. 7 BTB ㄱ. 적정에 사용된 ( )의 부피는 aq 에서 이다. NaOH n1M1V1=n2M2V2 10`mL \20`mL=1\0.1`M\10`mL 0.05 ㄴ. 중화점에서는 산과 염기가 완전히 중화되어 혼합 용액은 중성 이 되므로 용액의 12`mL-2`mL= )의 몰 농도 aq )의 몰 농도는 1\HCl ( aq HCl 이므로 이다. 이다. 는 M ( ㄷ. 중화점을 알아내기 위해서 pH 7 용액이나 페놀프탈레인 용 액 등의 지시약을 사용할 수 있다. BTB 8 중화 적정으로 식초 속 아세트산의 함량 계산 자료 분석 식초 V1 에 표준 용액인 M2 수산화 나트륨 수용액을 완전 0.1`M 히 중화될 때까지 넣었더니, 넣어 준 수산화 나트륨 수용액의 부피 10`mL ㄱ. 에서 ( )의 몰 농도 n1M1V1=n2M2V2 10`mL=1\0.1`M\50`mL 이다. 도는 ㄴ. 사용한 식초에 들어 있는 0.5`M 1\CH3COOH 이므로 aq CH3COOH ( \ )의 몰 농 aq )은 의 양( 이다. mol 의 질량은 의 분자량이 CH3COOH CH3COOH 0.5`M\ 이므로 / 60 0.005`mol\60`g / mL\10 1`g 의 함량(%)은 다음과 같다. mL=10`g mol= 이 0.005`mol 이며, 사용한 식초의 질량은 0.01`L=0.005`mol CH3COOH 0.3`g 다. 따라서 CH3COOH 의 질량 사용한 식초의 질량 CH3COOH ㄷ. \100= 0.3`g \100=3 10`g 수산화 나트륨 수용액으로 실험하면 완전히 중화될 때까지 넣어 준 수산화 나트륨 수용액의 부피만 감소할 0.2`M 뿐, 식초에 들어 있는 의 함량(%)은 변하지 않는다. % CH3COOH 9 중화 적정 과정의 입자 모형 과 + - 은 중화 반응에 참여하지 않으므로 구경꾼 이온이다. Na Cl H+ Cl- H+ Cl- H+ Cl- OH- Na+ Na+ OH- (가) 염기성 Cl- H2O Na+ OH- Na+ (나) 염기성 H2O Na+ Cl- Cl- H2O Na+ (다) 중성 H2O Na+ Cl- Cl- H+ H2O Na+ Cl- (라) 산성 선택지 분석 ㄱ. ( )의 몰 농도는 이다. ㄴ. 구경꾼 이온의 종류는 (나)가 (다)보다 많다. HCl aq 0.5`M 같다 ㄷ. (라)에 위의 ( ) 를 더 넣으면 (라)보다 가 더 커진다. 작아진다 HCl aq 5`mL pH ㄱ. (다)가 중화점의 용액이며, ( ) 를 완 전히 중화시키는 데 ( 가 사용되었으므로 NaOH aq 0.1`M ) 10`mL 의 몰 농도는 HCl 이다. aq ㄴ. 구경꾼 이온의 종류는 (나)와 (다) 모두 0.5`M , + - 를 더 넣으면 수용액 속 농도가 커 ( 50`mL HCl aq ) Na Cl + H 종류이다. ㄷ. (라)에 2 HCl 지므로 (라)보다 ( aq ) 5`mL 가 더 작아진다. pH 10 중화 적정 과정의 입자 모형 자료 분석 HA(aq) 20 mL BOH(aq) 10 mL BOH(aq) 10 mL - OH + 개 : : 개 1 - 개 : 3 2 H A + B ? (가) BOH(aq) 10 mL : 개 : 2 - + B OH 개 ? 2 + (나) BOH(aq) : 10 mL B OH 개 : 2 - 개 2 (다) + H - HA(aq) A 20 mL 선택지 분석 ㄱ. 은 이다. - 가 였다. 50`mL V2 선택지 분석 0.2`M CH3COOH 86 정답과 해설 ㄱ. 식초에 들어 있는 의 몰 농도는 이다. ㄴ. 식초에 들어 있는 의 함량(%)은 ㄴ. 양이온 수는 (나)가 (가)보다 크다. OH (나)와 (다)가 같다 ㄷ. 수산화 나트륨 수용액으로 실험하면 식초에 들어 있는 ㄷ. (나)와 (다)까지 중화 반응으로 생성된 물 분자의 총수의 비는 CH3COOH CH3COOH %이다. 0.5`M 3 의 함량(%)은 증가한다. 변함없다 (나):(다) : 이다. =2 3 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 86 18. 12. 4. 오후 5:27 HA(aq) 20 mL HA(aq) BOH(aq) BOH(aq) 20 mL 10 mL 10 mL HA(aq) BOH(aq) ㄱ. 일정량의 ( )에 20 mL ? ? 10 mL HA aq BOH 지 않는 구경꾼 이온이므로 ? - 중 개수가 더 많은 것은 구경꾼 이온이므로 BOH(aq) 10 mL BOH(aq) )을 가할 때 10 mL BOH(aq) 10 mL ( HA(aq) 20 mL aq 이고, 과 은 A H + HA(aq) 20 mL HA(aq) 20 mL BOH(aq) 10 mL BOH(aq) 10 mL BOH(aq) ? 10 mL 은 개수가 변하 이다. 또, (다)에서 BOH(aq) ? 10 mL BOH(aq) 10 mL BOH(aq) 10 mL ? 는 ㄱ. 일정량의 ( )에 ( )을 가하면 반응하 의 수만큼 - NaOH aq 의 수가 증가하므로 중화 반응이 완결될 - HCl aq 은 이 + B 때까지 전체 이온 수는 일정하다. OH Cl ㄴ. 은 구경꾼 이온이므로 이온 수가 일정하게 유지된다. 따 ㄷ. (다)에서는 (가)에 들어 있는 OH 개가 모두 반응하고 라서 Na 의 수는 와 가 같다. + + Na C D 고, 은 이다. - 개가 남아 있으므로 ( 있다. 따라서 (나)는 1 남아 있는 상태이고, (다)는 BOH + H aq 개와 2 + H ) 3 20`mL - 개와 2 OH + 에는 - - OH 개가 들어 OH 개가 반응하고 4 + H 개가 반응한 상태 개가 1 - 이며, (나)와 (다)까지 중화 반응으로 생성된 물 분자의 총수의 비 3 OH H 3 ( )에 ( )을 가할 때 반응하여 의 수가 증가하므로 중화점까지 양이온 BOH aq aq 수는 일정하다. (나)는 중화 반응이 완결되기 전이므로 양이온 수 H B 는 (나):(다) : 이다. =2 ㄴ. 일정량의 의 수만큼 3 + HA + 소모된 는 (가)와 (나)가 같다. 11 중화 적정에서 이온 수 변화 자료 분석 (가): 이온 수가 일정하게 유지되므로 들어 있는 구경꾼 이온이다. ➡ ( )에 NaOH aq + (나): 이온 수가 일정하게 증가하므로 Na ( )에 들어 있는 구경꾼 이온이다. 이 온 수 (가) (나) aq - ➡ HCl Cl (다) (라) O V HCl(aq)의 부피(mL) 이다가 중화점 이후로 증 )에 들어 있는 알짜 이온 (라): 이온 수가 ( 가하므로 이다. ➡ 0 aq HCl + H - OH (다): 이온 수가 일정하게 감소하다가 중화점 이후로 존재하지 않으므로 )에 들어 있는 알짜 이온이다. ➡ ( NaOH aq 선택지 분석 ㄱ. (나)는 구경꾼 이온이다. ㄴ. (다)와 (라)가 반응하여 물이 생성된다. ㄷ. 넣어 준 ( )의 부피가 일 때가 중화점이다. ㄱ. (가)는 HCl aq , (나)는 + V`mL , (다)는 - 는 구경꾼 이온이다. Na Cl , (라)는 이므로 (나) - OH + H ㄴ. (다)는 이고 (라)는 이므로 (다)와 (라)가 : 의 몰비 - + 로 반응하여 물이 생성된다. OH H 1 1 ㄷ. 넣어 준 ( )의 부피가 일 때 혼합 수용액에 과 + V`mL 이 존재하지 않으므로 이때가 중화 반응이 완결된 중화점이다. HCl aq H - OH 12 중화 적정에서 이온 수 변화 자료 분석 Na+ OH- HCl HCl Na+ Cl- OH- Na+ Cl- HCl H+ Na+ Cl- A 선택지 분석 염기성 B 중화점 C 산성 D ㄱ. 전체 이온 수는 가 보다 크다. 같다 ㄴ. 의 수는 C 가 A 보다 크다. 같다 + ㄷ. 중화 반응으로 생성된 물 분자 수는 Na D C 와 가 같다. 1 ④ 7 ② 2 ⑤ 8 ② 3 ④ 9 ③ 4 ⑤ 10 ② 5 ② 11 ④ 6 ④ 본책 161~163쪽 1 중화 반응의 양적 관계 자료 분석 혼합 전 용액의 부피( ) mL ( ) HCl aq ( ) NaOH aq 단위 부피당 이온 모형 ) , ( : : + Na - Cl 혼합 용액 (가) (나) 30 + 12N - 12N =90 x + 18N - 18N H Cl Na OH 10 + 4N - 4N =10 y + 2N 2N - H Cl Na OH 선택지 분석 ㄱ. 이다. x+y=20 ㄴ. 같은 부피의 이다. , , x+y=100 y=10 x=90 ( )과 ( )을 혼합한 용액은 산성 HCl aq NaOH aq ㄷ. 중화 반응에서 생성된 물의 분자 수는 (가)가 (나)의 (가) 배이다. , (나) 6 12N 2N 일 때 이므로 (㉡) 2N 18N x=9y ( )의 부피는 (가)가 (나)의 배이고, 혼합 용액의 단위 부피당 aq 의 수는 (나)가 (가)의 배이므로 혼합 용액의 부피는 (가)가 3 HCl - Cl (나)의 배이다. 따라서 2 에 들어 있는 30+x=6\ ( 10+y Na + )(㉠)이다. 의 수가 + 의 수는 aq ) y`mL 에 들어 있는 (나)의 6 NaOH ( (가)의 ( ) NaOH ( x`mL )의 부피는 (가)가 (나)의 aq 배이다. 따라서 Na 9 aq NaOH 이다. ㉠과 ㉡을 연립해서 풀면 ㄴ. (나)에서 각 일 때, HCl 4N 수는 각각 ( 이다. , y=10 x=90 에 들어 있는 ) 10`mL 에 들어 있는 ) ( NaOH aq 이다. 따라서 같은 부피의 aq H + 과 의 수가 각 - 과 Cl + Na )과 의 - OH ( 10`mL aq 이 존재하므로 혼합 용액은 산성이다. NaOH HCl aq ( ) 2N 을 혼합한 용액 속에는 + ㄷ. (가)에서 ( 각 이고 HCl aq H ) 30`mL ) ( aq 12N 수는 각각 에서 이고, HCl 18N ) ( aq ( NaOH 90`mL 이므로 생성되는 물 분자 수는 에 들어 있는 과 + 에 들어 있는 H 에 들어 있는 과 + 에 들어 있는 H 의 수는 각 - 과 Cl + OH 이다. 또 (나) 의 - Na 12N 의 수는 각각 - 과 Cl + 4N 의 수는 각 - Na 이다. 따라서 중화 반응 OH 10`mL ) aq ㄷ. 에는 이 존재하지 않으므로 중화 반응이 완결되어 - 각 NaOH 10`mL 이므로 생성되는 물 분자 수는 C ( )을 더 가해도 물 분자가 더 이상 생성되지 않는다. 따라 OH 으로 생성된 물 분자 수는 (가)가 (나)의 배이다. 2N HCl 서 중화 반응으로 생성된 물 분자 수는 aq 와 가 같다. ㄱ. 2N 이다. 6 C D C D x+y=90+10=100 정답과 해설 87 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 87 18. 12. 4. 오후 5:27 2 중화 반응의 양적 관계 자료 분석 • HCl + Na Na + ( )과 수와 aq 수는 ( )을 혼합한 용액이 산성이면 혼합 용액 속의 수는 수를 더한 값과 같고, 혼합한 용액이 염기성이면 혼합 용액 속의 수와 수를 더한 값과 같다. aq Cl - - ( OH )의 이온 수를 으로, 으로 가정하면 이온 수는 다음과 같다. -2 mol 5N 1.2\10 mol ( -2 )의 이온 수를 NaOH + H Cl - 혼합 전 용액의 부피( ) 전체 양이온의 양 1.0\10 6N 혼합 용액 Ⅰ Ⅱ Ⅲ ( ) HCl aq + 20 5N - 5N + 20 5N - 5N H Cl H Cl + 30 7.5N - 7.5N H Cl mL ( ) NaOH aq Na OH + - 30 4.5N 4.5N 40 6N 6N - + Na OH + 40 6N 6N - Na OH 액성 산성 염기성 산성 ( ) mol -2 + + 1.0×10 5N=Na 4.5N 0.5N +H -2 1.2×10 6N 6N=Na + -2 6N + + x×10 7.5N=Na 1.5N +H ( -2 은 로 1.0\10 ➡ 7.5N x=1.5 )이 이므 이다. 5N -2 mol 이다. 1.5\10 선택지 분석 ㄱ. ㄴ. 이다. Ⅲ에서 단위 부피당 x=1.5 Ⅰ에서 단위 부피당 수 + 수 ㄷ. Ⅱ 와 Ⅲ 이다. H 15/7 + H 를 혼합한 용액의 액성은 산성이다. =3 10`mL ( -2 8`mL )의 이온 수를 으로, )의 이 으로 가정하면, 실험 Ⅱ에서 혼합 용액이 염기성이므 mol 이다. 전체 양이온 1.0\10 온 수를 로 혼합 용액에 들어 있는 양이온은 모두 1.2\10 5N mol -2 ( 6N + 의 수가 이므로 ( 있다. 즉, 6N ( NaOH )은 Na 에는 과 + ) 40`mL 당 Na 이 씩 들어 + 6N 이 각각 Na - 1.5N 들어 있고 혼합 용 OH aq 10`mL 에 aq NaOH 들어 있다. Ⅰ에서 액이 산성이므로 전체 양이온의 수인 NaOH Na 이 aq ) ( + 이다. 따라서 30`mL ( ) ( aq 당 )은 0.5N 즉, ㄱ. Ⅲ에서 aq HCl 고, HCl H 10`mL ) ( 30`mL aq HCl Cl 에 ) ( - OH 40`mL 따라서 혼합 용액의 전체 양이온 수는 20`mL 과 + - Cl 과 에 + H 과 + NaOH Na aq 4.5N 5N=Na 이 + H 이 각각 에는 + + 4.5N+H 들어 있다. 들어 있다. 5N 2.5N 이 각각 - 이 각각 들어 있 들어 있다. 7.5N 6N 이고, 이는 ( -2 )이므로 ㄷ. 혼합 용액 Ⅱ mol 10 이다. 7.5N 에 들어 있는 의 수는 - 1.5× 이므로 에 들어 있는 의 수는 - 10`mL 에 들어 있는 OH 의 수는 + OH N 이다. 혼합 용액 Ⅲ N 이므로 6 에 들어 있는 70`mL 의 + x=1.5 60`mL 수는 H 1.5N 이다. Ⅱ의 혼합 용액 8`mL 에 들어 있는 10`mL 에 들어 있는 의 수가 더 크므 H - OH 8\1.5N 70 의 수보다 Ⅲ의 혼합 용액 로 이 혼합 용액의 액성은 산성이다. 8`mL ㄴ. 혼합 용액 Ⅰ에서 단위 부피당 수는 + , 즉 -2 ( )이고, 혼합 용액 Ⅲ에서 단위 부피당 수는 0.1\10 50 1.5N 70 , 즉 이다. mol 0.3\10 70 -2 ( )이므로 mol H Ⅲ에서 단위 부피당 Ⅰ에서 단위 부피당 수 + 수 0.5N 50 + H + H + H H 3 중화 적정 실험에서 이온 수 변화 자료 분석 | 실험 과정 | (가) ( ), ( )을 준비한다. (나) HCl aq ( ) NaOH 를 비커에 넣는다. aq (다) (나)의 비커에 V`mL HCl aq ( ) 를 조금씩 넣는다. | 실험 결과 | • (다) 과정에서 NaOH aq 15`mL ( )의 부피에 따른 혼합 용액의 단위 부피 당 총 이온 수 NaOH aq 중화점이 지난 후에는 넣어 준 ) 의 총 이온 수와 수용액에 존재하는 총 이 aq 온 수가 같다. NaOH ( 1.2N N 총 이 온 수 단 위 부 피 당 총 이온 수 VN 총 이온 수 VN 총 이온 수 3VN총 이온 수 중화점 0 15 10 5 NaOH(aq)의 부피(mL) 2VN 중화점까지는 혼합 용액 속의 총 이온 수가 일정하게 유지된다. • (다) 과정에서 ( )의 부피가 각각 , 일 때의 결과 NaOH aq a`mL b`mL 중화점 전: 에서 ) ( =10N 10+a 3/4N )의 ) ( 혼합 용액의 단위 부피당 총 이온 수 a=10/3 이다. 혼합 용액의 액성 부피( NaOH aq mL a b 중화점 후: 3/4N 3/4N 에서 산성 염기성 ) ( =2Nb 10+b 3/4N 이다. b=6 선택지 분석 ① ④ 12 20 ( ② ⑤ 15 24 ③ 18 ) 를 가했을 때 단위 부피당 총 이온 수가 최소 NaOH 이므로 이때가 중화점이다. 중화점까지는 혼합 용액 속의 총 이온 aq 5`mL 수가 일정하게 유지되며, ( ) 에 들어 있는 총 이온 수는 이므로 넣어 준 HCl aq ( 에 들어 있는 총 이온 수도 VN 이다. 중화점을 지난 후에는 용액이 염기성 용액이므로 NaOH aq 용액 속의 총 이온 수는 가해 준 VN )에 들어 있는 총 이온 V`mL ) 5`mL ( 수와 같다. 따라서 ( ) 때 혼합 용액 속 총 이온 수는 각각 NaOH aq 를 각각 가했을 이며, 단위 부피당 NaOH 10`mL 2VN : aq , 15`mL , 3VN 이므로 이다. 총 이온 수비는 : ( ) 2VN V+10 3VN V+15 1.2 를 넣어 주었을 때에는 중화점 전이므로 총 이 V=10 =1 NaOH 온 수가 aq a`mL ( =10N ( VN 이다. )이다. 따라서 ( 10+a ) =10N 에서 N 3 4 ) 를 넣어 주었을 때에는 중화점 a= 10 후이므로 총 이온 수는 가해 준 3 NaOH aq b`mL ( )에 들어 있는 총 이온 aq NaOH )이다. 따라서 ) ( =2Nb 10+b N 3 4 ( =2Nb b VN 이다. 5 수와 같으며, 에서 b=6 , b=6 a=10/3 이므로 이다. a\b= 10 3 \6=20 =15/7 88 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 88 18. 12. 4. 오후 5:27 4 중화 반응의 양적 관계 자료 분석 단위 부피를 로 가정하면 이온 수는 다음과 같다. 혼합 용액 (가) (나) (다) 1`mL 혼합 전 용액의 부피( ) ) ( HCl aq ) NaOH( aq 10 + 30N 30N - H Cl + - 10 30N 30N H Cl + - 10 30N 30N H Cl 0 0 + 10 50N 50N - + 10 50N 50N - Na OH Na OH mL ) KOH( aq + 10 10N 10N - K OH 0 0 + 10 10N 10N - K OH 선택지 분석 단위 부피당 이온 수 혼합 용액의 부피( ) 총 이온 수 mL 3N \ 20 = 60N 5N \ 20 = 100N 4N \ 30 = 120N ㄱ. 단위 부피당 이온 수는 ( )이 ( )보다 크다. ㄴ. (가)에 ( HCl 를 혼합한 용액은 중성이다. KOH aq aq aq ㄷ. (가)와 (나)를 혼합한 용액은 중성이다. NaOH ) 4`mL (가) (다)에서 ( )의 부피는 모두 같은데 혼합 용액의 전체 이온 수가 다르므로 (다)는 염기성이다. 따라서 단위 부피를 HCl aq ∼ 로 하면 ( ) 와 ( ) 에 존재 1`mL 하는 총 이온 수는 만약 (가)가 염기성이라면 aq 120N NaOH 이다. 10`mL KOH aq ( ) 10`mL 와 ( ) aq 에 존재하는 총 이온 수가 각각 NaOH KOH 으로 같게 되므로 aq 10`mL (가)와 (나)의 총 이온 수도 같아야 한다. 따라서 (가)는 산성이고, ( 에 존재하는 총 이온 수는 이다. (나)에서 ) 10`mL 60N HCl aq 총 이온 수가 10`mL 에 존재하는 총 이온 수는 100N 60N 이므로 (나)는 염기성이고, 이다. 따라서 에 존재하는 총 이온 수는 10`mL 10`mL ㄱ. 단위 부피당 이온 수는 ( 100N 20N )이 이다. ( ) NaOH aq ( ) KOH aq 이므로 ( )이 20N ㄴ. (가)의 경우 혼합 용액에 10 HCl aq KOH + HCl aq ( aq 이 이고, ( )이 KOH aq 60N 10 )보다 크다. 남아 있다. ( ) 에는 10`mL 에는 의 OH H 이 포함되어 있으므로 - 50N NaOH 을 포함하게 된다. 따라서 (가)에 20N - aq NaOH ( 20N 를 혼합하면 혼합 용액은 중성이다. OH NaOH 4`mL ㄷ. (가)에는 있으므로 (가)와 (나)를 혼합한 용액은 중성이다. 남아 있고 (나)에는 이 H + OH 20N 이 - 20N aq ) 4`mL ) ( aq 남아 5 중화 적정에서 이온 수 변화 자료 분석 | 실험 | (가) ( ) → 측정 ➡ (나) 과정 (가) 용액 HCl aq 10`mL pH ( (다) 과정 (나) 용액 +NaOH aq ( +NaOH aq pH<7 → 측정 ➡ ) 5`mL ) 5`mL → pH 측정 pH=7 ➡ ▲이 중화 반응에 모두 참여하여 존재 pH 하지 않는다. ➡ 중성 pH>7 + - H Cl (가) 산성 (나) (다) + Na - OH 중화 반응에 참여하고 남은 △이 있다. ➡ 염기성 선택지 분석 ㄱ. ▲은 구경꾼 이온이다. 반응에 참여하는 이온인 ㄴ. 는 과정 (나) 용액이 과정 (다) 용액보다 작다. ㄷ. 몰 농도는 pH ( )이 ( )보다 크다. 작다 + H (가)에는 과 만 존재하다가 (나)에서 ( )을 넣어 주면 HCl aq NaOH aq 이 존재하지 않는다. 따라서 은 NaOH , 은 aq 이고, (가) 용액 - + 의 액성은 산성이다. 은 (가)에는 존재하지 않다가 (나)에서 Cl H ( )을 넣어 주었을 때 존재하므로 NaOH 서 존재하지 않다가 (다)에서 나타나므로 aq 이다. 은 (나)에 + 이고, (다) 용액의 Na - 액성은 염기성이다. (나)에서 은 모두 중화 반응에 참여하여 OH - 존재하지 않으므로 (나) 용액의 액성은 중성이다. OH ㄴ. (가)는 산성, (나)는 중성, (다)는 염기성이므로 는 (다) (나) (가)이다. pH > > ㄱ. 은 , 은 + , 은 - , 은 + 이다. 따라 - 서 , 은 구경꾼 이온이고, , 은 반응에 참여하는 이온이다. OH Na Cl H ㄷ. 중화점까지 넣어 준 ( )의 부피가 ( )의 부피보 다 작으므로 몰 농도는 NaOH ( aq )이 ( HCl aq )보다 작다. aq 6 중화 적정에서 이온 수 변화 HCl NaOH aq 자료 분석 ( )을 가할 때 넣어 준 은 - + 과 중화 반응하여 없어지므로 중화점까지 음이온 수는 일정하다. NaOH OH aq H 중화점 2N C D 음 이 온 수 (상 댓 값 ) 2N N A B 양 이 온 수 (상 댓 값 ) 0 10 25 50 NaOH(aq)의 부피(mL) (가) 0 25 50 HCl(aq)의 부피(mL) (나) 선택지 분석 ㄱ. 에서 혼합 용액은 산성이다. ㄴ. A 에서 과 + - 의 개수비는 : 이다. : ㄷ. C 와 Na 까지 중화 반응으로 생성된 물 분자 수는 같다. Cl 2 1 4 1 B D ㄱ. (가)에서 ( )을 가할 때 넣어 준 은 - 과 중화 + 반응하여 없어지므로 중화점까지 음이온 수는 일정하다. 따라서 NaOH OH aq H 가 중화점이고, 는 ( )이 완전히 중화되기 전이므로 B HCl 에서 혼합 용액은 산성이다. A aq B 25`mL ): ( aq ( ㄷ. 중화점인 에서 생성된 물의 양은 ( ) ( ) 가 중화 반응하여 생성된 것이다. 이때 반응 HCl aq NaOH aq 부피비가 ( : 이므로 농도비는 ) =2 HCl ) ( 1 aq ( 이다. 는 HCl NaOH ) aq 에 D 므로 aq NaOH 50`mL 에서 생성된 물의 양은 가 중화 반응하여 생성된 것이다. 따라서 NaOH aq D 50`mL 화 반응으로 생성된 물 분자 수는 같다. 50`mL ) 25`mL B D A 와 50`mL : 를 가한 점이 2 ) 1 ( 와 와 HCl aq 까지 중 ㄴ. (나)에서 ( )을 넣기 전 양이온 수가 이므로 NaOH 이다. 농도비가 aq ( ): Na ( ( ) 50`mL HCl 에 들어 있는 HCl aq 에 들어 있는 과 + - OH : ) =1 의 수는 각각 2N 이므로 2N ) ( aq 이다. 따라서 HCl aq + 과 NaOH - aq 의 수는 각각 25`mL 에서 구경꾼 이온인 H Cl 과 의 개수비는 : C : 2 N 2 + - Na Cl 2N =4 1 N 2 이다. 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 89 18. 12. 4. 오후 5:27 정답과 해설 89 ( ) 를 넣었을 15`mL 에서 혼합 용액에 존재하는 H 수는 다음과 같다. 15N + 7 중화 적정에서 이온 수 변화 자료 분석 | 실험 과정 | HCl aq 만든다. (다) Ⅰ에 (라) Ⅱ에 HCl (가) ( )과 ( )을 준비한다. (나) HCl aq ( ) NaOH 와 aq ( ) 를 혼합하여 용액 Ⅰ을 20`mL ) ( aq NaOH 를 넣어 용액 Ⅱ를 만든다. 10`mL aq ( 10`mL ) 또는 ( ) 를 넣어 중성 용액 Ⅲ 을 만든다. HCl aq NaOH aq x`mL HCl(aq) 10 mL ( ) 2`mL NaOH aq 수용액 x mL + ➡ Ⅰ 염기성 ) ( 5N Na : , : 10`mL aq NaOH + Na 5N OH 5N | 실험 결과 | 용액 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ에 들어 있는 양이온 수는 각각 Ⅱ 산성 , + ) ( 5N Na N : , : 30`mL aq HCl + 6N Cl 6N H + ➡ H 의 의 - - Ⅲ 중성 + 6N Na 선택지 분석 ① ④ 1 6 ② ⑤ 2 8 , , 이다. 5N 6N 6N ③ 4 만약 용액 Ⅰ이 산성이라면, 추가로 때 넣어 준 HCl 수만큼 양이온 수가 증가해야 하므로 양이온 수가 aq 10`mL + 이 되어야 한다. H + ( ) H aq HCl 10`mL 를 넣었을 때 만약 용액 Ⅰ이 염기성이고 용액 Ⅱ가 염기성 또는 중성 용액이라 7.5N 면, 용액 Ⅰ에 추가로 은 모두 중화 반응하므로 혼합 용액 속 양이온 수는 변하지 않아야 한다. 만약 용액 Ⅰ이 염기성이고 용액 Ⅱ가 산성 용액이라면 용액 속 양 수와 남은 이온 수는 - + 수와 같게 된다. 용액 Ⅰ에 Na 를 추가로 넣었을 때 으로 증가했으므로 용액 Ⅰ을 염기성 용 10`mL HCl 양이온 수가 액, 용액 Ⅱ를 산성 용액이라고 할 수 있다. 용액 Ⅰ이 염기성 용액이므로 양이온 수는 이다. 따라서 수는 에 들어 있는 수와 같아 용액 Ⅰ 에 수의 합과 같고, 음이온 수는 에서 5N 6N Na aq Cl H ) ) ( ( + + + 과 Na + 들어 있는 용액 Ⅱ는 산성 용액이므로 양이온 수는 5N OH 합과 같으며, 음이온 수는 5N 수는 각각 Na - 있는 , 수는 + 5N 에 들어 있는 - Cl 수는 + 수는 - Cl 이다. 이다. NaOH aq 10`mL + 수와 남은 수의 수와 같다. 따라서 용액 Ⅱ에 들어 ) 이며, 수는 Na H , ( + H + N Na 용액 Ⅱ와 용액 Ⅲ의 양이온 수가 같고, 용액 Ⅲ은 중성 용액이므 6N 30`mL )이며, 용액 Ⅱ에 들어 있는 ( 로 추가로 넣은 수용액은 이다. 의 수는 개를 모두 중화시키기 위해 넣어 준 NaOH 6N HCl aq aq H ( ) 에 들어 있는 NaOH 이므로 (라)에서 넣어 준 10`mL aq - OH 과 + - OH )의 부피( Na ( 수는 각각 N )는 + H 즉, N 5N 이다. 8 중화 적정에서 이온 수 변화 선택지 분석 ① ④ 1/4 2/3 ② ⑤ 3/8 3/4 ③ 1/2 90 정답과 해설 이온은 (나)에서 ( )을 가하기 전부터 존재하고, X ( )을 가할 때 단위 부피당 이온 수가 감소하므로 NaOH aq 이온 를 넣었을 때의 이온 수가 같아야 하므로 NaOH aq Cl x ( ) 를 넣었을 때와 10`mL 이 되어 모순이다. 따라서 2 = 이 ) ( x+10 X 수를 라고 하면, (나)에서 + 4x 수는 다음과 같다. H NaOH 은 + H 만약 aq 또는 - Cl 이온이 이다. 이라면 - X 20`mL x+20 온은 H ( + ) 이다. 이 식을 풀면 이다. x=0 속에 들어 있는 HCl 혼합 용액에 존재하는 x`mL aq ( )의 부피( + H ) 첨가한 HCl aq ( )의 부피( mL ) 혼합 용액의 부피( NaOH aq ) mL 혼합 용액에 존재하는 mL + 혼합 용액의 부피) ( 수 H x 0 x 4x ) x 20 x+20 x 10 x+10 ( x+10 ) 2 x+20 수의 변화량 + ) ( ), - x+20 를 넣었을 때 n\ (나)에서 ( ) 가 첨가될 때마다 aq 이 같아야 하므로 NaOH 10`mL ( 이다. 4x-2 x+10 x=20 (나)에서 HCl 혼합 용액 속 ( ) 에 ( H x+10 ) =2 ( aq + 수를 20`mL NaOH 20`mL 이라고 하면, (나)의 혼합 용액에서 aq 를 취하면 혼합 용액 속 H 40N 수는 + 이다. 따라서 (다) 첨가한 ( )의 부피( 혼합 용액의 부피( KOH aq 혼합 용액에 존재하는 mL + 혼합 용액의 부피) ( H H ) ) mL 수 0 15 5 20 10 25 n\ ( ) 15N 를 첨가할 때마다 혼합 용액에 존재하는 10N 5N 5`mL aq 씩 감소하므로 ( ) 에 들어 있는 KOH 가 5N 이다. ( 5N NaOH - aq 수는 수는 Cl + K 이다. 30N )을 혼합하기 전 aq KOH 5`mL ( ) ( ` mL =20 ) 30`mL aq 수 이다. 따라서 혼합 용액에서 수 HCl 이고, KOH aq x ( ) + 4\20N=80N 수 + H 수는 - OH 에 들어 있는 에 들어 있는 - K Cl = 30N 80N =3/8 9 중화 적정에서 이온 수 변화 자료 분석 총 이 온 수 A 0 10 실험 Ⅰ의 중화점 실험Ⅰ 실험Ⅱ B 30 NaOH(aq)의 부피(mL) 실험 Ⅱ의 중화점 NaOH ㄴ. 단위 부피당 aq ㄷ. 혼합 용액의 Na 수는 실험 Ⅰ의 + 는 실험 Ⅰ의 가 실험 Ⅱ의 A 가 실험 Ⅱ의 보다 크다. pH A B 보다 크다. 로 같다 가 B pH 7 )의 부피가 실험 Ⅰ:실험 Ⅱ ( )의 몰 농도는 실험 Ⅰ:실험 Ⅱ NaOH aq ( )의 몰 농도는 실험 Ⅰ이 실험 Ⅱ의 aq ㄱ. 중화점까지 넣어 준 : 이다. 따라서 이다. 즉, NaOH ( NaOH aq =1 : 3 =3 배이다. 1 3 NaOH aq x 2`mL ㄱ. ( )의 몰 농도는 실험 Ⅰ이 실험 Ⅱ보다 크다. 선택지 분석 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 90 18. 12. 4. 오후 5:27 의 양( )은 같 11 중화 적정에서 이온 수 변화 자료 분석 | 실험 과정 | NaOH 에 들어 있는 mol 의 수는 같 + ( ) ) aq Na aq 5`mL+NaOH 의 부피는 ) H2SO4 와 실험 Ⅱ의 이다. 실험 Ⅰ의 B 5`mL 이라고 가정하면, 단위 부피당 aq A ( 가 보다 크다. 와 실험 Ⅱ의 는 모두 중화 반응이 완결 A B ㄴ. 실험 Ⅰ과 Ⅱ에서 중화점까지 넣어 준 으므로 실험 Ⅰ의 다. 실험 Ⅰ의 와 실험 Ⅱ의 ( A 의 부피는 이고, 실험 Ⅱ의 B H2SO4 A 10`mL=15`mL +NaOH 에 들어 있는 aq ) ( + 의 수를 30`mL=35`mL N Na 이므로 가 , B 수는 가 + A Na N B ㄷ. 실험 Ⅰ의 35 된 중화점이므로 혼합 용액의 N 15 A B 는 같다. pH 10 중화 적정에서 이온 수 변화 자료 분석 (가)와 (나)에 모두 들어 있으므로 이다. ➡ 단위 부피당 + + 수가 많은 (나)가 Na 에 해당한다. Na 용액 (나) A (가) (나) A 단위 부피당 양이온 모형 (가) B 50 0 20 첨가한 용액의 부피(mL) + K + Na + H - Cl 3N 단 위 부 피 당 X 이 온 의 수 N 0.5N 선택지 분석 ㄱ. 에 가장 많이 존재하는 이온은 ㄴ. A 는 중성 용액이다. 이다. + - Cl Na ㄷ. 단위 부피당 이온 수는 B ( )이 ( )의 배이다. 배 HCl 그래프에서 염기 용액을 첨가하지 않았을 때 단위 부피당 KOH aq aq 6 9 이온 의 수가 이므로 이온은 이나 + - 인데, 첨가한 염기 용 X 액에 따라 단위 부피당 입자 수가 일정하게 감소하므로 Cl H X 이온은 3N 이다. - Cl 단위 부피당 양이온 모형에서 은 (가)와 (나)에 모두 포함되어 있으므로 이며, 전체 용액의 부피가 증가하면 단위 부피당 + 이온 수가 감소하므로 단위 부피당 Na 수가 많은 (나)가 에 해당한다. 따라서 은 , 은 + + Na 이다. + 단위 부피를 라고 가정하면, 혼합 전 K H ( ) A 속 에 들어 있는 1`mL 과 + H ( 속에 들어 있는 에서는 + - Cl + Na 중 수는 각각 HCl 이다. )과 ( 30N )의 이온 수비는 A + 10`mL aq 에서 혼합 용액 : 이므로 이 반응하고 H 이 남아 있으며 1 2 10N 이므로 혼합 용액 이다. 따라서 1 B 에 첨가한 A 수는 각각 - OH 10N 을 모두 중화시켰다. 따 ) 수비가 : 2 과 + + 10N K 10N 이 , H + A ( + ㄴ. (가)에서 Na H ) 20N 30N 이 들어 있다. ( 20N ( )과 속에 들어 있는 Na + ( + K ) 수는 + ( ) K 속에 들어 있는 KOH 이었고, 이 aq 30`mL 이 - OH 는 중성 용액이다. A 에 있던 라서 B ㄱ. 에는 이 - Na 재하므로 가장 많이 존재하는 이온은 Cl A 30N 과 에 + H 과 ㄷ. ( ) HCl ( aq ) 30`mL 10`mL 에 K KOH 서 단위 부피당 이온 수는 aq + (가) 수용액 , , 를 준비한다. (나) (가)의 A B C 를 비커에 넣고, 와 를 차례 로 혼합한다. a`mL A B b`mL C c`mL B b mL A a mL 용액 A C c mL 로 혼합한다. b`mL m 1.0 (상 a`mL (다) (가)의 댓 값 0.5 B 0.1 0 (라) (가)의 ) C | 실험 결과 | 용액 A c`mL 를 차례 용액(A+B) ) ( 용액(A+B+C) ( ) a+b+c 와 H+ `mL OH- n H+ 1.5 (상 `mL a+b OH- 를 비커에 넣고, 댓 1.0 값 c`mL A C @C 0.4 ) ( B+C+A 0 용액 용액 용액 `mL b+c+a 를 혼합한다. (A+B+C) (B+C) B a`mL @C ( @C ) ( B+C 용액 용액 `mL b+c 를 비커에 넣고, (A+B+C) (A+B) B b`mL a`mL A ) ) C+A C c`mL c+a `mL )의 단위 부피당 C C (나)와 (다)에서 용액 ( B 또는 A A + a mL a mL B 수를 같게 맞춘다. A+B+C - b mL H (나)에서 각 용액의 단위 부 피당 ) 또는 b mL OH 용액 A 용액 A + H m 1.0 (상 댓 값 0.5 0.5 1.0 m (상 댓 값 ) ) m\4 4.0 2.0 0.4 0.1 0 0.1 0 용액 A 용액 용액 (A+B) A 용액 (A+B) ) ( ( \4 OH H+ OH- 수( 용액(A+B) 용액(A+B) - m n H+ (상 OH- 댓 값 n 1.5 (상 댓 1.0 값 0.4 0 용액 용액 (A+B+C) (A+B+C) ) ( ) ) ) 1.5 1.0 0.4 0 용액 B c mL c mL (다)에서 각 용액의 단위 부 피당 수( ) - 또는 용액(A+B+C) 용액(A+B+C) + OH H H+ OH- H+ OH- n 용액 용액 (B+C) B ( 용액 (B+C) 용액 용액 (A+B+C) (A+B+C) ) ) ( ( ) ` (라)의 결과 a a+b a+b+c ` mL b b+c a+b+c ` mL 구분 단위 부피당 또는 + 수(상댓값) - H OH 선택지 분석 용액 C 1 용액 ( ) A+C x ① ② ③ ④ ⑤ 야 하므로 (나)의 에 A+B+C 를 곱해서 전 용액 와 - 에 들어 있는 단위 부피당 OH m 4 용액 A 와 B 에 들어 있는 단위 부피당 가정하면, 용액 A B 와 , 이다. 따라서 (나)에서 용액 ( a`mL b`mL A B 1/2 1/3 1/4 )의 단위 부피당 수가 같아 - 수를 같게 맞추면 혼합 OH 수비는 : 이다. H + + 수를 각각 4 에 각각 들어 있는 4 , 1 1 + H )의 단위 부피당 H 이라고 수는 수 + A+B H 4a 는 b ) ( 4a+b a+b 용액 에서 이다. =2 b=2a 에 들어 있는 C c`mL )의 단위 부피당 ( B+C 대입하면 수를 이라고 하면 (다)에서 용액 - OH - 수는 N ) ( N-b b+c 이다. 또, (다)에서 용액 ( =1.5 OH 이므로 를 b=2a )의 단위 부피당 N=5a+1.5c 수는 - OH 입하면 ) ( ( ) N- 4a+b a+b+c 이다. 따라서 A+B+C 이므로 를 대 =0.4 b=2a X 3/4 2/3 (나)와 (다)에서 용액 ( , 이 + 존 - 20N 이다. Cl 이 각각 - H 10N 들어 있고, 에서 이고, N=7.2a+0.4c N=8a 의 단위 부피당 이다. c=2a (라)에서 용액 C Cl 이 각각 - 30N 들어 있다. 따라 용액 ( )의 단위 부피당 OH ( )이 10N , 이므로 HCl ( aq )이 60N 10 ( =6N )의 KOH 배이다. ( ) aq HCl aq KOH aq 9 A+C 용액 와 용액 ( OH )의 단위 부피당 C 에서 A+C 이다. x x=1/3 이 20N 30 = 2N 3 5a+1.5c=7.2a+0.4c OH 수는 - 수는 - = 8a 8a c 2a = 4a N-4a a+c 3a 수비는 - 이고, =4 이다. =4/3 : : OH 4 4/3=1 정답과 해설 91 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 91 18. 12. 4. 오후 5:27 산화 환원 반응 본책 165쪽, 167쪽 1 ⑴  ⑵ ⑶ ⑷  2 ㉠ 산화 ㉡ 환원 3 ⑴ ㉠ 환원 ㉡ 산화 ⑵ ㉠ 환원 ㉡ 산화 ⑶ ㉠ 산화 ㉡ 환원 ⑷ ㉠ 산화 ㉡ × × 환원 4 ⑴  ⑵ ⑶ ⑷  ⑸  5 ⑴ ⑵ ⑶ ⑷ ⑸ × ⑹ × +4 6 ⑴ (가) 산화 (나) 환원 ⑵ 산 -4 -1 화제: -1 +6 , 환원제: +7 7 2+ 2+ - + Zn 5Fe +MnO4 +8H  Cu 3+ 2+ 5Fe +Mn +4H2O 1 ⑴ 물질이 산소를 얻는 반응은 산화이고, 산소를 잃는 반응 은 환원이다. ⑵, ⑷ 전자를 잃어 산화된 물질이 있으면 반드시 전자를 얻어 환 원된 물질도 있다. 즉, 산화와 환원은 동시에 일어난다. ⑶ 물질이 전자를 잃는 반응은 산화, 전자를 얻는 반응은 환원 이다. 와 2 AgNO3 내면 다음과 같이 Cu 수용액의 반응을 알짜 이온 반응식으로 나타 는 전자를 잃어 으로 산화되고, 수용액 2+ 에 녹아 있던 Cu 은 전자를 얻어 Cu 으로 환원된다. Ag^+ 산화 ( + ) ( ) +2Ag Cu s aq  Ag ( ) ( 2+ +2Ag aq s ) 환원 Cu 3 ⑴ 환원 ( ) ( ) +3C 환원 s ) ( ) s +C s  산화 2Fe2O3 s ⑵ ( 2CuO ( 산화 4Fe s ( ) +3CO2 g )  ( 산화 2Cu s ( ) +CO2 g ) ⑶ ( Zn s ( ) +CuSO4 산화 ) ( ZnSO4 환원 aq  ) ( ) aq +Cu s ⑷ ( Mg s ( ) +2HCl ) aq  ( MgCl2 환원 aq ) ( ) +H2 g 0 을 포함한 정수를 사용한다. 4 ⑴ 산화수가 증가하는 반응은 산화이고, 산화수가 감소하는 반응은 환원이다. ⑵ 산화수는 ⑶ 원소를 구성하는 원자의 산화수는 수는 ⑷ 상 ⑸ 산화제는 자신은 환원되면서 다른 물질을 산화시키는 물질이며, 환원제는 자신은 산화되면서 다른 물질을 환원시키는 물질이다. 은 전기 음성도가 가장 크므로 화합물에서 0 F -1 의 산화수는 항 의 산화 이므로 이다. 이다. 에서 H2 H F 0 5 ⑴ CH4 화수의 합은 : 의 산화수는 이고, 화합물에서 각 원자의 산 H 이다. +1 의 산화수를 라고 하면 이다. 0 C w , ) ( \4=0 +1 w+ w=-4 92 정답과 해설 ⑵ : 의 산화수는 이므로 의 산화수를 라고 하면 CO2 ( -2 H2O2 ⑶ x+ ⑷ ⑸ NaH H2SO4 산화수를 ⑹ 산화수는 y O , ) \2=0 x=+4 : 과산화물에서 O : 금속 수소 화합물에서 -2 이다. 의 산화수는 C x 이다. : 의 산화수는 라고 하면 ( H : 은 -1 의 산화수는 의 산화수는 이다. 의 이므로 H -1 , -2 +1 O , ) ( ) y=+6 -2 +1 \4=0 \2+y+ 이고, 족 금속 원소이므로 산화수가 O +1 ( ) 라고 하면 ( 의 산화수를 -2 +1 +z+ z S 이다. 의 ) K 이다. 1 Mn 이다. KMnO4 -2 , \4=0 z=+7 6 ⑴ 은 산화수가 에서 로 증가하였으므로 산화되었고, 은 산화수가 Zn +2 으로 감소하였으므로 환원되었다. 2+ Cu 에서 0 산화 ( 2+ 0 ) +2 ( ) 산화수: Zn 0 s +Cu +2 aq  Zn +2 환원 aq +Cu 0 s ( 2+ ) ( ) ⑵ 산화제는 자신은 환원되면서 다른 물질을 산화시키는 물질이 이고, 환원제는 자신은 산화되면서 다른 물질을 환원 므로 2+ 시키는 물질이므로 Cu 이다. 7 화학 반응식에서 반응 전후의 산화수 변화는 다음과 같다. Zn 증가 +2 2+ 1 +7 -2 +MnO4 - Fe 의 산화수는 +1 +8H 에서 + +3 3+ +2 2+ 감소  Fe 5 으로 +Mn 증가하고, +1-2 +4H2O 의 산화수는 로 에서 Fe +2 감소한다. 이를 바탕으로 증가한 산화수와 감소 +7 한 산화수가 같도록 계수를 맞춘다. 5 +3 +2 Mn 1 2+ 1\5=5 - + 5Fe +MnO4 +8H 5Fe  5\1=5 3+ 2+ +Mn +4H2O A 1 ① B 2 ⑤ C 3 ⑤ 본책 168쪽 ~169쪽 는 1 X ㄱ. (나)에서 C , 는 , 는 이다. Y 는 O Z Cl 로부터 전자 개를 얻고 에게 전자 개를 잃으므로 의 산화수는 H X 이다. 2 X ㄴ. (다)에서 Y 2 의 산화수는 이고 의 산화수는 0 가 -2 보다 크다. 이므로 이므로 전기 음성도는 Y Z ㄷ. 에서 Y Z 의 산화수가 의 산화수는 +1 이다. H2Y2 (나)에서 는 H 로부터 전자 -1 의 산화수는 이다. 따라서 Y X 의 산화수는 Y 에서와 (나)에서 다르다. -2 Y +1 개를 얻으므로 2 H2Y2 의 산화수가 에서 으로 감소하므로 Y 2 ㄱ. (가)에서 는 환원된다. Cu CuO ㄴ. (나)에서 의 산화수는 의 산화수는 에 +2 에서 0 으로, 서 Cu 로 모두 감소한다. +1 0 O 0 -2 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 92 18. 12. 4. 오후 5:27 ㄷ. (다)에서 의 산화수가 에서 로 증가하고 의 산화수 2 금속과 금속염 수용액의 산화 환원 반응 가 에서 로 감소하므로, 0 +2 는 산화되고 은 환원된 선택지 분석 ㄱ. 전자가 관여하는 화학 반응이다. ㄴ. 이 전자를 얻어서 으로 환원된다. ㄷ. Ag^+ 몰이 산화되는 데 필요한 전자는 Ag 몰이다. 몰 Fe 1 1 2 ㄱ. 은 전자를 잃고, 은 전자를 얻는 산화 환원 반응이다. ㄴ. Fe 은 전자를 잃고 으로 산화되고, 은 전자를 얻어 Fe 으로 환원된다. Ag^+ 2+ Fe Ag ㄷ. 이 산화되는 반응은 이므로 - Fe 몰이 산화되는 데 필요한 전자는 Fe 몰이다.  Fe +2e + Ag 2+ Fe 1 2 )은 (나)에서 3 금속과 금속염 수용액의 산화 환원 반응에서 양적 관계 자료 분석 | 실험 과정 | 의 양( n+ )이 C mol a (가) 과 a+ b+ 이 들어 있는 수용액을 준비한다. (나) (가)의 수용액에 A B 몰의 를 넣어 반응시킨다. +5 다. 따라서 은 산화제이다. Cu Cu +2 HNO3 N HNO3 (나)와 (다)에서 각각 생성된 3 n+ 때, (나)에서 혼합 용액에 들어 있는 C 의 양( )을 몰이라고 할 mol 의 양( a )이 몰이고 n+ : 이므로 (나)에 들어 있는 C mol 의 양( a )은 : n+ 3+ B C 몰이다. =2 1 (다)에서 혼합 용액에 들어 있는 3+ B 의 양( n+ mol 2a 몰이고, )이 : 3+ n+ C 이므로 남아 있는 : mol 의 양( 2a )은 몰이 3+ B =2 다. 따라서 (다)에서 반응한 C 3 B 의 양( )은 mol 4/3a 몰이다. 3+ (가)에서 와 같이 과 2+ 3+ 몰이므로 B A 2a ㄴ. (다)에서 이 총 B 몰 있고, mol 3+ 2/3a 의 양( 의 양( 9 2+ B )은 ( mol )몰이다. A mol 몰이 반응하여 생성된 9-2a 몰이므로 이다. 따라서 이다. ㄷ. ( n+ C )은 C 의 전하가 +2 이므로 (나)에서 몰이다. 즉, (가)에 들어 있는 +2 와 반응한 n=2 C 2+ 의 양( 의 양 몰이 2+ A )은 mol 므로 은 , a 9-2a=a 몰이다. a=3 이다. 따라서 (다) 과정 후 A a 의 양( mol 3+ ) B mol 3+ B 2/3a 의 전하는 n+ ㄱ. (가)에 들어 있는 2+ 몰이므로 양이온 수비는 A 의 양( )은 몰, 의 양 3+ : mol : 이다. 3 B x y=1 2 4/3a=4 ( )은 mol 따라서 이다. 6 x y =1/2 본책 170쪽 ~172쪽 1 ① 7 ① 13 ⑤ 2 ③ 8 ⑤ 14 ③ 3 ② 9 ② 4 ② 5 ⑤ 6 ② 10 ⑤ 11 ① 12 ① 1 금속과 금속염 수용액의 산화 환원 반응 선택지 분석 ㄱ. 은 산화된다. 환원 2+ Cu ㄴ. 전자는 에서 으로 이동한다. ㄷ. 2+ 이 잃은 전자 수가 Cu Zn Zn 이 반응의 화학 반응식은 이 얻은 전자 수보다 많다. 2+ 이 잃은 전자 수 이 얻은 전자 수 Cu Zn 2+ =Cu ( ( ) +CuSO4 은 전자를 잃고 aq ) Zn ㄴ. s ) ( ZnSO4 2+ aq 이 되고,  Zn 에서 된다. 즉, 전자는 Zn Cu 으로 이동한다. ㄱ. 2+ 은 전자를 잃고 Cu Zn 으로 산화되고, ( )이다. +Cu 2+ 은 전자를 얻어 s 가 자를 얻어 Zn 로 환원된다. 2+ Zn Cu 은 전 2+ Cu ㄷ. 산화 환원 반응에서 산화된 물질이 잃은 전자 수와 환원된 물 Cu 질이 얻은 전자 수는 항상 같다. 따라서 이 잃은 전자 수와 이 얻은 전자 수는 같다. Zn 2+ Cu 양이온의 종류 전체 양이온의 양( ) mol 선택지 분석 ① 15/2 ④ 8/3 (다) (나)의 수용액에서 석출된 금속을 제거하고 C 몰의 를 넣어 3 반응시킨다. 3 C | 실험 결과 | •(나)와 (다) 각각에서 •(나)에서 •(다)에서 석출된 •각 과정 후 수용액에 존재하는 양이온 종류와 수 B 는 모두 반응하였다. 만 석출되었다. 의 몰비는 이다. 와 A A C : 1 1 과정 (가) a+ 8 b+ 몰 몰 5 A B (나) 몰 몰 몰 5 a+ 2 b+ c+ 3 A B C (다) b+ c+ 몰 몰 3 6 B C 13 10 9 ② 5 ⑤ ③ 4 5/2 몰씩이 모두 반응하므로 (나)에서 은 c+ 몰이고, (다)에서 몰이다. 이때 (다)에서 전체 양이온의 C (나)와 (다) 각각에서 은 3 C c+ 몰이므로 C 와 B )이 양( 3 (다)에서 석출된 9 므로 (나)의 mol 몰이다. 은 6 b+ 의 몰비가 3 )을 : 이고, a+ 몰이라고 하면, 1 A A B 의 양( 1 mol )몰이다. 전체 양이온의 양( A n a+ 은 ( 몰 ( n+3 +B b+ n 에서 A (가)에 )몰 mol 몰, 몰 c+ 몰, 3 은 n+3 +C 몰, 은 a+ b+ 를 넣었을 때 2 =10 은 c+ 만 석출되었으므로 3 5 B C n=2 몰이다. 지 않았다. 따라서 (가)와 (나)에서 A C 은 모두 반응하 )이 의 양( ) b+ B 몰이므로 mol a+ (몰)이다. 즉, (나) 10 A b+ B 의 양( b+ 은 반응에 참여하 )이 같으므로 (가)의 은 몰이고, 전체 양이온의 양( B mol )이 몰이므로 b+ 몰이다. 5 의 반응에서 과 a+ a+ 몰이 소모될 때 mol 13 c+ 의 반응에서 몰이 생 C 과 3 b+ 몰이 생성되므로 C : : C a c=1 이 각각 2 b+ 이다. 따라서 2 B : A 이다. 또, (다)의 6 , a+ A 몰 소모될 때 B c+ : : : C : 이고, (나)에서 반응이 3 은 B a+ A (나)의 8 A 성되므로 과 a+ A : b c=1 1 완결된 후, 의 양( 의 양( b+ a+ a ) ) mol mol B A b c=1 2 2 이다. \b=5/2\2=5 정답과 해설 93 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 93 18. 12. 4. 오후 5:27 4 산화수 선택지 분석 ① ④ +1-1 HCl +2-1 OF2 ③ +1+6-2 H2SO4 ② -2+1 N2H4 ⑤ +3-2 Cr2O3 공유 결합을 이루고 있는 두 원자 중 전기 음성도가 큰 원자가 공 유 전자쌍을 모두 가져간다고 가정하여 산화수를 계산한다. 일반 적으로 공유 결합 화합물에서 의 산화수는 의 산화수는 O 이며, 화합물을 구성하는 원자의 산화수의 합은 H 이다. 각 물 , +1 -2 질에서 산화수를 계산하면 표와 같다. 0 화합물 ① ② ③ ④ ⑤ 원자의 산화수 H Cl HCl : : +1 -1 N2H4 : : H N +1 -2 의 ( 최댓값) X x ( 의 최댓값) Y |y| 따라서 1 1 2 1 인 것은 이다. Y>X N2H4 H2SO4 : : +1 : +6 -2 H S O 6 2 OF2 : : O F +2 -1 Cr2O3 : : Cr O +3 -2 2 1 3 2 5 산화수 자료 분석 화합물 XY2 Y2Z2 선택지 분석 ① ④ X>Y>Z Y>Z>X 의 산화수 나 의 산화수 Y X Z -2 +1 +4 -1 ② ⑤ X>Z>Y Z>Y>X ③ Y>X>Z 원소를 구성하는 원자의 산화수는 이므로 (가)의 에서 의 X2 이다. 화합물에서 각 원자 X 의 산화수가 이면 산화수와 에서 의 산화수의 합은 Y2 Y 의 산화수는 이므로 의 산화수는 각각 0 에서 0 X X2Y4 이다. 0 의 산화수와 -2 의 산화수는 각각 Y 이고, 에서 (나)의 +1 에서 X 의 산화수는 X2 에서 Z2 의 산화수는 Z 에서 , +3 의 산화수는 의 산화수가 증가한다. 즉, 이고, X Z 이다. 0 의 산화수는 에서 -1 는 산화된다. 에서 0 X 의 산화수가 XZ3 X2 -2 에서 원소의 산화수로 보아 전기 음성도는 의 산화수는 이므로 Y X XZ3 X ㄴ. (나)의 X2 이므로 +3 X ㄱ. X2Y4 이다. +1 ㄷ. 와 X2Y4 XZ3 이다. 따라서 에서 전기 음성도가 작은 의 산화 Z>X>Y 수는 보다 크고, 전기 음성도가 큰 YZ 의 산화수는 Y 보다 작다. 0 Z 0 7 산화수 변화와 산화 환원 반응 자료 분석 산화수 증가: 환원 +1 (가) (나) (다) +1 산화수 감소: 환원 +1-1 0  4HI + N2 -2 0 N2H4 + 2I2 -3 -2 -3+1 + NH3 + H2O  NH4 +1+5-2 +1-2 HNO3 + NaOH  NaNO3 + H2O +1-2+1 +1+5-2 + OH -2+1 - +1 선택지 분석 ① (가) ④ (나), (다) ② (나) ⑤ (가), (나), (다) ③ (가), (다) 화합물 에서 의 산화수가 이므로 의 산화수는 이 XY2 다. 화합물 -2 이다. 공유 결합에서 전기 음성도가 큰 원자가 공유 전자쌍을 +4 의 산화수는 의 산화수가 X 이므로 Y2Z2 Y 에서 Y Z +1 )의 산화수를 갖는다. 따라서 전기 화 환원 반응이 아니다. 산화 환원 반응은 반응 전후에 원자의 산화수가 변하는 반응이다. (가)에서는 의 산화수가 에서 으로 증가하고, 의 산화수 N -1 가 에서 I 로 감소하므로 (가)는 산화 환원 반응이다. -2 0 (나)는 암모니아( 0 )의 용해 반응이고, (다)는 산과 염기의 중화 반응으로 (나)와 (다)는 모든 원소의 산화수가 변하지 않으므로 산 NH3 -1 끌어당기므로 상대적으로 ( 음성도는 이다. - Z>Y>X 6 산화수 변화와 산화 환원 반응 자료 분석 산화수 감소: 환원 (가) (나) 0 X2 0 X2 생성물 X2Y4 XZ3 선택지 분석 0 + 2Y2 -2+1  X2Y4 산화수 증가: 산화 산화수 증가: 산화 + 0 3Z2 +3-1  2XZ3 산화수 감소: 환원 의 산화수 나 의 산화수 X Y Z -2 +3 +1 -1 ㄱ. 에서 의 산화수는 이다. X2Y4 ㄴ. (나)에서 ㄷ. 에서 Y 는 산화된다. X2 의 산화수는 +2 보다 작다. +1 크다 YZ Y 0 94 정답과 해설 8 산화수 변화와 산화 환원 반응 자료 분석 산화수 감소: 환원 ( +1-1 2H2O2 l ) ( +1-2  2H2O l 산화수 증가: 산화 ) ) ( 0 + O2 g 는 로 산화된다. 로 환원된다. 에서 산화수가 변하는 원자는 이다. 선택지 분석 ㄱ. ㄴ. ㄷ. ㄱ. 는 O2 H2O H2O2 H2O2 H2O2 의 산화수는 증가한다. 따라서 O 에서 으로 산화수가 에서 O 이고, O2 -1 로 산화된다. 는 H2O2 H2O2 H2O2 는 -1 H2O 0 에서 -2 는 ㄴ. 의 산화수는 O2 에서 이고, 로 산화수 가 감소한다. 따라서 O 로 환원된다. H2O ㄷ. H2O2 에서 산화수가 변하는 원자는 이고, 의 산화 수가 변하지 않는다. H2O2 O H +1 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 94 18. 12. 4. 오후 5:27 ㄴ. 의 산화수는 에서 이고, 에서 이며, 에 0 HClO +1 으로 산화되면서 동시에 HCl 으로 환원 선택지 분석 HCl ㄱ. (가)에서 은 환원제이다. ㄴ. (나)에서 H2SO3 는 산화수가 증가한다. 감소 9 산화수 변화와 산화 환원 반응 자료 분석 산화수 증가: 산화 ) ( 0 Cl2 g ( +1-2 + H2O l 산화수 감소: 환원 ( +1+1-2  HClO ) aq ) ( +1-1 + HCl aq ) 선택지 분석 ㄱ. 는 산화되거나 환원되지 않는다. Cl2 산화되면서 동시에 환원된다. 의 산화수는 에서 이다. ㄴ. ㄷ. HClO H2O Cl 에서 산화수가 변하는 원자는 산화수가 변하는 원자는 없다. +1 O 이다. 서 이다. Cl2 ㄱ. 는 Cl2 HClO Cl -1 된다. ㄷ. H2O 10 산화제와 환원제 자료 분석 에서 산화수가 변하는 원자는 없다. 산화수 증가: 산화 (가) ) ( +2-2 환원제 g 2NO ) ( 0 산화제 + F2 g 산화수 감소: 환원 ( +3-2-1 g  2NOF ) 산화수 감소: 환원 (나) ) ( +2-2 산화제 g 2NO ) ( 0 환원제 + 2H2 g ) ( 0  N2 산화수 증가: 산화 g ( +1-2 + 2H2O l ) 산화수 감소: 환원 (다) ( -1+1 산화제 C2H2 g ) ) ( 0 환원제 + 2H2 g 산화수 증가: 산화 ( +1 -3  C2H6 ) g 선택지 분석 (가) (나) (다) (가) ① ③ NO ⑤ F2 F2 NO NO NO C2H2 H2 C2H2 ② ④ NO F2 (나) H2 H2 (다) C2H2 H2 산화제는 자신은 환원되면서 다른 물질을 산화시키는 물질이고, 환원제는 자신은 산화되면서 다른 물질을 환원시키는 물질이다. 화학 반응 전후에 산화수가 증가한 물질이 환원제이고, 산화수가 감소한 물질은 산화제이다. (가)에서 는 자신은 산화되면서 을 환원시키므로 환원제로 은 자신은 환원되면서 F2 를 산화시키므로 산화제 11 여러 가지 산화 환원 반응 자료 분석 산화수 증가: 산화 (가) (나) (다) +1+4-2 +1-1 H2SO3 + I2 + H2O  H2SO4 + 2HI 산화수 감소: 환원 +1-2 0 +1+6-2 산화수 감소: 환원 0 0 N2 + 3H2 산화수 증가: 산화 -3+1  2NH3 산화수 감소: 환원 +4-2 0 SO2 + 2H2S  2H2O + 3S 산화수 증가: 산화 +1-2 +1-2 ㄷ. (다)에서 과 에 포함된 의 산화수는 같다. 다르다 N SO2 H2S S 화학 반응 전후에 산화수가 증가하는 물질은 산화되고, 산화수가 감소하는 물질은 환원된다. 제이다. H2SO3 I2 ㄱ. (가)에서 은 을 환원시키고 자신은 산화되므로 환원 ㄴ. (나)에서 는 산화수가 에서 으로 감소한다. ㄷ. (다)에서 의 산화수는 N -3 이고, 에서 이다. 에서 0 +4 SO2 H2S -2 S 12 철의 제련 과정에서의 산화 환원 반응 자료 분석 산화수 증가: 산화 철광석, 코크스 (가) ) ( 0 2C s 0 + O2 ( ) ( +2-2 g  2CO ) 산화수 감소: 환원 g 산화수 감소: 환원 (나) ( ) +3-2 Fe2O3 s ) ( +2-2 g + 3CO ) ( 0  2Fe 산화수 증가: 산화 s ( +4-2 + 3CO2 g ) 배기 가스 열풍 쇳물 (다) ) ( +2+4-2 CaCO3 석회석( s CaCO3 순물인 이산화 규소( ( ( +2+4-2 +4-2 + SiO2  CaSiO3 )이 열분해되어 생성된 산화 칼슘( )와 반응하여 슬래그가 생성된다. s CaO s ) ( ) +4-2 + CO2 )이 철광석에 포함된 불 g ) 선택지 분석 SiO2 ㄱ. (가)에서 는 산화된다. ㄴ. (나)에서 C 는 산화제이다. 환원제 ㄷ. (가) (다)는 모두 산화 환원 반응이다. CO )이 주성분인 철광석을 코크스( ), 석회석 (나)에서 는 자신은 산화되면서 를 환원시키므로 환원제로 )과 함께 용광로에 넣고 가열하면 (가) Fe2O3 (다)의 반응이 일 C H2 작용하고, NO 는 자신은 환원되면서 를 산화시키므로 산화제 )을 얻을 수 있다. ㄱ. (가)에서 Fe 의 산화수는 코크스( )에서 에서 로 ∼ , (다)에서 는 자신은 산화되면서 을 환원시키므로 환원제 증가하므로 C 는 산화된다. C 로 작용하고, H2 은 자신은 환원되면서 C2H2 를 산화시키므로 산 ㄴ. (나)에서 C 의 산화수는 0 에서 CO +2 2 로 증가하므로 따라서 산화제로 작용한 물질은 (가)에서 , (나)에서 , (다) CO ㄷ. (다)에서는 반응 전후에 산화수가 변하는 원자가 없으므로 Fe2O3 는 자신은 산화되면서 C 을 환원시키는 환원제이다. +4 +2 ∼ 산화 철(Ⅲ)( ( CaCO3 어나 순수한 철( NO H2 H2 F2 NO (다)는 산화 환원 반응이 아니다. 작용하고, NO F2 로 작용한다. 로 작용한다. NO 화제로 작용한다. C2H2 이다. C2H2 정답과 해설 95 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 95 18. 12. 4. 오후 5:27 13 구리의 산화 환원 반응 자료 분석 O2 0 : 산화수 증가 ➡ 산화 : 산화수 감소 ➡ 환원 (가) Cu O Cu 0 +1-2 H2O (나) : 산화수 증가 ➡ 산화 : 산화수 감소 ➡ 환원 CuO +2-2 H Cu ㉠ 0 H2 선택지 분석 ㄱ. (가)에서 는 환원된다. ㄴ. O2 에서 의 산화수는 이다. ㄷ. (나)에서 ㉠은 환원제로 작용한다. CuO Cu +2 ㄱ. (가)에서 는 산화수가 에서 로 증가하므로 산화되고, 는 산화수가 Cu O ㄴ. 에서 CuO ㄷ. (나)는 므로 ㉠은 소하므로 환원되고, CuO H2 에서 0 -2 의 산화수는 0 와 ㉠이 반응하여 +2 Cu 이다. (나)에서 +2 로 감소하므로 환원된다. 이고, 의 산화수는 이다. 와 O H2O Cu 는 산화수가 을 생성하는 반응이 -2 에서 으로 감 는 산화수가 Cu 에서 +2 로 증가하여 산화된 0 다. 따라서 는 산화제로, H +1 는 환원제로 작용한다. 0 CuO H2 14 산화 환원 반응식 자료 분석 감소: (가) ( 1 +1 ( ) -2 +5 +aAgNO3 aq 증가: ( ) ) 2\1=2 2 +2AgNO3 aq  1\2=2 ( ) ) -2 +2 +5 NO3 2 aq  bCu ) ( ) ( ) ( 2 NO3 +2Ag aq s s Cu 감소: 0 Cu → s ( Cu ( ) ( ) 0 +cAg s (나) ( ( ) -2 +1+5 +eHNO3 s aq 0 dCu 증가: → ( 3Cu 2 ) +8HNO3 s 선택지 분석 2\3=6 ( ) aq  3\2=6 ) ( -2 2 3 )  ( +5 +2 NO3 fCu ( NO3 3Cu ) 2 ) ( ) -2 +1 +hH2O ( ( -2 +2 +gNO g ) +4H2O aq ( ) ( +2NO aq g l ) ) l ㄱ. (가)에서 ㄴ. (나)에서 ㄷ. (나)에서 이다. a+b+c=5 d+e>f+g+h 몰이 반응하면 이다. 몰이 생성된다. 몰 ( ( ( 1 a ) s ( Cu ) 므로 aq 이다. ㄱ. (가) Cu ) +2AgNO3 ( ) ) =5 +c +b ( ) ( ㄴ. (나) 2 1 2 +8HNO3 3Cu s ) ( )이므로 ( +e d l 와 ㄷ. (나)에서 3 Cu 몰이 생성된다. 이 반응하면 +4H2O 8 NO >f aq ) ( ) NO 1 ( ) ( 2 NO3 aq Cu  ( NO3 3Cu ( ) ( ) (  +g 의 계수비는 2 3 +h : ( ) 2 3 2/3 s ( ) +2Ag ) +2NO )이 ( ) g 몰 aq )이다. 이므로 4 2 Cu 1 NO 2/3 본책 173쪽 ~175쪽 1 ⑤ 7 ③ 2 ① 8 ② 3 ⑤ 9 ① 4 ② 5 ① 6 ① 10 ① 11 ② 12 ④ 96 정답과 해설 1 산화수 자료 분석 +1 H +1 C H +1 선택지 분석 감소 증가 ① ④ 4 2 전기 음성도는 H -2 O H +1 -2 O2 0 H +1 O H +1 -2 H2O +1-2 O -2 C +2 증가 감소 ② ⑤ 2 4 이므로 ③ 변화 없음 에서 는 로부터 전 자 개를 가져오고, O>C>H 에게 전자 CH3OH 개를 주므로 H 의 산화수를 C -2 O 에서 는 로부터 전자 1 개를 가져오고 에 H 의 산화수를 갖는다. 따라서 제시된 반 1 증가한다. 에서 로 O 갖는다. 3 게 전자 HCOOH 개를 주므로 응에서 의 산화수는 3 C 2 산화수 자료 분석 C +2 -2 +2 4 -1 +1 H2O2 -2 +5 - NO3 +1+7-2 HClO4 선택지 분석 ㄱ. 의 산화수는 보다 크다. ㄴ. ㄷ. 와 Cl NO3 H2O2 의 산화수는 -2 -1 - N 에서 의 산화수는 같다. 다르다 O 보다 에서 더 크다. 같다 ㄱ. 수는 수는 ㄷ. H HClO4 +1 의 산화수는 H2O2 +1 에서 이다. HClO4 +5 ㄴ. Cl 에서 +7 의 산화수는 이므로 H2O2 O 와 -2 의 산화수는 H H2O2 NO3 와 H2O2 HClO4 3 산화수 변화와 산화 환원 반응 자료 분석 산화수 증가: 산화 이고, 에서 의 산화 - NO3 N 에서 - 에서 , - -1 의 산화수는 다르다. O 에서 모두 로 같다. NO3 O 의 산화 +1 (가) ( -1 +1 2KI aq ) ( 0 + Cl2 ) ( +1-1  2KCl s 산화수 감소: 환원 ) ) ( 0 + I2 s aq 산화수 감소: 환원 ( + ) aq ( ) 0 + Fe s ) ( 0  2Ag 산화수 증가: 산화 s +2 + Fe ( 2+ ) aq (나) +1 2Ag 선택지 분석 ㄱ. (가)에서 는 산화된다. 환원 ㄴ. (나)에서 Cl2 은 을 환원시킨다. + ㄷ. (나)에서 Fe Ag 몰이 생성될 때 이동한 전자의 양( )은 몰 이다. Ag 1 ㄴ. (나)에서 은 산화수가 에서 로 증가하면서 원시킨다. Fe 0 +2 ㄷ. (나)에서 의 환원을 식으로 나타내면 + 이므로 Ag 몰이 생성될 때 이동한 전자의 양( Ag Ag ㄱ. (가)에서 1 의 는 산화수가 mol 에서 므로 환원된다. Cl2 Cl 0 mol 1 을 환 + Ag + - +e )은 Ag 몰이다.  로 감소하 1 -1 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 96 18. 12. 4. 오후 5:27 4 산화수 변화와 산화 환원 반응 자료 분석 증가: 4 4\3=12 ( -2 +6 +1 2K2Cr2O7 ( ) +1-2 +2H2O l aq ) ( ) s 0 +xS 3 ( +1-2+1  4KOH 3\4=12 감소: 3 ㄱ. ㄴ. 선택지 분석 이다. x=1 Cr 의 산화수는 3 에서 으로 감소한다. ㄷ. 의 산화수는 +6 에서 +3 로 증가한다. ㄴ. S 0 의 산화수는 +2 에서 +4 이고, ( ) +3-2 +2Cr2O3 s aq ( ) +4-2 +xSO2 3 ) g 7 탄산수소 나트륨 수용액의 반응 자료 분석 (가) (나) ) ) ( +1-1 ( +1+1+4-2 NaHCO3 +HCl aq aq ( ) ( +1-2+1 +1+1+4-2 NaHCO3 +NaOH aq 선택지 분석 ) ) ( ( +1-1 +1+4-2 H2CO3 aq +NaCl aq ( ) ( +1-2 +4-2 +1 +H2O Na2CO3 aq l )  ) aq  ㄱ. (가)에서 의 는 산화수가 증가한다. 변하지 않는다 ㄴ. (가)에서 NaHCO3 NaHCO3 ㄷ. (나)는 산화 환원 반응이 아니다. C 은 브뢴스테드·로리 산이다. ㄷ. (나)는 산과 염기의 중화 반응으로, 물질을 이루는 원자들의 산화수 변화가 없으므로 산화 환원 반응이 아니다. Cr K2Cr2O7 ㄱ. 반응에서 환원된 Cr2O3 +6 의 산화수 변화가 +3 이므로, 산 로 서로 같다. NaHCO3 H2CO3 C 화된 의 산화수 변화도 가 되어야 한다. 따라서 Cr 이다. ㄴ. 브뢴스테드·로리 산과 염기에서 산은 다른 물질에게 +4 을 + 에서 이다. ㄱ. (가)에서 과 의 는 산화수가 12 x=3 내놓는 물질을, 염기는 다른 물질로부터 을 얻는 물질을 말 H 한다. + H +3 +1-2 2Al + 3Ag2S  2Al 0 3+ -2 2- + 3S 산화수 감소: 환원 0 + 6Ag 8 금속의 산화 환원 반응 자료 분석 | 실험 과정 및 결과 | 에서 으로 증가하므로 산화된다. 의 산화수는 이며, 반응 후 산 -2 ㄷ. 은 자신은 환원되면서 을 산화시키므로 산화제이다. ㄷ. (나)에서 금속 막대의 질량은 반응 전후가 같다. 반응 후 증가한다 (가) 염산( ( )) 에 충분한 양의 아연( )을 반응시 aq HCl 켰더니 수소( 200`mL ) 기체가 발생하였다. ) ( ( 2HCl H2 ) +Zn aq (나) (가)의 수용액에 마그네슘(  s ( H2 ) ( ) +ZnCl2 g aq ) 막대를 넣었더니 Zn 막대의 Mg 표면에 금속이 석출되었다. Mg ( ) ( ) ZnCl2 aq +Mg s  선택지 분석 ( MgCl2 ) ( ) aq +Zn s ㄱ. (가)에서 은 산화제이다. 환원제 ㄴ. (나)에서 수용액 속 이온의 총수는 일정하다. Zn (가)와 (나)에서 일어나는 반응과 반응에서 각 원소의 산화수 변화 는 다음과 같다. 산화수 감소: 환원 (가) ( +1-1 2HCl ) 0 +Zn ( ( ) ( ) +2-1 0 +ZnCl2 H2 산화수 증가: 산화 s g aq ) aq  산화수 감소: 환원 (나) ( +2-1 ZnCl2 aq ) 0 +Mg ( ) 산화수 s  증가: 산화 ( +2-1 MgCl2 ) ( ) 0 +Zn s aq ㄴ. (나)에서 2+ 용액 속 이온의 총수는 일정하다. 몰이 반응할 때 Zn Mg 1 ㄱ. (가)에서 2+ 1 에서 의 산화수는 로 증가하므로 몰이 생성되므로 수 은 산화되고, 의 산화수는 Zn 에서 0 으로 감소하므로 +2 는 Zn 환원된다. 환원제는 자신은 산화되고 다른 물질을 환원시키는 물 H H +1 0 ㄷ. S 의 산화수는 에서 로 증가한다. S 0 12 +4 5 산화수 변화와 산화 환원 반응 자료 분석 산화수 증가: 산화 선택지 분석 ㄱ. ㄴ. ㄷ. 에 포함된 은 전자를 얻거나 잃지 않는다. 이 전자를 얻는다. Ag2S S 은 산화된다. S 은 환원제이다. 산화제 Al Ag2S 은 산화수가 ㄴ. Al ㄱ. +3 에 포함된 0 S 화수의 변화가 없다. Ag2S Ag2S Al 6 금속의 산화 환원 반응 자료 분석 산화수 증가: 산화 (가) 0 0 2Mg + O2 +2-2  2MgO 산화수 감소: 환원 산화수 감소: 환원 (나) +3-2 +4-2 Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2 +2-2 산화수 증가: 산화 0 선택지 분석 ㄱ. (가)에서 은 산화된다. ㄴ. (나)에서 Mg 는 산화제이다. 환원제 ㄷ. (나)에서 CO 의 산화수는 증가한다. 감소 Fe ㄱ. (가)에서 은 산화수가 에서 로 증가하여 산화된다. 질이므로 은 환원제이다. Mg ㄴ. (나)에서 +2 는 자신은 산화되면서 0 을 환원시 ㄷ. (나)에서 수용액 속에 존재하던 Zn 키므로 환원제이다. CO Fe2O3 막대에 석출된다. 이때 이 Zn 이 으로 환원되면서 2+ 보다 원자량이 더 크므로 Zn ㄷ. (나)에서 의 산화수는 에서 으로 감소한다. Mg Mg 금속 막대의 질량은 반응 후 증가한다. Zn Fe +3 0 정답과 해설 97 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 97 18. 12. 4. 오후 5:27 이다. C B 9 아세트산 생성 반응에서 산화수 변화 자료 분석 -2+1-2+1 C2H5OH 0 O2 + -3+1+3-2-2+1 CH3COOH + +1-2 H2O  전기 음성도: O>C>H H ㉠ -3 H CC O O H H ㉡ +3 선택지 분석 ㄱ. 은 환원제이다. ㄴ. ㉠과 ㉡의 산화수는 같다. C2H5OH 다르다(㉠ , ㉡ ) ㄷ. 에서 의 산화수는 반응 후 증가한다. 변함없다 -3 +3 C2H5OH 에서 O 의 산화수는 ㄱ. 이지만 의 산화수는 모두 O O2 이다. 그러므로 0 는 환원제이다. -2 ㄴ. ㉠은 이고, ㉡은 H 로부터 전자 에게 전자 는 이나 에서 은 H2O O 를 환원시키 CH3COOH C2H5OH O2 개를 가져오므로 ㉠의 산화수 개를 내주므로 ㉡의 산화수는 3 3 -3 이다. O 의 산화수는 +3 ㄷ. 산화수의 변화가 없다. O 과 에서 모두 이므로 C2H5OH CH3COOH -2 10 금속과 금속염 수용액의 산화 환원 반응에서 양적 관계 자료 분석 수용액 넣어 준 금속 종류 원자 수 수용액에 존재하는 양이온 Ⅰ Ⅱ Ⅲ - B C - 4N x 6N 2+ A , 2+ 7N ( b+ ) + B A 5N 4N , c+ b+ ( B 2N 6N C B C ) 2+ (상댓값) q 1 7/9 7/8 선택지 분석 ㄱ. 이다. ㄴ. c>b c=2 이다. , b=1 ㄷ. Ⅲ에 존재하는 이온 수비는 x=2N 6N : b+ c+ B C =1 이다. : : 1 6N=1 2N : 3 금속과 금속 이온의 반응에서 양이온의 전하량의 총합은 일정하 는 양이온 수에 반비례한다. 따라서 수용액 Ⅰ에서 q 므로 A + 의 수를 이라고 하면 전체 양이온의 전하량 총합 전체 양이온 수 m b+ 만일 의 전하가 이면 전하량의 총합은 일정한데 수용액 B +1 속 이온 수가 증가하므로 속 이온 수가 감소하므로 q 는 는 보다 작아지고, 보다 커진다. 수용액 Ⅱ의 +3 1 q 이다. 이다. 따라서 1 +1 이면 수용액 가 보 b+ B q 의 전하는 다 작으므로 수용액 Ⅰ에 b=1 관계는 다음과 같이 나타낼 수 있다. 수용액 Ⅱ에 두 존재하므로 넣어 준 을 넣은 수용액 Ⅱ에서 일어나는 반응의 양적 이 모 는 모두 반응하였다. 4N 과 A B B 1 2+ + 이다. = 1 m 반응 전 A + 반응 반응 후 B 2+ 2B  4N -2N 0 m -2N m-2N +4N 4N 98 정답과 해설 수용액 Ⅲ에 존재하는 양이온 수는 2+ 전체 양이온의 전하량 총합 m-2n A 전체 양이온 수 과 + B 따라서 수용액 Ⅱ에서 : 는 이므로 이다. 수용액 Ⅰ과 Ⅱ의 q 1 이고 수용액 Ⅱ에 들어 있는 m ( 1 7 m+2N 이며, 은 9 2+ ㄱ. 수용액 Ⅱ의 보다 작고, 수용액 Ⅲ의 5N 는 수용액 Ⅱ보다 크므로 이온의 전하는 q I q 이온보다 크다. 따라서 m=7N 는 수용액 = 1 이다. 이온이 A : 1 = 이다. 4N ) ( 1 m+2N : ) 7 9 c>b 은 ㄴ. 수용액 Ⅱ에 와 모두 반응한다. 만일 C 를 넣으면 수용액 속에 존재하는 이온의 전하가 2+ 라고 한다면 A C 과 2+ C 가 반응할 때 생성되는 은 2+ +2 이다. 또한 의 A 과 반응한 C 의 수를 B^+ 이라고 하면 양적 관계는 다음과 같다. C 5N 4N 2+ + 2B 2+ C n + 반응 전 C + 반응 반응 후 수용액 Ⅲ에서 C  2B 4N -2n 4N-2n 전체 양이온의 전하량 총합 전체 양이온 수 +n n ) ( 1 5N+4N-n , = 이므로 n=N x=5N 이 음의 값을 가지므로 성립 이다. 따라서 : 1 7N 이다. 이온의 전하가 +N=6N C 하지 않는다. ㄷ. 수용액 Ⅲ에 존재하는 +3 =1 1 (9N-n) 인 경우에는 : 7 8 n 은 + , 은 2+ 이다. B 2N C 6N 11 금속과 금속염 수용액의 산화 환원 반응에서 양적 관계 자료 분석 | 실험 과정 | (가) 과 a+ b+ 이 함께 들어 있는 수용액을 준비한다. (나) (가)의 수용액에 A B ( ) 을 넣어 반응을 완결시킨다. (다) (나)의 수용액에 s C ) ( w`g 을 넣어 반응을 완결시킨다. | 실험 결과 | C s w`g • 각 과정 후 수용액에 들어 있는 양이온의 종류와 수 과정 (가) (나) 양이온의 종류 양이온의 수 , a+ b+ A B , , a+ b+ 2+ A B C (다) , a+ 2+ A C 전체 양이온의 수 7.2N 4.8N 7.2N 0.8N 2N 7.2N 2.4N 12N 10N (가)보다 (나)에서 전체 양이온의 수가 줄었으므로 이다. 한 이온의 전하는 이나 a+ b+ A B 와 반응 9.6N 중 C • (가)에서 수용액 속 이온 수는 +1 a+ b+ 이다. • (나)에서 넣어 준 ( )는 모두 반응하였고, (다) 과정 후 남아 있 >B A 는 ( )의 질량은 C s 이다. C s 선택지 분석 x`g ① 1/4w 9/4w (나)에서 ④ 2+ 4/15w ② ⑤ 12/5w ③ 2/5w 이 생성되면서 전체 양이온 수가 감소했으므로, A + 2B^+ 과 C 중 와 반응한 이온의 전하가 b+ (다) 과정에서 (나)의 수용액에 B C a+ 임을 알 수 있다. 또한 A +1 을 넣어 반응을 완결시킨 후 와 반응한 이온이 모두 반 에 가 남아 있으므로 과 C b+ w`g 중 a+ 응하고 더 이상 반응이 진행되지 않음을 알 수 있다. A B C C 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 98 18. 12. 4. 오후 5:27 (가)에서 의 수가 의 수보다 크므로 와 반응한 양이온은 양이온은 뿐이므로 과 은 : 의 개수비로 반응하고 a+ b+ b+ a+ B A 이하의 자연수이므로 b+ 생성되므로 각 이온의 산화수비는 : 3 a+ A 이다. , b=3 a=2 의 원자 수를 (나) 이후 반응하지 않은 금속 3 B , 에는 석출된 금속 2 b+ B 원자 원자 B , 에 + 을 넣었을 때 존재하는 금속은 A B 6N : 이고, , 는 =2 3 a b 라고 하면 비커 속 이 있다. 여기 x 3+ 4N x 가지이고, 반응성은 B 이므로 넣어 준 C 은 금속 와 먼저 반응하고, 이후 금속 B>A 와 1 에 들어 있는 수를 A 라고 하 + C ) y ) ( 3C s +3x 3x + ( 반응한다. 이때 C + 면 다음과 같은 양적 관계가 성립한다. mL aq B C ) 100 ( + ( ) ) ( 3+ 반응 전 B s + 3C aq  B aq + 반응 x 반응 후 -x 또, 금속 0 와 A + ) C ( 4N +x 4N+x 의 양적 관계는 다음과 같다. y -3x y-3x ( + ) ( ) 2+ A aq  + 반응 반응 전 A s 6N -6N 0 (다) 이후 수용액에 들어 있는 aq 2C y-3x -12N y-3x-12N 반응 후 수는 + +6N 6N ) s + ( 2C 3x +12N 3x+12N 이고, 전체 이며, 이 값이 양이온 수는 ( ) ( ) 이므로 4N+x + y-2x=17N 100`mL 수의 + C 식을 정리하면 15N 고, + C 에 들어 있는 aq 에 들어 있는 배이므로 4 y-4 x=16 N 이다. C ( y-3x-12N 이다. 또, y-3x-12N ) +6N 수는 이 + C 수는 (다) 과정 후 수용액 + y-3x-12N C ( y-3x-12N ) 이다. 따라서 두 식을 풀면 4 =y 이고, 이 y=18N b+ A 이고, b=1 B C 다음과 같은 산화 환원 반응이 일어난다. 이다. (나)와 (다)에서 B 를 넣어 주면 수용액에서 C + 2B (나)에서 w`g 만큼 감소하므로  +C C 2+ 2B+C 이 2+ 을 넣으면 전체 양이온 수가 에서 으로 생성되고 2N (다)에서 C 2N 을 넣으면 전체 양이온 수가 이 생성되고 w`g 만큼 감소하므로 C 2+ 0.4N 한다. (다) 과정 후 수용액 안에는 에 들어 있는 0.4N B 의 수는 (나)와 (다)에서 반응한 C + + + 12N 이 B 10N B 4N 에서 이 + 10N 반응한다. 으로 반응 9.6N 0.8N 이고, (가), 이 남아있지 않으므로 (가) (나), (다)에 들어 있는 B 의 수는 이 (나) 과정에서 A 2N 생성되므로 (다) 과정 후 C 한편, (나) 과정에서 C 2+ 었고, (다) 과정에서 C w`g 이 2+ a+ 생성되고 (다) 과정에서 12N-4.8N=7.2N 이 4.8N 이다. 의 수는 2+ 이 모두 반응할 때 2+ C 0.4N 이다. 생성되 이 2N+0.4N=2.4N 2+ 2N C 남았으므로 가 생성되고 : C 0.4N 에서 : C )이다. x`g ( w`g 따라서 2N=x`g (다) 과정 후 (나) 과정 후 1.6N 2+ 수 수 g w x= 1.6 2 \x= 2.4N 7.2N \ 1.6 2 a+ C A 이다. w=4/15w 12 금속과 금속염 수용액의 산화 환원 반응에서 양적 관계 자료 분석 | 실험 과정 | (가) 비커에 ( a+ ) 를 넣는다. A (나) (가)의 비커에 금속 aq 을 넣어 반응을 완결시킨다. w`g (다) (나)에서 반응이 끝난 비커에 를 넣어 반응을 100`mL ) ( s B 완결시킨다. 반응하지 않은 100`mL 라고 하면 (나)에는 원자 , 원자 B 이 있다. ( + ) C aq 원자 수를 , x 4N B x 3+ A B(s) w g 6N B C+(aq) 100 mL Aa+(aq) 100 mL (가) (나) (다) 에 들어 있는 ( + ) ( ) ( 100`mL C aq y-3x+12N + 4N+x y C ) +6N=15N 수를 + 라고 하면 이다. | 실험 결과 | 각 과정 후 수용액에 들어 있는 양이온의 종류와 수 과정 (가) (다) (나) b+ B 4N 1 a+ b+ + A B C 6N 4N+x y-3x-12N 15N 양이온의 종류 양이온의 수 a+ A 6N • (다) 과정 후 비커에 들어 있는 금속은 가지이다. 에 들어 있는 수는 (다) 과정 후 수용액에 들 • ( ) C^+ aq 어 있는 배이다. + 100`mL 수의 C 4 선택지 분석 + C ① ④ 14N 18N ) ( a+ A 금속 aq ( 100`mL ) w`g B s ② ⑤ 15N 20N ③ 17N 에 들어 있는 수는 a+ 이고, 이 수용액에 을 넣어 반응이 완결되었을 때 수용액에 들어 있는 A 6N 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 99 18. 12. 4. 오후 5:27 정답과 해설 99 화학 반응에서의 열의 출입 1 ⑴  ⑵ ⑶ 2 ⑴ 흡열 반응 ⑵ 발열 반응 ⑶ 흡열 반 응 ⑷ 발열 반응 3 ⑴ 비열 ⑵ 열량 ⑶ ㉠ 통열량계 ㉡ 간이 × × 본책 177쪽 열량계 4 1285.2 J 1 ⑴ 발열 반응은 열을 방출하는 반응이고, 흡열 반응은 열을 흡수하는 반응이다. ⑵ 흡열 반응이 일어날 때 주위에서 열을 흡수하므로 주위의 온 도가 낮아진다. ⑶ 발열 반응에서 생성물의 에너지 합은 반응물의 에너지 합보다 작다. 2 ⑴ 질산 암모늄을 물에 녹이면 주위에서 열을 흡수하여 용액 의 온도가 낮아진다. ➡ 흡열 반응 ⑵ 염산과 수산화 나트륨을 혼합하면 중화 반응이 일어나면서 열 을 방출한다. ➡ 발열 반응 ⑶ 탄산수소 나트륨을 가열하면 탄산수소 나트륨이 열을 흡수하 여 분해가 일어난다. ➡ 흡열 반응 ⑷ 염산에 아연 조각을 넣으면 수소 기체가 발생하면서 용액의 온 도가 높아진다. ➡ 발열 반응 의 온도를 3 ⑴ 비열은 어떤 물질 /( 열량으로, 단위는 ⑵ 어떤 물질이 방출하거나 흡수하는 열량( g 온도 변화( 온도 변화( 열용량( 1`g )이다. °C a J ) ) 1`°C ) 비열( ) 질량( ) Q = )이다. c \ m 높이는 데 필요한 ⑶ 통열량계는 열 손실이 거의 없어 열량을 비교적 정확하게 측 \ 정할 수 있으나, 간이 열량계는 열 손실이 있어 정밀한 열량 측정 Deltat Deltat = \ C 실험에는 사용할 수 없다. 따라서 통열량계는 주로 연소 반응에서 출입하는 열량을, 간이 열량계는 주로 용해 과정이나 중화 반응에 서 출입하는 열량을 측정하는 데 사용한다. 4 용액의 질량은 ) 이며, 비열은 102 -25 `°C 때 방출한 열량 이다. Q=4.2`J 이고, 온도 변화는 a `g )이므로 ) ( =100+2 /( a °C g 4.2`J ) /( \102`g\3`°C= g CaCl2 °C ( =28 이 물에 녹을 3 1285.2`J 2 ( 물 물 ) ( 통열량계 ) Q= C /( = °C a \Deltat \Deltat c \m ( 4.2`kJ + ) ) \1`kg\10`°C kg / / mol\ 6.4`g =1200`kJ 128`g / =1.8`kJ mol °C 통열량계 C ( 통열량계 + C ) \10`°C 본책 179쪽 ~180쪽 1 ③ 7 ④ 2 ② 8 ④ 3 ③ 4 ⑤ 5 ③ 6 ① 1 발열 반응과 흡열 반응의 예 자료 분석 ( 4Fe s ( ) +3O2 g )  열: 발열 반응 ( ) ( ) ( 2Fe2O3 s + +5O2 C3H8 ) ( g g +4H2O 3CO2 g ) ( )  + l 열: 발열 반응 ㉠ 철 가루와 산소가 반응하여 손난로가 뜨 ㉡ 가스가 연소하여 국이 끓는다. 거워진다. ( ) 열 ㉢ 물이 증발하여 시 원해진다. ): 흡열 반응 ( H2O l +  H2O g 선택지 분석 ① ㉠ ④ ㉠, ㉢ ② ㉡ ⑤ ㉡, ㉢ ③ ㉠, ㉡ ㉠ 철 가루와 산소의 반응은 발열 반응으로 반응이 일어날 때 열 을 주위로 방출하므로 이를 이용하여 손난로에 이용한다. ㉡ 가스의 연소 반응은 발열 반응으로 가스가 연소될 때 열을 주 위로 방출하므로 이를 이용하여 난방이나 조리를 할 수 있다. ㉢ 더운 여름날 마당에 물을 뿌리면 물이 증발한다. 물 의 증발은 흡열 과정으로 이때 주위로부터 증발열을 흡수하므로 시원해진다. 2 질산 암모늄의 용해 과정에서 열의 출입 자료 분석 열 (가) 물이 든 밀봉된 비닐봉지와 질산 NH4 ) +NO3 NH4NO3 aq + s + ( ( ) ( - aq )  암모늄( )을 지퍼 백에 넣는다. NH4NO3 (나) 지퍼 백을 닫고 손으로 눌러 물이 든 비닐봉지를 터뜨리면, 이 물에 녹으면서 차가워진다. NH4NO3 주위에서 열을 흡수하기 때문이다. 지퍼 백 비닐봉지 H2O(l ) NH4NO3(s) 본책 178쪽 선택지 분석 A 1 ③ B 2 ② ㄱ. (나)에서 일어나는 반응은 발열 반응이다. 흡열 ㄴ. (나)의 반응에서 반응물의 에너지 합이 생성물의 에너지 합보 1 Q =c\m\Deltat=4.0`J g °C /( a ( ) \20`g\ t 반응 후 ) -25 `°C 다 크다. 작다 용한다. ㄷ. 냉각 팩은 반응이 일어날 때 주위의 온도가 낮아지는 것을 이 =56`J 반응 후 t =25.7`°C 100 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 100 18. 12. 4. 오후 5:27 ㄷ. 냉각 팩은 반응이 일어날 때 열을 흡수하여 주위의 온도가 낮 5 수산화 나트륨의 용해 과정에서 출입하는 열의 측정 아지는 것을 이용한다. 자료 분석 ㄱ. 질산 암모늄의 용해는 흡열 반응이다. ㄴ. 흡열 반응은 반응물의 에너지 합이 생성물의 에너지 합보다 작다. 3 염화 칼슘의 용해 과정에서 에너지 변화 자료 분석 반응물 에 너 지 에 너 지 생성물 반응이 일어날 때 반응물의 에너지 합과 생성물의 에너 지 합의 차만큼의 에너지가 열로 방출된다. 반응물 반응의 진행 ➡ 열 방출 : 발열 반응 생성물 반응의 진행 선택지 분석 ㄱ. ㄴ. CaCl2 CaCl2 의 용해는 발열 반응이다. 이 용해될 때 주위의 온도가 낮아진다. 높아진다 ㄷ. 눈이 내린 도로에 을 뿌리면 눈이 녹는다. CaCl2 이 용해하면서 출입하는 열량( ) 용액의 비열( ) 용액의 질량( ) 용액 의 온도 변화( NaOH )이다. Q = c \ m \ (가) 간이 열량계에 물을 채운다. Deltat 온도계 (나) 을 간이 열량계에 넣는다. 고무마개 젓개 뚜껑 NaOH 용질의 질량 (다) 젓개로 저어 주면서 용액의 최고 온도 10`g 를 측정한다. 용액의 온도 변화는 최고 온도에서 처음 온도를 빼서 구한다. 물 스타이로폼 컵 선택지 분석 ㅁ. 젓개의 질량 ㄱ. 반응 전 물의 온도 ㄴ. 스타이로폼 컵의 부피 ㄷ. 물의 질량 ㄹ. 용액의 비열 이 용해하면서 출입하는 열량( ) 용액의 비열( ) 용액 NaOH 의 질량( ) 용액의 온도 변화( c )이므로 용액의 비열( = Q \ ), 질량 ( m ), 온도 변화( \ Deltat )를 알아야 한다. c m 용액의 질량( Deltat )은 (나)에 용질의 질량이 주어졌으므로 용매인 물 의 질량을 알면 되고, 용액의 온도 변화( m )는 (다)에 용액의 최고 ㄱ. 반응물의 에너지 합이 생성물의 에너지 합보다 크므로 발열 온도가 주어졌으므로 반응 전 물의 온도를 알면 된다. Deltat 반응이다. 발열 반응이 일어날 때 반응물의 에너지 합과 생성물의 에너지 합의 차만큼의 에너지가 열로 방출된다. ㄷ. 눈이 내린 도로에 을 뿌리면 이 눈에 녹아 열을 방출하므로 주위의 눈이 녹는다. CaCl2 CaCl2 6 통열량계의 특징 자료 분석 ㄴ. 의 용해는 발열 반응이므로 주위로 열을 방출 온도계 젓개 점화선 젓개 CaCl2 하여 주위의 온도가 높아진다. 4 수산화 바륨 팔수화물과 질산 암모늄의 반응에서 열의 출입 자료 분석 유리 막대 수산화 바륨 팔수화물 + 질산 암모늄 물 나무 수산화 바륨 팔수화물과 질산 암모늄의 반응은 흡 열 반응이므로 주위에서 열을 흡수한다. 삼각 플라 스크 아래의 물이 열을 빼앗기고 얼면서 삼각 플라 스크가 나무판에 달라붙는다. ( 화학 반응식 Ba a ( ) 2 OH ( ) ) ( +2NH4NO3 s  +2NH3 NO3 aq Ba ( ) 2 나무판 위의 물이 얼음으로 변해 삼각 플라스크가 나무판에 달라붙는다. ) +10H2O 열을 빼앗겼다. 8H2O ) g l s ( ( ) 반응 결과 선택지 분석 ㄱ. 이 반응은 흡열 반응이다. ㄴ. 이 반응을 이용하여 냉각 장치를 만들 수 있다. ㄷ. 이 반응과 열의 출입이 같은 반응으로 염화 암모늄의 용해가 있다. ㄱ. 반응 결과 주위의 온도가 낮아져 물이 언 것이므로 삼각 플라 스크 안에서 일어나는 반응은 흡열 반응이다. ㄴ. 삼각 플라스크 안에서 일어나는 반응으로 주위의 온도가 낮아 온도계 단열 용기 강철 용기 시료 접시 물 강철통 단열이 잘되도록 만들어져 있어 열 손실이 거의 없다. 따라서 화학 반응에서 출입하는 열은 모두 통열량계 속 물과 통열량계의 온 도 변화에 이용된다고 가정한다. 물 스타이로폼 컵 선택지 분석 있다. ㄱ. 통열량계를 이용하여 연소 반응 시 출입하는 열량을 구할 수 ㄴ. 시료가 연소하면서 방출하는 열량은 통열량계 속 물이 흡수 하는 열량과 같다. 다르다 ㄷ. 반응 전 물의 온도와 시료의 양이 같으면 종류에 관계없이 반응 후 최고 온도는 같다. 다르다 ㄱ. 통열량계의 열용량, 물의 비열을 알면 통열량계를 이용하여 열량계 속 물의 질량 및 반응 전후 온도 변화를 측정하여 연소 반 응 시 출입하는 열량을 구할 수 있다. ㄴ. 시료가 연소하면서 방출하는 열량은 통열량계 속 물 이 흡수하는 열량과 통열량계가 흡수하는 열량의 합과 같다. ㄷ. 시료의 종류와 양에 따라 연소 반응 후 최고 온도는 다르다. 7 중화 반응에서 출입하는 열량 계산 선택지 분석 ① ④ 3.6 4.8 ② ⑤ 4.0 5.2 ③ 4.4 지는 것을 이용하여 냉각 장치를 만들 수 있다. 용액이 얻은 열량( ) 용액의 비열( ) 용액의 질량( ) 용액 ㄷ. 염화 암모늄의 용해는 이 반응과 열의 출입이 같은 흡열 반응 의 온도 변화( Q = )이므로 /( a c Deltat 이다. Q=4`J g °C \ m \ ( ) 29-25 \300`g\ ) °C 이다. =4800`J=4.8`kJ 정답과 해설 101 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 101 18. 12. 4. 오후 5:27 8 연소 반응에서 출입하는 열량 계산 자료 분석 ㄷ. 의 산화수는 반응 전후 로 같으므로 산화수의 변화가 없다. O -2 열량계 속에 물이 들어 있지 않으므로 탄소가 연소될 때 방출하는 열량을 열량계가 모두 얻었다고 가정한다. | 실험 과정 | (가) 의 탄소 가루와 몰의 산소 기체를 (다) 점화 장치로 의 탄소 가루를 완전 연소 0.6`g 강철 용기에 넣는다. 0.1 )를 측정한다. (나) 열량계의 온도( 시킨 후 열량계의 온도( t1 0.6`g ) ( ) +O2 g ( ( t2 CO2 g  C | 실험 결과 | s )를 측정한다. )의 반응이 일어난다. 온도계 점화 장치 산소 강철 용기 탄소 가루 2 수산화 바륨 팔수화물과 질산 암모늄의 반응에서 열의 출입과 산화수 변화 자료 분석 유리 막대 수산화 바륨 팔수화물 + 질산 암모늄 물 t1 23.2`°C 선택지 분석 t2 23.7`°C & t 0.5`°C 열량계의 열용량 / 40`kJ °C 나무 (가) (나) (나)에서 나무판의 물이 얼어서 나무판이 삼각 플라스크에 달라붙었으므로 수산화 바 륨 팔수화물과 질산 암모늄이 반응하면 주위로부터 열을 흡수한다. ㄱ. 강철 용기 내부 기체의 전체 양( )은 반응 전이 반응 후보 선택지 분석 다 크다. 반응 전과 후가 같다 mol ㄱ. ( 과 이 반응하면서 나무판 위에 뿌 다. 열량계의 열용량이 / 이고, 열량계의 온도 변화가 위에서 열을 흡수하므로 삼각 플라스크 바닥의 물이 얼었다. 따라 ㄴ. 탄소 가루가 완전 연소될 때 의 열이 발생한다. ㄷ. (다)에서 탄소 가루가 불완전 연소되면, 는 20`kJ 보다 낮 게 측정된다. t2 23.7`°C ㄴ. 탄소가 연소될 때 방출하는 열량은 열량계가 얻은 열량과 같 °C 이므로 열량계가 얻은 열량은 40`kJ 이다. °C 0.5 ㄷ. 탄소가 불완전 연소되면 방출하는 열량이 작아지므로 (다)에 서 나중 온도는 완전 연소된 경우보다 낮게 측정된다. 20`kJ ㄱ. 탄소의 연소 반응을 화학 반응식은 다음과 같다. ) ( ( ) +O2 ) ( CO2  반응하는 산소와 생성되는 이산화 탄소의 반응 몰비가 C g g s : 이므 로 반응한 산소의 양( mol 용기 내부 기체의 전체 양( )만큼 이산화 탄소가 생성된다. 따라서 1 )은 반응 전과 반응 후가 같다. 1 mol a ) 2 a ) 2 OH 8H2O Ba 려진 물의 열을 흡수한다. 은 산화수가 증가한다. NH4NO3 변화없다 ㄴ. ㄷ. Ba ( 몰이 반응하면 몰이 생성된다. Ba OH 8H2O 1 NH3 2 ㄱ. (나)에서 수산화 바륨 팔수화물과 질산 암모늄이 반응할 때 주 서 이 반응은 흡열 반응이다. ㄷ. 전체 반응의 화학 반응식은 다음과 같다. ( ( Ba OH ) 2 ) ( ( · s 8H2O · ) +2NH4NO3 s ( ) ( 2 NO3 Ba ) 의 계수비는 과  2 NH3 몰이 반응하면 ( ) +2NH3 : 몰이 생성된다. 2 1 8H2O aq g 이므로 ( ) +10H2O ( OH Ba ) l ) 2 OH Ba · 8H2O ㄴ. 전체 반응의 화학 반응식과 물질을 이루는 원소의 산 1 화수는 다음과 같다. NH3 2 ( · ( -2+1 +1-2 8H2O OH ) 2 +2 Ba · ( ) 2 Ba OH 산화수는 8H2O +2 ) s ( ) -3+1+5-2 +2NH4NO3 s ) ( ) ( ) ( -3+1 +2+5-2 +1-2 +10H2O +2NH3 2 NO3 g Ba aq 에서 ) ( , 의 산화수는 2 NO3 Ba Ba +2 이므로 산화수의 변화가 없다. 에서  Ba ( ) l 의 금속과 산의 반응, 산과 염기의 중화 반응, 질산 암모늄의 용해 반응 예 주위로 열을 방출하는가? 아니요 구성 원자의 산화수가 변하는가? 아니요 (나) (다) 산과 염기의 중화 반응 질산 암모늄의 용해 반응 예 (가) 금속과 산의 반응 선택지 분석 ㄱ. (가) ‘금속과 산의 반응’이다. ㄷ. (다)는 흡열 반응의 예이다. ㄴ. (나)의 예로 ‘염산과 수산화 나트륨 수용액’의 반응이 적절하다. 1 ③ 7 ① 2 ⑤ 8 ⑤ 3 ⑤ 9 ④ 4 ③ 10 ① 5 ④ 11 ① 6 ② 12 ② 3 발열 반응과 흡열 반응의 구분 자료 분석 본책 181쪽 ~183쪽 1 질산 암모늄의 용해 과정에서 열의 출입과 산화수 변화 자료 분석 -3+1+5-2 ( NH4NO3 s ) -3+1 ( NH4^+ aq  -2 +5 ) - +NO3 ( ) aq 선택지 분석 ㄱ. ㄴ. ㄷ. 에서 NH4NO3 + NH4 O ㄱ. 의 용해 반응은 흡열 반응이다. 의 산화수는 이다. 의 산화수는 감소한다. 변화없다 N -3 이 용해되면서 팩이 차가워지므로 의 용 해 반응은 주위로부터 열을 흡수하는 흡열 반응이다. NH4NO3 NH4NO3 ㄴ. 에서 의 산화수는 의 산화수는 이다. , +1 N -3 + NH4 H 102 정답과 해설 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 102 18. 12. 4. 오후 5:27 )를 구한다. NaOH s ㄴ. 이 물에 용해될 때 출입한 열량 ㄱ. 금속과 산의 반응은 발열 반응이고, 금속과 산이 반응할 때 금 속의 산화수는 에서 ( )값으로 증가하고 산의 수소 이온의 산 화수는 + 으로 감소한다. 에서 0 0 +1 ㄴ. (나)는 ‘산과 염기의 중화 반응’이므로 중화 반응의 예로 ‘염산 과 수산화 나트륨 수용액’의 반응은 적절하다. ㄷ. 화학 반응이 일어날 때 주위로 열을 방출하거나 주위에서 열 을 흡수하는데, 질산 암모늄의 용해 반응은 주위에서 열을 흡수하 는 흡열 반응이다. 4 수산화 나트륨의 용해에서 발생하는 열량 계산 자료 분석 (가) 간이 열량계에 증류수 를 넣고 온도를 측정하였더니 였다. a`mL 물의 질량: (나) (가)의 열량계에 t1`°C ( ) 을 넣어 모두 녹인 다음, mL=a`g ( )의 최고 온도를 측정하였더니 NaOH s 용액의 질량: ( 4`g ) , 온도 변화: ( 였다. ) NaOH aq (다) 참고 자료에서 ( a+4 `g )의 비열 `°C )를 찾고 / a`mL\1`g t2`°C t2-t1 a /( ( ) °C 이 용해될 때 방출한 열량을 이용하여 NaOH b`J aq g ( ) s / J mol NaOH 몰당 열량 4`g ( Q 의 화학식량은 /( 40 g ) ( 1 NaOH ) ( Q =c\m\Deltat=b`J ( t2-t1 `J =b a+4 몰당 열량 a+4 b ) ( Q= \ ) t2-t1 `J 0.1`mol 1 선택지 분석 이므로 a ) ( ) NaOH a+4 °C 의 양( ( 4`g `g\ ) mol t2-t1 `°C )은 0.1 몰이다. )( ( =10b a+4 ) / t2-t1 `J mol ) ① ③ ⑤ t2-t1 )( ( 10ab ( a+4 10b )( ( a+4 b t2-t1 ) t2-t1 ) 40 ) t2-t1 ) ② ④ ( 40ab ( ab t2-t1 40 이 용해될 때 방출하는 열량을 간이 열량계 속 용액이 모 NaOH 두 얻는다고 가정하면 ‘용액이 얻은 열량 용액의 비열 용액의 질량 용액의 온도 변화’이다. 따라서 = 이 용해될 때 \ )( \ 몰이므로 몰당 열량 용액이 얻은 열량 ( t2-t1 a+4 )( ( a+4 Q=10b 5 중화 반응에서 발생하는 열량 계산 Q=b 1 은 4`g NaOH / 4`g 이다. 0.1 ) NaOH 이고, ) `J t2-t1 `J mol 자료 분석 | 실험 과정 | (가) 염산( ( ))과 수산화 나트륨( ) 수용액 )을 측정한 후 실온에 두어 두 수 NaOH HCl 1`M 1`M , 각각 w2 용액의 온도를 같게 맞춘다. aq 의 질량( w1 100`mL : ) ( : ) ( aq HCl 1`M 1`M\0.1`L=H 100`mL 100`mL aq NaOH 1`M ( M\0.1`L=OH 1 + 0.1`mol - 0.1`mol (나) 과정 (가)의 )을 간이 열량계에 넣고 처음 온도( )를 측정한다. HCl aq t1 (다) 과정 (나)의 간이 열량계에 과정 (가)의 ( )을 넣자마자 뚜껑을 덮고 젓개로 저어 주면서 0.1 (라) 온도 변화가 더 이상 없을 때, 최고 온도( OH H )를 기록한다. 몰과 + 0.1 - 0.1 몰이 반응하므로 물 1 NaOH aq 분마다 온도를 측정한다. 몰이 생성된다. | 실험 결과 | w2 100`g w1 100`g 용액의 질량: ) ( `g=200`g 100+100 t2 t1 t2 30`°C 23`°C 용액의 온도 변화: ) ( `°C=7`°C 30-23 선택지 분석 ① ④ 5.88 58.8 ② ⑤ 11.76 117.6 - 과 + ③ 29.4 중화 반응에 사용된 의 양( )이 각각 몰이므로 물 몰이 생성되고, 이때 용액이 얻은 열량 mol OH H a 0.1 /( 4.2`J 이 생성될 때 출입하는 열량 이다. ) ( ) `°C=5880`J 30-23 \200`g\ mol Q=58800`J °C g / 0.1 Q=c\m\Deltat= 몰 이다. 따라서 물 / =58.8`kJ 1 mol 6 염화 칼슘의 용해에서 발생하는 열량 계산 선택지 분석 ㄱ. 의 용해는 흡열 반응이다. 발열 ㄴ. 출입한 열량은 CaCl2 / 이다. ㄷ. (나)에서 추가로 을 더 넣어 녹이면 용액의 최고 g 705.6 J CaCl2 2`g 보다 낮아진다. 높아진다 온도는 33`°C a g CaCl2 /( 5 g Deltat=4.2`J 따라서 1`g CaCl2 ㄱ. °C ) ) ( \ `g\ 100+5 당 출입한 열량은 Q=c\m\ 이다. ( 33-25 3528`J 5`g ) `°C=3528`J =705.6 g J / 이다. 이 용해된 후 용액의 온도가 높아졌으므로 의 용해는 발열 반응이다. CaCl2 CaCl2 ㄷ. (나)에서 추가로 CaCl2 2`g 일어나서 열이 방출되므로 용액의 최고 온도는 을 더 넣어 녹이면 용해 반응이 더 보다 높아 진다. 7 중화 반응에서 발생하는 열량 비교 자료 분석 온도계 온도계 온도계 온도계 (가) 젓개 젓개 33 °C (나) 젓개 젓개 구분 반응 반응 전 양( 의 + ) H mol 의 - 반응 전 양( ) OH mol 반응 후 생성된 물의 양( ) mol 열의 출입 선택지 분석 0.2 M 0.2 M 염산 100 mL 염산 100 mL 4 g 수산화 4 g 수산화 나트륨 나트륨 0.1 M 0.1 M 황산 100 mL 황산 100 mL 4 g 수산화 4 g 수산화 나트륨 나트륨 0.2`M\0.1`L =0.02`mol / 4 g 40 g mol =0.1`mol 2\0.1`M\0.1`L =0.02`mol / 4 g =0.1`mol 40 g mol 0.02`mol 발열 반응 0.02`mol 발열 반응 ㄱ. 혼합 용액의 최고 온도는 (가)에서가 (나)에서보다 낮다. ㄴ. 출입한 열량은 (가)에서와 (나)에서가 같다. ㄷ. (가)는 발열 반응, (나)는 흡열 반응이다. 발열 (가)와 (나)가 같다 ㄴ. (가)와 (나)에서 반응하는 과 + 의 양( - )이 같으므로 방출하는 열량이 같다. H OH mol ㄱ. (가)와 (나)에서 방출하는 열량이 같으므로 혼합 용액 의 최고 온도도 (가)와 (나)가 같다. ㄷ. (가)와 (나)는 모두 중화 반응이므로 발열 반응이다. 정답과 해설 103 19_오투과탐(화학1)_정답(75~104)4단원-OK.indd 103 18. 12. 4. 오후 5:27 8 포도당의 연소에서 발생하는 열량 계산 자료 분석 체내에서 연소한 은 으로 몰이다. C6H12O6 45`g / 45 g 180 g mol =0.25 체중 인 사람의 열용량( / ) °C 몰이 연소할 때 발생한 열량 kJ 몰이 연소할 때 발생한 열량( ) 70`kg 체내에서 ) / ( kJ mol 체내에서 1 C6H12O6 0.25 C6H12O6 의 분자량 C6H12O6 선택지 분석 286 2860 715 180 kJ ㄱ. 생성된 이산화 탄소( )는 몰이다. 몰 ㄴ. ㄷ. C6H12O6 C6H12O6 CO2 의 연소로 발생한 열량은 3 1.5 이다. 의 연소로 체온은 715`kJ 높아진다. 0.5 °C 연소 반응의 화학 반응식은 다음과 같다. ( s g ) g 은 열량은 C6H12O6 C6H12O6 ( C6H12O6 ㄴ. ( 6CO2 몰이므로 ) +6O2 45`g / mol\0.25`mol=715`kJ 2860`kJ 중 715`kJ 20` ( / 143`kJ=286`kJ ㄱ.  0.25 143`kJ %인 에서 ㄷ. ( ) ) +6H2O g 의 연소로 발생한 C6H12O6 이다. 만 체온을 높이는 데 쓰이므로 °C\Deltat`°C 과 CO2 Deltat=0.5 의 계수비는 몰이 발생한다. 1 °C : 6 이므로 C6H12O6 )이다. C6H12O6 몰)이 연소할 때 ( 0.25` CO2 45`g 1.5 9 연소 반응에서 발생하는 열량 계산 자료 분석 물질 의 양( ): mol mol =0.1`mol X / 6.0 g 60.0 g 물의 온도 변화: ) ( 16.0-12.0 °C=4`°C 물이 흡수한 열량: ) /( \2.0`kg\4 a °C 4.2`kJ kg =33.6`kJ 통열량계가 얻은 열량: / °C\4 11.6`kJ °C=46.4`kJ °C 60.0 6.0 12.0 16.0 2.0 4.2 11.6 물질 의 화학식량 X 연소된 물질 의 질량( ) X 처음 물의 온도( ) g 나중 물의 온도( °C ) 물의 질량( ) °C 물의 비열( /( a )) kg kJ kg °C 물을 제외한 통열량계의 열 용량( / ) °C kJ 선택지 분석 ① ④ 80 800 물이 흡수한 열량 물 ② ⑤ 336 1600 물 ③ 464 /( a ) \2.0`kg = 이므 \ C 로 ( 16.0-12.0 통열량계 \Deltat=11.6`kJ 몰을 연소시킬 때 발생하는 열량 °C\ °C kg 이고, 통열량계가 얻은 열량 \Deltat=4.2`kJ =c \m ) `°C=33.6`kJ ) ( / `°C=46.4`kJ 16.0-12.0 ) ( 33.6+46.4 0.1`mol Q= `kJ X 1 이다. / =800`kJ 10 에탄올의 연소에서 발생하는 열량 계산 mol 선택지 분석 ㄱ. 에탄올을 연소시킬 때 발생하는 열량은 / 이다. ㄴ. 가 실제보다 낮게 측정되면 에탄올을 연소시킬 때 발생하 mol kJ 1400 t2 는 열량은 크게 계산된다. 작게 ㄷ. (가)에서 의 물로 실험하면 에탄올을 연소시킬 때 발생 하는 열량( )은 배가 된다. 변함없다 500`g / kJ mol 2 a / ( 4.2`J g 이고, 에탄올 ㄱ. Q= =14 량 kJ Q= 14`kJ 0.01`mol ㄴ. t2 °C\1000`g\2`°C 은 몰이므로 에탄올 + °C\2`°C 몰당 열 ) / ( 2.8`kJ ) 0.46`g / =1400`kJ mol 0.01 이다. 1 가 실제보다 낮게 측정되면 온도 변화가 작게 측정 되어 발생하는 열량이 작게 계산된다. ㄷ. (가)에서 의 물로 실험하면 가 높게 측정되지만, 에탄 500`g 올이 연소하면서 발생하는 열량( / t2 )은 변하지 않는다. 11 용해 반응에서 발생하는 열량 비교 kJ mol 자료 분석 | 실험 과정 | (가) 간이 열량계에 물 을 넣고 온도( )를 측정한다. (나) (가)의 열량계에 100`g 0.01 X 온도 변화가 없을 때 용액의 온도( )를 측정한다. 몰을 넣어 물에 완전히 용해시킨 후 t1 (다) , t2 몰에 대해서도 각각 과정 (가)와 (나)를 반복한다. 0.01 Y | 실험 결과 | Z 용액의 온도( ) 온도 변화( ) t1 23 23 °C t2 27 21 °C t2-t1 4 -2 열의 출입 발열 반응 흡열 반응 발열 반응 물질 X Y Z • 〜 2 의 용해 시 출입하는 열량은 모두 같다. 23 25 Z X 선택지 분석 ㄱ. 화학식량은 이다. 1`g ㄴ. 의 용해 반응은 발열 반응이다. X