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완자 고등화학2 사진답지 빠른답지 모바일최적화 :: 답지블로그

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완자 화학Ⅱ (15개정) 답지

대상

고등 2,고등 3

학습년도

2021 (2015개정)

쪽수

본문 328쪽, 정답친해 152쪽

저자

조향숙, 이희나

개발

김유진, 송경화

판형

국배 변형판 (210x265mm)

가격

21,000원 (날개로 구매 시 21,000 날개)

ISBN

979-11-6227-951-9

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>> 글보다 그림으로 설명해주는 해설이 이해가 훨씬 쉽다.

>> 가려운 곳을 ‘콕’ 짚는 설명으로 해결하지 못하고 넘어가는 문제가 없다.

Ⅰ. 물질의 세 가지 상태와 용액

❶ 물질의 세 가지 상태(1)

01. 기체(1)

02. 기체(2)

❷ 물질의 세 가지 상태(2)

01. 분자 간 상호 작용

02. 액체와 고체

❸ 용액

01. 용액의 농도

02. 묽은 용액의 총괄성

Ⅱ. 반응엔탈피와 화학 평형

❶ 반응엔탈피

01. 반응엔탈피

02. 헤스 법칙

❷ 화학 평형과 상평형

01. 화학 평형

02. 화학 평형 이동

03. 상평형

❸ 산 염기 평형

01. 산 염기 평형

02. 완충 용액

Ⅲ. 반응 속도와 촉매

❶ 반응 속도

01. 반응 속도

02. 반응 속도식/활성화 에너지

❷ 반응 속도와 농도, 온도, 촉매

01. 반응 속도와 농도, 온도

02. 반응 속도와 촉매

Ⅳ 전기 화학과 이용

❶ 전기 화학과 이용

01. 화학 전지의 원리

02. 전기 분해의 원리

_book_201905_완자_고등화학Ⅱ(15개정)_정답친해_opt.pdf 7.99MB

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2018년 비상교육 완자 고등 화학 2 답지

BOOK 2정답친해완자 화학Ⅱ정답친해(화Ⅱ)_1-1단원(1~23).indd 114. 10. 28. 오후 5:29002정답친해4 바로알기② PH3은 전기 음성도가 큰 F, O, N 원자를 포함하지 않으므로, 수소 결합을 하지 않는다.ㄱ. HCl와 O2：분자량이 비슷하여 분산력의 크기가 비슷하지만 HCl는 극성 분자이므로 쌍극자 – 쌍극자 힘이 존재하여 분자 사이에 작용하는 힘이 더 크다. ➡ HCl>O2ㄴ. H2O과 H2S：H2O은 H2S에 비해 분자량이 작지만 수소 결합을 하기 때문에 분자 사이에 작용하는 힘이 더 크다. ➡ H2O>H2S바로알기ㄷ. Cl2와 Br2：둘 다 무극성 분자이므로 분자량이 큰 Br2의 분산력이 더 크다. ➡ Cl2 F2：Cl2와 F2은 모두 무극성 물질로 분자량이 클수록 분산력이 크므로 Cl2의 끓는점이 더 높다.ㄴ. HF>HCl：HF는 HCl보다 분자량이 작지만 수소 결합을 하므로 끓는점이 높다.ㄷ. NH3>PH3：NH3는 PH3보다 분자량이 작지만 수소 결합을 하므로 끓는점이 높다.ㄹ. PH3>SiH4：PH3과 SiH4은 분자량이 비슷하여 분산력의 크기가 비슷한데, PH3은 극성 물질이므로 쌍극자 ‑ 쌍극자 힘이 작용하여 무극성 물질인 SiH4보다 끓는점이 높다.01 분자량이 비슷한 경우 분자 사이에 작용하는 힘의 크기는 분산력B>C 3 ⑴ × ⑵ ◯ ⑶ × ⑷ ◯대.표.자.료4 1 A：B=3：2 2 A：C=2：1 3 ⑴ × ⑵ ◯ ⑶ ◯ 4 45 cm대표 자료 분석35~36쪽정답친해(화Ⅱ)_1-1단원(1~23).indd 614. 10. 28. 오후 5:29 Ⅰ. 다양한 모습의 물질007[다른 풀이] ⑵, ⑶ 일정한 온도에서 콕을 열기 전후에 Ne의 압력과 부피의 곱은 일정하므로 0.5기압\1 L=PNe×2 L, PNe=0.25기압이 된다. 콕을 열기 전후에 Ar의 압력과 부피의 곱도 일정하므로 1.5기압×1 L=PAr×2 L, PAr=0.75기압이 된다. 혼합 기체의 전체 압력은 성분 기체의 부분 압력의 합과 같으므로 PT=PNe+PAr=0.25기압+0.75기압=1기압이다. 온도가 높아지면 기체 분자의 평균 운동 에너지가 증가하여 평균 운동 속력이 빨라진다.3 -2일정한 온도에서 기체의 분자량이 작을수록 기체 분자의 평균 운동 속력이 빨라진다. 3 -3⑴ (가)에서 T1일 때 기체 분자의 평균 운동 속력이 가장 느리므로 평균 운동 에너지는 가장 작다. ⑵ 질량분자량=몰수, 분자 수=몰수×6.02×1023개/몰이므로 같은 질량일 경우 분자량이 작을수록 분자 수가 많다. 분자량이 A>B>C 순이므로 기체 1 g의 분자 수가 가장 많은 것은 분자량이 가장 작은 C이다.⑶ T2에서 B의 평균 운동 속력이 A보다 빠르므로, T1에서도 B의 평균 운동 속력이 A보다 빠르다. ⑷ T2에서 C의 평균 운동 속력이 B보다 빠르므로, T3에서도 C의 평균 운동 속력이 B보다 빠르다.4 -1, 2 기체의 확산 속도비는 일정한 시간 동안 움직인 거리의 비로 구할 수 있으므로, (가)에서 A와 B의 확산 속도비는 A：B=36t：24t=3：2이고, (나)에서 A와 C의 확산 속도비는 A：C=40t：20t=2：1이다.⑶ 아보가드로 법칙에 의하면 일정한 온도와 압력에서 같은 부피에는 기체의 종류에 관계없이 같은 개수의 기체 분자가 들어 있다. 따라서 같은 페트병에 들어 있는 공기의 몰수1=공기의 질량공기의 평균 분자량2와 이산화 탄소의 몰수1=이산화 탄소의 질량이산화 탄소의 분자량2가 같으므로 페트병에 들어 있는 공기의 몰수를 알면 실험에서 구한 이산화 탄소의 질량을 이용하여 이산화 탄소의 분자량을 계산할 수 있다.1 -2이산화 탄소의 분자량은 이상 기체 방정식을 이용하여 다음 식으로 계산할 수 있다.M=wRTPV=이산화 탄소의 질량\기체 상수(R)\실험실 온도실험실 기압\물의 부피=(w2-w1+w3)\R\(273+27) K1 atm\V=1.75 g\0.08 atm.c1L/mol.c1K\300 K1 atm\1.00 L =42 g/mol1 -3ㄱ. 공기의 질량이 크게 계산되면 이산화 탄소의 질량도 크게 계산되므로 이산화 탄소의 분자량이 크게 측정된다.ㄷ. (다)에서 페트병에 물이 조금 남아 있으면 물의 부피(V)가 작게 측정되므로 이산화 탄소의 분자량이 크게 측정된다.바로알기ㄴ. (나)에서 페트병 밖으로 이산화 탄소가 새어 나가면 페트병 속 이산화 탄소의 질량이 작게 측정되므로 이산화 탄소의 분자량이 작게 측정된다.2 -1콕을 열기 전 Ne의 압력은 대기압에 비해 0.5기압(=38 cmHg)만큼 작으므로 Ne의 압력은 0.5기압이다. 또한 Ar의 압력은 대기압에 비해 0.5기압(=38 cmHg)만큼 크므로 Ar의 압력은 1.5기압이다. 2 -2기체의 분자 수(몰수)는 압력과 부피의 곱에 비례하므로 Ne과 Ar의 분자 수비는 Ne：Ar=0.5기압\1 L：1.5기압\ 1 L=0.5：1.5=1：3이다. 즉, 분자 수는 Ar이 Ne의 3배이다.2 -3⑴ Ne과 Ar의 분자 수비가 1：3이므로 몰수비도 1：3이다. 따라서 Ne의 몰 분율은 1/4=0.25이고, Ar의 몰 분율은 3/4=0.75이다.⑵ 콕을 열고 충분한 시간이 지난 후 혼합 기체의 전체 압력은 대기압과 같아지므로 1기압이다.⑶ 각 기체의 부분 압력은 몰 분율과 전체 압력의 곱이므로 Ne의 부분 압력은 0.25\1기압=0.25기압, Ar의 부분 압력은 0.75\1기압=0.75기압이다.문제 분석하기3 -1T1T2T3ABC분자 운동 속력(m/s) 분자 운동 속력(m/s)기체 BT2500500100010001500150020002500분자 수분자 수(가)(나)온도가 높을수록 빠른 속력을 가지는 분자 수의 비율이 커진다. → 온도가 높을수록 기체의 평균 운동 속력이 빠르다. → 온도는 T1 B>C이다.정답친해(화Ⅱ)_1-1단원(1~23).indd 714. 10. 28. 오후 5:29008정답친해ㄴ. 기체의 몰수는 일정하고 부피는 실험 1>실험 2>실험 3 순이므로, 기체의 밀도는 실험 1V1>V2 순이다. ㄷ. 2기압, 546 K에서의 부피를 V4라고 하면, 압력이 2기압으로 같은 (나)와 비교할 때 샤를 법칙에 의해 V2273 K=V4546 K이므로 V4=2V2이다.ㄴ. A와 C는 온도가 같으며, 같은 종류의 기체이므로 기체 분자의 평균 속력이 같다.바로알기ㄷ. B가 C보다 부피가 크므로 기체 분자 사이의 평균 거리는 B가 C보다 멀다.4 -3⑴ A와 B의 확산 속도비는 3：2이고, 확산 속도는 분자량의 제곱근에 반비례하므로 vAvB=5MBMA =32 에 의해 분자량의비는 MA：MB=4：9이다.⑵ A와 C의 확산 속도비는 2：1이고, 확산 속도는 분자량의 제곱근에 반비례하므로 vAvC=5MCMA =21 에 의해 분자량의 비는 MA：MC=1：4이다. 한편, (나)에서 콕을 열기 전 기체의 밀도는 분자량에 비례하므로 밀도는 C가 A의 4배이다.⑶ (가)에서 A 대신 C로 실험할 경우 확산 속도는 C가 B보다 느리므로 흰 연기는 현재보다 왼쪽에서 최초로 생성된다.4 -4(나)에서 C 대신 분자량이 A의 9배인 D로 실험할 경우vAvD=5MDMA =49/1=3이므로 확산 속도는 A가 D의 3배이다.따라서 흰 연기는 A로부터 45 cm1=60 cm×3/42 떨어진 위치에서 최초로 생성된다.내신 만점 문제01 ④ 02 ㄱ, ㄴ, ㄷ 03 ③ 04 ② 05 ③ 06 ㄴ, ㄷ 07 ③ 08 ③ 09 ④ 10 ③ 11 ⑤ 12 600 mmHg 13 ② 14 ⑤ 15 ㄱ, ㄴ 16 ⑤ 17 ⑤ 18 ① 19 ⑤ 20 ⑤ 21 ① 22 ④ 23 ㄷ 24 ④ 25 ③ 26 ㄴ 27 해설 참조 28 해설 참조37~43쪽문제 분석하기 01실험수은 기둥의 높이 차 h(mm)기체 X의 부피(mL)기체의 압력P1V1=P2V21024대기압=760 mmHg760 mmHg\24mL=일정2380(가)V2=16 mL(ㄷ)대기압+380 mmHg=1140 mmHg760 mmHg\24 mL=1140 mmHg\V23(나)P2=1520mmHg(ㄷ)8대기압+P2760 mmHg\24 mL=(760 mmHg+P2)\8 mL수은을 더 넣으면 수은 기둥의 높이 차가 커지며 기체의 부피는 감소한다. 이때 기체의 압력=대기압+수은 기둥의 높이 차에 의한 압력이다.J자관에서 양쪽 수은 기둥의 높이가 같을 때(h=0) 기체의 압력은 대기압과 같다.일정한 온도에서 일정량의 기체의 압력과 부피를 곱한 값은 일정하다.문제 분석하기030T1T2압력(기압)ACB부피 ( )L압력이 일정할 때 일정량의 기체의 부피는 온도가 높을수록 증가하므로 서로 다른 온도에서 기체의 압력과 부피 관계 그래프를 그리면, 온도가 높아 부피가 큰 그래프가 위쪽에 위치한다. ➡ ㄱ. B와 C는 압력이 같지만 부피가 다르므로 온도가 다른 조건이며, B의 부피가 더 크므로 온도는 T1 B>C 순이다. ㄴ. 각 기체의 몰수비는 A：B：C=4：1：9이므로 기체의 몰수는 C가 B의 9배이다.바로알기ㄷ. 기체 분자의 평균 운동 에너지가 가장 큰 것은 절대 온도가 가장 높은 B이다.08 보일-샤를 법칙1PVT=k2과 아보가드로 법칙(V=kn)에 의해 PVnT=k, P1V1n1T1=P2V2n2T2 의 식이 성립한다.고정 장치를 풀기 전 부피를 V라고 하면, (가)의 절대 온도는 273 K(0 *C)이고, (나)의 절대 온도는 546 K(273 *C)이므로 1기압\V1몰\273 K=1기압\Vn(나)\546 K, n(나)=0.5몰이다. 한편, (다)는 몰수와 압력이 모두 (가)의 2배이므로1기압\V1몰\273 K=2기압\V2몰\T(다), T(다)=273 K(0 *C)이다.ㄱ. 고정 장치를 풀면 실린더 속 기체의 압력이 외부 압력과 같아질 때까지 부피가 변하므로 (다)의 기체의 압력은 1기압이 된다. 고정 장치를 풀었을 때 (가)의 부피를 V(가)라고 하면 1기압\V(가)1몰\273 K=1기압\V(다)2몰\273 K, V(다)=2V(가)이다.ㄴ. 기체의 몰수는 (가) 1몰, (나) 0.5몰, (다) 2몰이다.바로알기ㄷ. 온도가 273 K(0 *C)으로 모두 같아지므로 기체 분자의 평균 운동 에너지는 모두 같다.바로알기ㄱ, ㄷ. (가)와 (나)는 모두 온도가 일정한 조건에서 일어나는 변화이므로 기체 분자의 평균 운동 에너지와 평균 운동 속력이 일정하다.05 ㄱ. 온도가 일정할 때 일정량의 기체의 부피는 압력에 반비례하므로, (가)에서 기체의 압력은 P1이 P2보다 작다.ㄴ. 압력과 온도가 일정할 때, 기체의 부피는 몰수에 비례한다. (나)에서 기체 A와 B의 질량은 같고, 같은 온도에서 기체의 부피, 즉 몰수는 A가 B보다 크므로 기체의 분자량1=기체의 질량기체의 몰수2은A가 B보다 작다.바로알기ㄷ. 기체의 압력은 P2가 P1보다 크다. (나)에서 압력이 P1에서 P2가 되면 기체의 부피가 감소하므로 A와 B의 기울기는 모두 작아진다.ㄴ. 보일-샤를 법칙에 의해 P1V1T1=P2V2T2의 식이 성립한다.A와 B에 해당하는 값을 식에 대입하여 B에서의 온도(TB)를 구하면 다음과 같다.1기압\8.2 L400 K=1/2기압\16.4 LTB, TB=400 KA와 B에서의 온도가 같으므로 A와 B에서 기체 분자의 평균 운동 속력도 같다.ㄷ. A와 C에 해당하는 각각의 값을 보일 ‑ 샤를 법칙의 식에 대입하여 C에서의 온도(TC)를 구하면 다음과 같다.1기압\8.2 L400 K=1/4기압\16.4 LTC , TC=200 K기체 분자의 평균 운동 에너지는 절대 온도에 비례하는데, A에서의 절대 온도가 C에서의 2배이므로 A에서 기체 분자의 평균 운동 에너지는 C에서의 2배이다.07 이상 기체 방정식 PV=nRT에서 n=PVRT 이므로 기체의문제 분석하기064321ABC02V1V11압력1기압부피 ( )L( )ㄱ. 이상 기체 방정식을 이용하여 기체의 부피를 구할 수 있다.V1=nRTP=0.25 mol\0.082 atm.c1L/mol.c1K\400 K1기압 =8.2 L1/4기압1/2기압문제 분석하기09압력(기압)0.5RTPVT1T2(가)0200400600800n=PVRT =0.5실제 기체는 온도가 높을수록 이상 기체에 가깝게 행동한다.→ T_1일 때보다 T_2일 때 이상 기체에 가까우므로 온도는 T_1 A 6CO2( g) + 6H2O( l) 또한, O2의 몰수는 이상 기체 방정식 PV=nRT에서 n=PVRT =30기압\0.82 L0.082 atm.c1L/mol.c1K\300 K=1 mol이다. ㄱ, ㄴ. 0.1몰의 C6H12O6과 반응하는 O2의 몰수는 0.6몰이므로 반응 전과 후 각 물질의 몰수는 다음과 같다. C6H12O6(s) + 6O2( g) 6CO2( g) + 6H2O( l) 반응 전 0.1 1.0 0 0 반응 시 -0.1 -0.6 +0.6 +0.6반응 후 0 0.4 0.6 0.6반응 후 O2는 0.4몰이 남고, CO2와 H2O은 각각 0.6몰이 생성된다. 기체는 반응 전에 O2 1몰이 있었고, 반응 후에 CO2 0.6몰과 O2 0.4몰이 있으므로, 반응 전후에 용기 속 기체의 몰수는 같다.ㄷ. 반응 전 O2 1몰의 압력이 30기압이므로 발생한 CO2 0.6몰이 나타내는 부분 압력은 18기압1P=nRTV =0.6 mol\0.082 atm.c1L/mol.c1K\300 K0.82 L=18 atm2이다.20 바로알기⑤ 기체 분자 운동론의 가정에 의하면 기체 분자 사이에는 인력과 반발력이 작용하지 않는다.21 ㄱ. 같은 온도에서 기체의 평균 운동 속력이 C>B>A이므로 기체의 분자량은 A>B>C이다. 따라서 질량이 같을 때 분자 수가 가장 많은 기체는 분자량이 가장 작은 C이다.바로알기ㄴ. 기체 분자의 평균 운동 에너지는 절대 온도에 비례하는데, 온도가 모두 같으므로 기체 A, B, C의 평균 운동 에너지는 모두 같다.ㄷ. 기체 분자의 평균 운동 속력은 C가 A보다 크지만, 기체 분자의 운동 속력 분포에서 C가 A보다 작은 값을 나타내기도 한다.문제 분석하기실린더의 단면적이 모두 같으므로 기체의 부피는 실린더 바닥에서 피스톤까지의 길이(피스톤의 높이)에 비례한다.223h4h피스톤기체 A기체 B기체 Cㄷ. 이상 기체 방정식 PV=nRT에서 온도가 일정할 때 기체의 몰수는 압력과 부피의 곱에 비례하므로, 몰수비는 A：B：C=2기압\3h：2기압\4h：3기압\4h=3：4：6이다. 따라서 기체 분자의 몰수가 가장 많은 것은 C이다.문제 분석하기23추AB추피스톤동일한 실린더에 기체가 들어 있을 때 피스톤의 높이가 같으므로 부피가 같고, 추의 질량이 같으므로 기체의 압력도 같다. ➡ 기체의 몰수가 같다.같은 몰수의 기체가 분출되는 속도는 피스톤이 바닥에 닿을 때까지 걸린 시간에 반비례한다. ➡ 분출 속도비는 A:B=2:1이다.정답친해(화Ⅱ)_1-1단원(1~23).indd 1214. 10. 28. 오후 5:29 Ⅰ. 다양한 모습의 물질013온도가 일정한 조건에서 기체의 몰수는 압력과 부피의 곱에 비례하는데, 콕을 열면 A2와 B2의 부피는 같다. 따라서 기체의 몰수는 각 기체의 부분 압력에 비례하므로, A2를 모두 반응시켰을 때 부분 압력의 변화는 다음과 같다. A2( g) + 2B2( g) ?@A 2AB2( g)반응 전 1.2 4 0반응 시 -1.2 -2.4 +2.4______________________________________반응 후 0 1.6 2.4A2가 모두 반응하면 B2가 남고, 남은 B2의 부분 압력은 1.6기압이다. 이때 생성된 기체 AB2의 부분 압력은 2.4기압이다.●모범 답안●⑴ 온도가 일정할 때 기체의 몰수는 압력과 부피의 곱에 비례한다. 따라서 콕을 열기 전 기체 A의 몰수：기체 B의 몰수=2기압\3 L：10기압\2 L=3：10이다.⑵ B2：1.6기압, AB2：2.4기압채점 기준배점⑴ 몰수비를 원리를 포함하여 옳게 서술한 경우50 %⑵ 남아 있는 기체의 부분 압력을 옳게 구한 경우50 %●모범 답안●피스톤은 오른쪽으로 이동한다. 콕을 열면 기체 분자의 평균 운동 속력이 빠른 B가 A보다 더 빠르게 분출되므로 콕을 닫았을 때 실린더에 남아 있는 기체 분자 수는 A가 B보다 많기 때문이다. 채점 기준배점피스톤의 이동 방향과 그 이유를 옳게 서술한 경우100 %피스톤의 이동 방향만 옳게 쓴 경우50 %바로알기① 플라스크의 콕을 열기 전 충분한 시간 동안 방치하므로 염화 수소 기체와 암모니아 기체의 압력이 같아져 용액의 농도가 달라도 관계 없다.② 같은 시간 동안 염화 수소 기체는 20 cm를 이동했고, 암모니아 기체는 30 cm를 이동했으므로 확산 속도비는 염화 수소：암모니아=20：30=2：3이다.③ 온도가 같으므로 암모니아 기체와 염화 수소 기체의 평균 분자 운동 에너지는 같다.⑤ 온도가 높아지면 기체 분자의 평균 운동 에너지가 커져 확산 속도가 빨라지므로 흰 연기가 최초로 생성되는 시간이 짧아진다. 그러나 암모니아 기체와 염화 수소 기체의 평균 운동 속력이 같은 비율로 빨라지므로 흰 연기가 최초로 생성되는 위치는 변하지 않는다.25 ㄱ. 양쪽 콕을 동시에 열었다가 닫았을 때 피스톤이 오른쪽으로 이동하였으므로, 확산 속도는 N2가 A보다 빠르다. 기체의 확산 속도는 분자량이나 밀도의 제곱근에 반비례하므로 기체의 밀도는 A가 N2보다 크다.ㄴ. He은 N2보다 분자량이 작아 확산 속도가 더 빠르므로, A 대신 He을 사용하면 피스톤은 왼쪽으로 이동한다.바로알기ㄷ. 콕을 열면 A와 N2의 압력이 같아질 때까지 피스톤이 움직이게 된다. 따라서 기체의 압력은 A와 N2가 같다.ㄴ. 기체의 확산 속도는 분자량이나 밀도의 제곱근에 반비례한다. H2의 확산 속도가 X의 4배이므로vXvH2 =5dH2dX t=1/4, dH2：dX=1：16이다. 따라서 X의 밀도는 H2의 16배이다.바로알기ㄱ. vXvH2 =5MH2MX t=52MX =1/4이므로, MX=32이다.ㄷ. 실린더의 온도를 높이면 두 기체 모두 분자의 운동 속력이 빨라지므로 피스톤은 이동하지 않는다.문제 분석하기26고정 장치를 풀면 피스톤은 H2와 X의 압력이 같아질 때까지 움직인다. 온도와 압력이 일정할 때 기체가 차지하는 부피는 몰수에 비례하므로 고정 장치를 푼 후 각 기체의 몰수비는 H2：X=4：1이다.50 cm50 cm진공진공80 cm20 cmH2X고정 장치H2XH22기압X2기압문제 분석하기28피스톤기체 A기체 B분자 운동 속력분자 수기체 A기체 B콕콕(나)(가)기체 분자의 평균 운동 속력：AB콕을 열면 기체 분자의 평균 운동 속력이 빠른 B가 A보다 분출 속도가 빠르므로 일정 시간 동안 용기를 빠져나간 기체 분자 수가 더 많다. 문제 분석하기콕을 열면 전체 부피는 5 L가 되므로 각 기체의 부분 압력은 다음과 같다.•A2：2기압\3 L=PA2\5 L, PA2=1.2기압•B2：10기압\2 L=PB2\5 L, PB2=4기압27A22기압3 L콕B210기압2 L정답친해(화Ⅱ)_1-1단원(1~23).indd 1314. 10. 28. 오후 5:29014정답친해4 ⑴ 물은 표면 장력이 크기 때문에 소금쟁이와 같은 가벼운 곤충들이 물 위에 뜰 수 있다.⑵ 낮에는 해풍이 불고, 밤에는 육풍이 부는 것은 바닷물의 비열이 육지의 비열보다 크기 때문에 나타나는 현상이다.⑶ 겨울철에 호수나 강의 물이 표면부터 어는 현상은 얼음의 밀도가 물의 밀도보다 작기 때문이다.⑷ 식물의 뿌리에서 흡수된 물이 물관을 따라 잎까지 올라가는 현상은 모세관 현상으로 설명할 수 있다.1 ⑴ 이온 결정은 양이온과 음이온이 정전기적 인력에 의해 규칙적으로 배열된 결정으로, 반대 전하를 띠는 이온들이 인접해 있다. 따라서 외부 충격에 의해 이온들이 밀리면 같은 전하를 띠는 이온끼리 반발하여 쉽게 부스러진다.⑵ 분자 결정은 공유 결합으로 이루어진 분자들이 분자 사이의 인력에 의해 규칙적으로 배열된 결정으로, 다른 결정에 비해 구성 입자 간 결합력이 상대적으로 약하다. 따라서 녹는점과 끓는점이 매우 낮다.⑶ 원자 결정은 원자들이 연속적으로 공유 결합을 하여 규칙적으로 배열된 결정으로 매우 단단하다. 대부분의 원자 결정은 고체 상태와 액체 상태에서 모두 전기를 통하지 않지만, 흑연은 예외적으로 고체 상태에서 전기를 통한다.⑷ 금속 결정은 금속 양이온과 자유 전자 사이의 정전기적 인력에 의한 금속 결합으로 이루어진 결정이다. 금속 결정은 자유 전자를 가지고 있어 금속 광택이 나타나고, 열전도성과 전기 전도성 및 전성(펴짐성)과 연성(뽑힘성)이 모두 크다.2 ⑴ (가)는 염화 나트륨(NaCl)으로, 양이온인 Na+과 음이온인 Cl- 사이의 정전기적 인력에 의해 형성된 이온 결정이다. (나)는 다이아몬드(C)로, 탄소 원자 사이의 공유 결합에 의해 형성된 원자 결정이다.⑵ 이온 결정인 염화 나트륨은 액체 상태와 수용액 상태에서 이온들의 이동이 자유롭기 때문에 전기 전도성이 있지만, 원자 결03액체와 고체개념 확인 문제47쪽1 굽은, 수소 2 비열 3 높 4 크 5 6 표면 장력 7 모세관A 1 ⑴ \ ⑵ ◯ ⑶ \ ⑷ ◯ 2 ⑴ 결합 A：수소 결합, 결합 B：공유 결합 ⑵ 결합 A ⑶ 결합 B 3 ⑴ \ ⑵ \ ⑶ ◯ 4 ⑴ ㄷ ⑵ ㄱ ⑶ ㄴ ⑷ ㄹ개념 확인 문제51쪽1 결정성 2 비결정성 3 이온 4 분자 5 원자 6 금속B 1 ⑴ \ ⑵ ◯ ⑶ ◯ ⑷ ◯ 2 ⑴ (가) 이온 결정 (나) 원자 결정 ⑵ (가) 3 ⑴ 8개 ⑵ Cs+：1개, Cl-：1개1 ⑴ 물은 얼음보다 밀도가 크다. 따라서 부피가 같은 경우 물은 얼음보다 질량이 크다.⑵ 물은 수소 결합을 하여 분자 사이의 인력이 크기 때문에 다른 물질보다 비열이 크다. 따라서 같은 양의 열에너지를 가할 때 다른 물질에 비해 온도가 쉽게 높아지지 않는다.⑶ 물은 수소 결합을 하여 분자 사이의 인력이 크기 때문에 분자량이 비슷한 메테인보다 녹는점과 끓는점이 높다.⑷ 물은 수소 결합을 하여 분자 사이의 인력이 크기 때문에 표면 장력이 크다. 또, 물은 수소 결합으로 인해 응집력과 부착력이 크므로 다른 액체에 비해 모세관 현상이 잘 나타난다.2 ⑴ 결합 A는 물 분자 사이의 수소 결합이고, 결합 B는 물 분자를 이루는 수소 원자와 산소 원자 사이의 공유 결합이다. 분자 사이의 수소 결합은 원자 사이의 공유 결합보다 결합의 세기가 약하므로, 결합 A는 결합 B보다 끊어지기 쉽다.⑵ 물의 상태가 변할 때 끊어지는 부분은 물 분자 사이의 결합인 결합 A이다.⑶ 물이 수소와 산소로 분해될 때 끊어지는 부분은 원자 사이의 결합인 결합 B이다.⑴ BC 구간에서 수소 결합의 일부가 끊어지면서 얼음이 물로 상태가 변하므로 수소 결합의 수가 감소한다.⑵ CD 구간의 기울기가 AB 구간의 기울기보다 작으므로, 물은 얼음보다 비열이 크다.⑶ DE 구간의 길이가 BC 구간의 길이보다 길므로, 물의 기화열은 얼음의 융해열보다 크다.문제 분석하기3-100100ABC가열 시간(분)DE온도 ( )C기화길이가 길수록 상태 변화에 필요한 열에너지가 크다.➡ 융해열B이므로 A가 B보다 끓는점이 높고, 분자 사이의 인력이 크다.ㄷ. 비열이 큰 물질은 가열되거나 냉각될 때 온도 변화가 크지 않으므로 가열 시간이나 냉각 시간에 따른 온도 변화를 나타내는 그래프의 기울기가 작다. 기체 상태와 액체 상태에서의 기울기로 보았을 때 B가 A보다 기울기의 절댓값이 모두 작으므로 기체 상태와 액체 상태의 비열은 모두 B가 A보다 크다.14 ㄱ. 분자 사이의 인력은 물질의 끓는점에 비례하므로 끓는점이 가장 높은 C의 분자 사이의 인력이 가장 크다.ㄴ. C는 B보다 끓는점이 높고, 비열과 기화열이 모두 크므로 25 *C 액체 10 g을 가열하여 모두 기화시킬 때 필요한 에너지는 C가 B보다 크다. ㄷ. 일정한 질량의 액체를 일정한 열량으로 가열할 때 비열이 작을수록 온도 변화가 크게 나타난다. 따라서 액체 10 g을 일정한 열량으로 가열할 때 끓는점 아래에서 온도 변화는 비열이 가장 작은 A가 가장 크다.ㄴ. 물에 비누를 녹인 비눗물의 표면 장력이 물보다 작으므로 비누가 물의 표면 장력을 감소시킨다는 것을 알 수 있다.ㄹ. 액체의 표면 장력이 클수록 액체 방울의 모양이 둥글므로, 상온에서 세 가지 액체를 각각 한 방울씩 아크릴판 위에 떨어뜨리면 물방울의 모양이 가장 동그랗다.바로알기ㄷ. 액체의 표면 장력이 클수록 표면적을 늘리기 어려우므로 같은 온도일 때 물은 벤젠보다 표면적을 늘리기 어렵다.16 ㄱ. 유리관이 가늘수록 물기둥은 점점 더 올라가고, 수은 기둥은 점점 더 내려간다.ㄴ. 주어진 자료는 모세관 현상을 나타내는 것으로, 휴지의 한쪽 끝을 물에 대었을 때 물이 휴지에 스며들어 올라가는 현상을 설명할 수 있다.ㄷ. 물 분자와 유리관 사이의 인력인 부착력이 물 분자 사이의 인력인 응집력보다 크기 때문에 물이 유리관 벽면을 타고 올라간다.17 (가)는 분자 결정, (나)는 이온 결정, (다)는 원자 결정에 해당한다.ㄱ. 분자 결정과 원자 결정을 이루는 원자 사이의 결합은 공유 결합이다.바로알기ㄴ. 이온 결정과 원자 결정은 고체 상태에서 전기 전도성이 없지만, 원자 결정 중 흑연은 예외적으로 고체 상태에서 전기 전도성이 있다.ㄷ. 드라이아이스는 분산력에 의해 결정을 이루므로 결정을 이루는 입자, 즉 분자 사이의 인력이 작다.문제 분석하기19Cl-Cs+(가)(나)(다)ㄱ. (가)는 단순 입방 격자, (나)는 체심 입방 격자, (다)는 염화 세슘의 결정 구조로 단순 입방 격자 2개가 겹쳐 있는 구조이다.ㄴ. (나)의 단위 세포는 2개의 입자로 이루어져 있다.➡ 1/8입자\꼭짓점 수 8+중심의 1입자 =2(개)1/8입자1입자1/8입자ㄷ. Cs+의 수：1(개)Cl-의 수：1/8입자\꼭짓점 수 8=1(개)문제 분석하기20온도냉각 시간AB기체 물질을 냉각시킬 때 액화가 일어나는 동안에는 온도가 일정하게 유지되며, 이때의 온도는 끓는점과 같다. A가 B보다 수평한 구간의 온도가 높으므로 끓는점은 A>B이다.기체 상태인 구간에서 그래프의 기울기의 절댓값이 A>B이므로, 비열은 AB이므로, 비열은 A ⑵ < ⑶ > B 3 ⑴ \ ⑵ \ ⑶ ◯ ⑷ ◯ 4 ⑴ 0.5 m ⑵ 180 ⑶ 100.26 *C화학1-2정답(25~39).indd 2914. 10. 28. 오후 5:30030정답친해⑵ π=CRT에서 용액의 삼투압은 용액의 몰 농도와 절대 온도에 비례하므로, 0.1 M 포도당 수용액보다 0.2 M 포도당 수용액의 삼투압이 더 크다.2 π=CRT에서 몰 농도 C=nV 이므로 π=nVRT이고, 몰수n=wM이다. 따라서 용액의 부피 V=0.1 L, 용질의 질량 w=20 g, 분자량 M=20000, 절대 온도 T=300 K, 기체 상수 R=0.082 atm·L/mol·K을 대입하면 다음과 같다.π=20200000.1\0.082\300=0.246(atm)3 π=CRT에서 몰 농도 C=nV이므로 π=nVRT이고, 몰수 n=wM이므로 πV=nRT=wMRT, M=wRTV이다. 따라서삼투압 π=4.92\10-4 atm, 용액의 부피 V=1 L, 용질의 질량 w=1 g, 기체 상수 R=0.082 atm·L/mol·K, 절대 온도 T=300 K을 대입하면 다음과 같다.M=1\0.082\3004.92\10-4\1=500002 ⑴ 충분한 시간이 지난 후 수은 방울이 오른쪽으로 이동하였으므로 증기 압력은 A가 B보다 크다. ⑵ 용액의 농도가 진할수록 증기 압력이 작다. A가 B보다 증기 압력이 크므로 농도는 B가 A보다 크다.⑶ A가 B보다 증기 압력이 크므로 증발 속도도 A가 B보다 크다.3 ⑴ 용액의 끓는점 오름은 용액의 몰랄 농도에 비례한다. ⑵ 용액의 어는점 내림은 용액의 몰랄 농도에 비례하므로 용액의 몰랄 농도가 클수록 어는점이 낮다. 포도당 수용액의 어는점 내림은 0.2 m 수용액이 0.1 m 수용액보다 크므로, 어는점은 0.2 m 수용액이 0.1 m 수용액보다 낮다.⑶ 용매의 질량(W), 용질의 질량(w), 끓는점 오름(ΔTb)이나 어는점 내림(ΔTf), 몰랄 오름 상수(Kb)나 몰랄 내림 상수(Kf)를 이용하여 용액에 녹아 있는 용질의 분자량(M)을 구할 수 있다. M=1000\w\KbDTb\W=1000\w\KfDTf\W⑷ 자동차의 냉각수에 부동액을 넣으면 냉각수의 어는점이 낮아지므로 추운 겨울철에도 냉각수가 잘 얼지 않는다.4 ⑴ 어는점 내림 ΔTf=Kf\m에서 ΔTf=0.93 *C, Kf=1.86 *C/m이므로 0.93 *C=1.86 *C/m\m이다. 따라서 몰랄 농도 m=0.5 m이다.⑵ X의 분자량을 M이라고 하고 어는점 내림을 이용하여 분자량을 구하면 다음과 같다.M=1000\w\KfDTf\W=1000\9.0 g\1.86 *C/m0.93 *C\100 g=180⑶ 끓는점 오름 ΔTb=Kb\m에서 Kb=0.52 *C/m, m=0.5 m이므로 ΔTb=0.52 *C/m\0.5 m=0.26 *C이다. 따라서 Tb′=100 *C+0.26 *C=100.26 *C이다.1 ⑴ 반투막은 크기가 작은 물 분자는 통과하지만 크기가 큰 용질 입자는 통과하지 못하므로 반투막을 사이에 두고 물과 설탕물을 넣으면 설탕물의 물 분자도 반투막을 통해 물 쪽으로 이동한다. 그러나 물에서 설탕물 쪽으로 물 분자가 더 많이 이동하므로 물보다 설탕물의 수면이 더 높아진다.개념 확인 문제92쪽1 삼투 2 삼투압 3 몰, 절대 4 입자 수C / D 1 ⑴ \ ⑵ ◯ 2 0.246 atm 3 50000대.표.자.료1 1 설탕물 Ah2이므로 설탕물 A의 증기 압력은 설탕물 B의 증기 압력보다 작음을 알 수 있다. 1 -2⑴ 증기 압력은 설탕물 A가 설탕물 B보다 작으므로, 용매의 증발 속도는 설탕물 A가 설탕물 B보다 느리다.⑵ 용액의 농도가 진할수록 용액의 증기 압력 내림이 커지므로 증기 압력이 작다. 설탕물 B는 설탕물 A보다 증기 압력이 크므로 몰랄 농도는 0.1 m보다 작다.⑶ 용액의 증기 압력이 작을수록 끓는점이 높으므로, 설탕물 A의 끓는점이 설탕물 B의 끓는점보다 높다. 1 -3ㄱ. 농도가 진할수록 설탕물의 증기 압력이 작아지므로 수은 기둥의 높이 차인 h2가 커진다.바로알기ㄴ. 같은 액체인 경우 증기 압력은 액체의 양과 관계없이 일정한 값을 나타낸다. 따라서 h2가 변하지 않는다.ㄷ. 두 용액의 농도가 같아지면 증기 압력이 같아지므로 수은 기둥의 높이가 같아져 h2=0이 된다.2 -1(가) A 수용액의 어는점 내림 ΔTf=Kf\m에서 0.93 *C=1.86 *C/m\m이므로 몰랄 농도는 0.5 m이다. 따라서 끓는점 오름 ΔTb=Kb\m에서 ΔTb=0.52 *C/m\ 0.5 m=0.26 *C이므로, A 수용액의 끓는점은 100.26 *C이다.(나) B 수용액의 끓는점 오름 ΔTb=Kb\m에서 0.52 *C= 0.52 *C/m\m이므로 몰랄 농도는 1 m이다. 따라서 어는점 내림은 ΔTf=Kf\m=1.86 *C/m\1 m=1.86 *C이므로 B 수용액의 어는점은 -1.86 *C이다.2 -2A의 분자량을 MA라고 두고 A 수용액의 어는점 내림ΔTf=Kf\m을 이용하면 MA=1000\w\KfΔTf\W=1000\9.0\1.860.93\100=180이다. B의 분자량을 MB라고 두고 B 수용액의 끓는점 오름 ΔTb =Kb\m을 이용하면 MB=1000\w\KbΔTb\W=1000\6.0\0.520.52\100=60이다. 2 -3⑴ A 수용액의 어는점 내림 ΔTf=Kf\m에서 0.93 *C=1.86 *C/m\m이므로 몰랄 농도는 0.5 m이다.⑵ B 수용액의 끓는점 오름 ΔTb=Kb\m에서 0.52 *C =0.52 *C/m\m이므로 몰랄 농도는 1 m이다. B 수용액에서 물의 질량은 100 g이므로 용액에 포함된 B의 몰수는 0.1몰이다.문제 분석하기3 -11.00AB온도( C)시간(분)증기 압력(기압)온도 ( )C용액 X : A 100 g+C 용액 Y : B 100 g+C ΔTb=Kb\m에서 몰랄 농도가 같을 때 Kb가 클수록 끓는점 오름이 커진다. ➡ Kb：A>B(가)(나)같은 온도에서 증기 압력은 A>B이다.증기 압력이 1기압이 될 때의 온도가 끓는점이다. ➡ 끓는점은 A(나)이다.바로알기ㄱ. 끓는점에서 증기 압력은 외부 압력과 같으므로 (가)와 (나)의 증기 압력은 같다.ㄷ. (가)의 몰랄 농도는 약 1.22 m이고, (나)의 몰랄 농도는 1 m이므로 몰랄 농도는 (가)가 (나)보다 크다.05 ㄱ. B 수용액의 증기 압력은 (760-h2) mmHg이고, A 수용액의 증기 압력은 (760-h1-h2) mmHg이다.ㄴ. A 수용액의 증기 압력이 B 수용액보다 작고, 증기 압력이 작을수록 용액의 끓는점이 높으므로 끓는점은 A 수용액이 B 수용4 -2물에서 포도당 수용액 쪽으로 물 분자가 더 많이 이동하므로 충분한 시간이 지나면 깔때기관 속 수면이 높아지는데, 이때 삼투압이 클수록 수면이 더 높아진다. 4 -3⑴ 0.1 M 포도당 수용액의 삼투압 π=0.1\R\300 =30R(기압)이다.⑵ 0.2 M 포도당 수용액의 삽투압 π=0.2\R\300=60R (기압)이고, 0.3 M 포도당 수용액의 삼투압 π=0.3\R\300 =90R(기압)이므로 삼투압은 (나)가 (다)의 2/3이다.⑶ 삼투압은 절대 온도에 비례하므로 온도를 높이면 수면이 더 높아진다.01 ㄱ. (가)에서 A와 B의 부피는 같은데, A가 B보다 질량이 크므로 밀도는 A>B이다. ㄴ. (나)에서 B가 A보다 질량이 크므로 증발 속도는 A>B이다. 따라서 증기 압력은 A>B이다.바로알기ㄷ. 증기 압력이 클수록 끓는점이 낮으므로 기준 끓는점은 A(나)이다.17 ㄱ. 삼투압은 용액의 몰 농도에 비례하므로 B 수용액의 몰 바로알기ㄷ. 추가로 녹인 용질의 질량이 1.5 g일 때 수용액 속 용질의 몰수는 (가)는 3.0MA+1.5MB, (나)는 4.5MB+1.5MA로, MB=3MA를 대입하면 수용액 속 용질의 몰수는 (가)>(나)이다. DTf?m이므로, 어는점은 (가)(다)>(가), 깔때기관 속과 수조 안의 용액의 농도 차이가 클수록 삼투압이 크게 나타나 수면의 높이 차가 커진다.채점 기준배점순서와 이유를 모두 옳게 서술한 경우100 %순서만 옳게 쓴 경우40 %ㄱ. 설탕은 극성 용매인 물에 잘 용해되는 극성 분자이고, 아이오딘은 물에 잘 용해되지 않는 무극성 분자이다.ㄴ. (가)는 설탕 분자가 물 분자에 둘러싸여 안정화되어 녹는 현상, 즉 수화되는 모습이다.바로알기ㄷ. (나)에서 아이오딘 분자와 물 분자 사이의 인력이 아이오딘 분자 사이의 인력보다 작아 용해가 일어나지 않는다.02 ㄴ. (나)에 녹아 있는 포도당의 몰수는 0.1 mol/L\0.5 L =0.05 mol이므로, 포도당의 질량은 0.05 mol\180 g/mol =9 g이다.농도는 A 수용액의 2배이다. 두 수용액의 부피가 같기 때문에 용질의 몰수는 B가 A의 2배가 되고 각 물질의 분자량을 MA, MB로 두면 1：2=0.01MA：0.04MB의 식이 성립한다. 따라서 분자량은 B가 A의 2배이다. ㄷ. 물이 반투막을 통과하여 깔때기관 안으로 들어가므로 A 수용액과 B 수용액의 몰 농도는 모두 처음보다 감소하였다.바로알기ㄴ. 삼투압은 용액의 몰 농도에 비례하므로 초기 몰 농도는 B 수용액이 A 수용액의 2배이다. 18 묽은 용액의 증기 압력, 끓는점, 어는점, 삼투압은 용질의 입자 수에 따라 변한다. 순수한 물에 비해 용액의 증기 압력은 작아지고, 끓는점은 높아지며, 어는점은 낮아진다. 또한 삼투압은 크게 나타나므로, 용매에 비해 용액이 더 큰 값을 갖는 것은 끓는점(ㄴ)과 삼투압(ㄹ)이다.19 ●모범 답안●⑴ 설탕물의 증기 압력이 물의 증기 압력보다 작기 때문이다.⑵ h는 증가한다. 설탕물의 농도가 진할수록 증기 압력이 작아져 물과 설탕물의 증기 압력 차가 커지기 때문이다.채점 기준배점⑴증기 압력으로 옳게 서술한 경우50 %설탕물의 증발 속도가 물의 증발 속도보다 느리기 때문이라고 서술한 경우30 %⑵h의 변화를 옳게 쓰고, 그 이유를 증기 압력 차이로 옳게 서술한 경우50 %h의 변화만 옳게 쓴 경우20 %문제 분석하기• 같은 질량을 같은 부피의 물에 녹인 경우 화학식량이 작을수록 용질의 몰수가 크므로 용액의 몰 농도는 포도당 수용액>설탕물>녹말 수용액 순이다.• 깔때기관을 사이에 둔 두 용액의 농도 차이가 클수록 삼투압이 커진다.20포도당수용액설탕물설탕물반투막녹말수용액녹말수용액포도당수용액깔때기관(가)(나)(다)포도당 수용액보다 설탕물의 농도가 더 작다. ?A 깔때기관에서 물이 빠져나간다. ?A 깔때기관 속 수면이 낮아진다.녹말 수용액보다 포도당 수용액의 농도가 더 크다. ?A 깔때기관 속으로 물이 들어간다. ?A 깔때기관 속 수면이 높아진다.녹말 수용액보다 설탕물의 농도가 더 크다. ?A 깔때기관 속으로 물이 들어간다. ?A 깔때기관 속 수면이 높아진다.용액의 농도 차가 (나)>(다)이므로 높이 차는 (나)>(다)이다.1 j 2 < 3 극성 4 무극성 5 용액 6 용매 7 8 9 몰 분율 10 몰랄 농도 11 몰랄 농도 12 삼투압() 13 CRT 14 입자 수중단원 핵심 정리100쪽1000a1000d-aMw10adMw 중단원 마무리 문제101~104쪽01 ③ 02 ㄴ, ㄷ 03 ② 04 ② 05 ⑤ 06 ③ 07 ④ 08 ② 09 ㄱ 10 ③ 11 ④ 12 ② 13 ⑤ 14 ⑤ 15 ③ 16 ㄱ, ㄷ문제 분석하기01아이오딘물 분자설탕물 분자와 설탕 분자 사이에 강한 인력이 작용하여 물 분자가 설탕 분자를 둘러싼다. ➡ 설탕은 물에 잘 녹는다.설탕은 분자 사이의 인력이 비교적 약하고, 물과 인력이 강하게 작용하는 -OH(하이드록시기)가 있는 극성 분자이다.물 분자는 물 분자끼리, 아이오딘 분자는 아이오딘 분자끼리 따로 존재한다. ➡ 아이오딘은 물에 잘 녹지 않는다.무극성 분자(가)(나)화학1-2정답(25~39).indd 3514. 10. 28. 오후 5:30036정답친해05 1.5 M A 수용액에 녹아 있는 A의 질량은 60a g(=1.5 mol/L\a L\40 g/mol)이다. 한편, 밀도가 1.06 g/mL인 1.5 m A 수용액 0.1 L에서 용액의 질량은 106 g(=1.06 g/mL \100 mL)이다. 1.5 m 수용액은 용매 1000 g에 용질 1.5 mol, 즉 A 60 g(=40 g/mol\1.5 mol)이 녹아 있는 것이므로 용액 1060 g 속 A의 질량은 60 g이고, 용액 106 g 속 A의 질량은 6 g이다. 따라서 혼합 수용액에 녹아 있는 A의 질량은 (60a+6) g이고, 퍼센트 농도는 60a+6600\100=10a+1(%)이다. ㄱ. (가)에서 NaOH의 질량을 y로 두면 y100 g\100=4 %, y=4 g이므로 몰수는 4 g40 g/mol=0.1 mol이다.ㄴ. 혼합 용액 속에 포함된 NaOH의 몰수는 0.2 mol로, 질량은 0.2 mol\40 g/mol=8 g이므로 (나)에서 NaOH의 질량은 0.8 g(=8 g-4 g-3.2 g)이다.바로알기ㄷ. (나)에서 0.2 m NaOH 수용액에 녹아 있는 NaOH의 질량은 0.8 g이어야 하므로 0.8 g40 g/mol용매의 질량=0.2 m, 용매의 질 량은 100 g(=0.1 kg)이다. 따라서 x는 100 g+0.8 g=100.8 g이다.농도가 서로 다른 A￣C 수용액의 증기 압력은 C>B>A 순이ㄷ. (나)에서 취한 100 mL에 들어 있는 포도당의 몰수는 0.1 mol/L\0.1 L=0.01 mol이고, 용액의 부피는 1 L이므로 용액의 몰 농도는 0.01 M이다.바로알기ㄱ. (가)에 녹아 있는 포도당의 질량은 0.1 g100 g\1000 mL\1.0 g/mL=1.0 g이므로 포도당의 몰수는 1180 mol이고, (나)에 녹아 있는 포도당의 몰수는 0.05 mol이다. 따라서 수용액에 녹아 있는 포도당의 몰수, 즉 분자 수는 (나)가 (가)보다 많다.ㄱ. (가)의 용액 10 mL에 증류수만 더 가해서 (나) 용액을 만들었으므로, (가) 용액 10 mL와 (나) 용액 1 L에 들어 있는 KOH의 몰수는 같다.ㄴ. 농도가 0.1 M인 (가) 용액에 증류수를 넣어 1/100로 묽혔으므로, (나) 용액의 몰 농도는 1.0\10-3 M이다.바로알기ㄷ. (가) 용액의 몰 농도는 0.1 M이고, (나) 용액의 몰 농도는 1.0\10-3 M이다. 따라서 (나) 용액의 몰 농도는 (가) 용 액의 몰 농도의 1/100이다.04 ㄴ. (나)에 증류수를 가하여 부피를 200 mL로 만들면 용질의 몰수는 변하지 않고, 용액의 부피만 (가)의 2배가 되므로 몰 농도는 (가)의 1/2이 된다.바로알기ㄱ. (나)에서 용질의 몰수는 변하지 않고, 용액의 부피만 1/2이 되었으므로 몰 농도는 (나)가 (가)의 2배이다. 그러나 몰랄 농도는 용매 1 kg 속에 녹아 있는 용질의 몰수인데, 용질의 몰수는 변하지 않지만 물만 50 mL가 증발되므로 물의 질량은 (가)가 (나)의 2배보다 크다. 따라서 몰랄 농도는 (나)가 (가)의 2배보다 크다.ㄷ. (가)에 NaOH 4 g을 더 녹인 수용액의 부피는 100 mL가 아니므로 (가)와 (나)의 몰 농도는 같지 않다.문제 분석하기06(가)(나)4 % NaOH 수용액100 g0.2 m NaOH 수용액NaOH 3.2 g과 증류수 첨가혼합0.2 M NaOH 수용액1 LgNaOH 0.2 mol =8 g➡ (4 g+(나)의 NaOH질량+3.2 g)=8 gNaOH 4 g=0.1 molx=NaOH의 질량+용매의 질량문제 분석하기(가) KOH 5.6 g을 소량의 증류수에 녹인 후 1 L 부피 플라스크에 넣고 눈금선까지 증류수를 가한다.(나) 과정 (가)의 용액 10 mL를 취하여 1 L 부피 플라스크에 넣고 눈금선까지 증류수를 가한다.03KOH의 화학식량은 56이므로 KOH 5.6 g은 0.1 mol1=5.6 g56 g/mol2이다. 따라서 이 용액의 몰 농도는 0.1 M1=0.1 mol1 L2이다.과정 (가) 용액의 몰 농도는 0.1 M이고, 이 용액을 1/100로 묽혔으므로 (나) 용액의 몰 농도는 1.0\10-3 M이다.문제 분석하기07수은ABC수은 기둥의 높이：A>B>C ➡수은 기둥 위의 용액의 증기 압력：C>B>A수은 기둥 위에 넣은 용액의 증기 압력에 의해 나타나는 현상이다.화학1-2정답(25~39).indd 3614. 10. 28. 오후 5:30 Ⅰ. 다양한 모습의 물질037바로알기ㄷ. A와 B에 용질 C가 같은 질량만큼 첨가되므로 X와 Y에서 용질의 몰 분율은 같다. 증기 압력 내림은 순수한 용매의 증기 압력에 비례하므로 증기 압력이 큰 X의 증기 압력 내림이 Y보다 크다. 따라서 순수한 용매 A와 B의 증기 압력 차이보다 용액인 X와 Y의 증기 압력 차이가 더 작으므로 h2는 h1보다 작다.11 요소 18 g은 18 g60 g/mol=0.3 mol이므로 요소 18 g이 물 100 g에 녹아 있는 용액의 몰랄 농도는 0.3 mol0.1 kg=3 m이고, 이 용액의 끓는점 오름은 1.56 *C이므로 물의 몰랄 오름 상수(Kb)는 다음과 같다.ΔTb=Kb\m ➡ 1.56 *C=Kb\3 m ∴ Kb=0.52 *C/m포도당 18 g이 물 100 g에 녹아 있는 용액의 끓는점 오름은 0.52 *C이므로 포도당의 분자량을 M으로 두면 ΔTb=Kb\m에서 0.52 *C=0.52 *C/m\18 gM0.1 kg , M=180이다.요소 6 g은 6 g60 g/mol=0.1 mol이고, 포도당 9 g은 9 g180 g/mol=0.05 mol이다. 따라서 요소 6 g과 포도당 9 g을 물 100 g에녹인 용액의 몰랄 농도는 0.15 mol0.1 kg=1.5 m이고, ΔTb=0.52*C/m\1.5 m=0.78 *C이므로 이 용액의 끓는점은 100.78 *C이다.[다른 풀이] 포도당의 분자량은 다음과 같이 구할 수 있다.M=1000\w\KbΔTb\W=1000\18 g\0.52 *C/m0.52 *C\100 g=180ㄴ. 용액의 끓는점 오름이 0.26 *C이므로 0.26 *C=0.52 *C/m \m, m=0.5 m이다. 물 100 g에 용질 3.0 g을 녹인 수용액의 몰랄 농도가 0.5 m이므로 용질의 분자량을 M으로 두면 3.0 gM0.1 kg=0.5 m, M=60이다.다. 용액의 농도가 진할수록 증기 압력 내림이 커지므로 각 수용액의 농도는 A>B>C 순이다.ㄱ, ㄷ. 용액의 농도가 진할수록 끓는점 오름과 어는점 내림이 커지므로 끓는점은 A>B>C 순이고, 어는점은 C>B>A 순이다.바로알기ㄴ. 증기 압력은 B 수용액이 C 수용액보다 작다.08 ㄷ. 끓는점은 액체의 증기 압력과 대기압이 같아질 때의 온도로, 기준 끓는점에서 각 수용액의 증기 압력은 모두 같다.바로알기ㄱ. 수용액의 농도가 묽을수록 증발이 잘 일어나므로 남아 있는 수용액의 양이 적을수록 초기에 수용액의 증발이 잘 일어나며 농도가 묽다는 것을 알 수 있다. 따라서 수용액의 농도는 B>A> C 순이다.ㄴ. 용액의 농도가 진할수록 증기 압력 내림이 커지므로 증기 압력은 B 수용액이 C 수용액보다 작다.바로알기ㄴ. 몰 분율 x에서 (나)의 증기 압력은 PB′로 순수한 용매의 증기 압력 PB와의 차이가 증기 압력 내림이다. 따라서 (나)의 증기 압력 내림은 PB-PB′이다.ㄷ. 기준 끓는점에서 외부 압력은 1기압이므로 용액의 증기 압력은 (가)와 (나)에서 모두 1기압이다.문제 분석하기09용액의 증기 압력0.50PCPB1(가) 용매 A+용질 C용질의 몰 분율PBPA(나) 용매 B+용질 Cㄱ. 용질의 몰 분율이 0일 때 증기 압력=순수한 용매의 증기 압력：A>B ➡ 끓는점：B>A용질의 몰 분율이 1일 때 용질 C의 증기 압력이 0이므로 C는 비휘발성 물질이다.x에서용액의 증기압력 내림=PB-PB′문제 분석하기10수은ABh1(가)수은XYh2(나)ㄱ. 수은 기둥의 높이는 A가 B보다 낮다.➡ 증기 압력：A>B➡ 끓는점：B>A두 용액의 증기 압력 차이ㄴ. 용매의 증기 압력>용액의 증기 압력∴ 증기 압력：A>X, B>Y문제 분석하기12100.26ABC100.00가열 시간온도 ( )C여전히 용액이 끓는다.용액이 끓기 시작한다. ➡ B, C에서 용액의 증기 압력은 대기압과 같은 1기압이다.끓기 전 ➡ 증기 압력은 대기압보다 작다.화학1-2정답(25~39).indd 3714. 10. 28. 오후 5:30038정답친해ㄴ. A에 0.10 M 포도당 수용액 200 mL를 사용하면 A와 B의 농도 차가 더 커지므로 삼투압도 더 커진다. 따라서 A와 B의 수면의 높이 차는 더 커진다.바로알기ㄷ. 삼투압은 용액의 몰 농도와 절대 온도에 비례하므로 두 용액을 같은 온도로 가열하면 A와 B의 수면의 높이 차는 증가한다.16 ㄱ. 반투막을 사이에 두고 농도가 다른 두 수용액을 가득 채우면 농도가 낮은 용액 쪽에서 농도가 높은 용액 쪽으로 용매 분자가 더 많이 이동하게 된다. 따라서 용액의 농도는 A 수용액이 B 수용액보다 크다.ㄷ. 삼투압은 용액의 몰 농도와 절대 온도에 비례하므로 온도를 높여 주면 삼투압이 증가하여 l이 더 커진다.바로알기ㄴ. (나)에서 두 수용액의 몰 농도는 같으나 A 수용액이 B 수용액보다 부피가 크므로 용액 속 용질 입자 수는 A가 B보다 많다.1 ㄱ. (가)의 질량은 100 mL\0.96 g/mL=96 g이고, A의 질량은 24 g이므로 퍼센트 농도는 24 g96 g\100=25 %이다. ㄴ. (나) 110 g에서 B의 질량이 20 g이므로 용매인 물의 질량은 90 g이다. 따라서 (나)의 몰랄 농도는 20 g60 g/mol0.09 kg=13 mol0.09 kg=10027 m이다. 바로알기ㄷ. (가)의 몰 농도는 24 g46 g/mol0.1 L m5.22 M이고, (나)의 몰 농도는 20 g60 g/mol110 g1.1 g/mL\1 L1000 mL m3.33 M이다. 따라서 몰 농도는 (가)가 (나)보다 크다.2 1.0\10-3 M의 NaOH 수용액을 만들기 위해서 0.10 M의 수용액을 먼저 제조한 후 이를 1/100로 희석시키는 과정이다.바로알기ㄱ. A에서는 용액이 끓기 전이므로 증기 압력이 대기압보다 작고, B는 끓는점이므로 B와 C에서는 증기 압력이 대기압과 같다. ➡ 증기 압력：A(가)이므로 Kb는 B가 A보다 크다.ㄷ. A의 끓는점은 T1이고, 0.05 m일 때 (가)의 끓는점은 T2이므로 0.05 m에서 (가)의 끓는점 오름은 (T2-T1) *C이다.14 ㄱ. 용액의 어는점 내림은 용액의 몰랄 농도에 비례한다.용질의 질량이 같을 때 용액의 어는점 내림은 (나)가 (가)보다 크므로 몰랄 농도는 (나)가 (가)보다 크다. 따라서 용질의 질량은 같고, 용질의 몰수는 (나)가 (가)보다 크므로 분자량은 A가 B보다 크다.ㄴ. w1일 때 용액의 어는점 내림은 (나)가 (가)보다 크므로 몰랄 농도는 (나)가 (가)보다 크다. 따라서 증기 압력은 (가)가 (나)보다 크다.ㄷ. (가)와 (나)에서 용매는 물로 서로 같고, (가)는 w2, (나)는 w1일 때 두 용액의 어는점이 같으므로 몰랄 농도도 같다. 따라서 (가)는 w2, (나)는 w1일 때 두 용액의 끓는점은 같다.15 ㄱ. 용액의 양에 관계없이 A가 B보다 농도가 크므로 삼투에 의해 저농도인 B에서 고농도인 A로 용매가 더 많이 이동하게 된다. 따라서 A의 수면은 높아지고, B의 수면은 낮아진다.문제 분석하기1300.050.10T1T2(가) 용매 A + 용질 C(나) 용매 B + 용질 C용액의 농도(m)끓는점 ( )CΔTb(끓는점 오름)=Kb\m에서 몰랄 농도가 같을 때 Kb가 클수록 끓는점 오름이 커지므로 Kb는 그래프의 기울기에 해당한다. ➡ Kb：B>A0.05 m일 때 용액 (가)의 끓는점 오름=(T2-T1) *CA의 끓는점B의 끓는점수능 실전 문제1 ③ 2 ㄱ, ㄷ 3 ⑤ 4 ② 5 ⑤ 6 ㄱ 7 ⑤ 8 ⑤106~107쪽화학1-2정답(25~39).indd 3814. 10. 28. 오후 5:30 Ⅰ. 다양한 모습의 물질039ㄷ. 요소 수용액보다 포도당 수용액의 전체 질량이 작으므로 두 수용액에 각각 50 g의 물을 더 넣으면 상대적으로 포도당 수용액에 들어 있는 물 분자의 몰 분율이 더 증가한다.6 ㄱ. ΔTb=Kb\m이므로 그래프의 기울기가 클수록 용매의 몰랄 오름 상수 Kb가 크다. 즉, Kb는 A가 B보다 크다.바로알기ㄴ. (가)와 (나)는 P에서 ΔTb는 같지만, A가 B보다 Kb가 크므로 몰랄 농도는 (나)가 (가)보다 크다. ㄷ. (가)의 ΔTb는 P에서 a, Q에서 3a이므로 Q에서 몰랄 농도는 P의 3배이고, 녹아 있는 질량 또한 3배이다. 추가로 녹인 C의 질량이 w g이고, 이때 처음 녹아 있던 C의 질량의 3배이므로 Q에서 (가)에 녹아 있는 C의 질량은 1.5w g이다.ㄱ. Y의 몰랄 내림 상수는 몰랄 농도가 2a일 때의 어는점 내림(ΔTf)을 통해서 구할 수 있다.ΔTf=t1-t3=Kf\m=Kf\2a이므로, Y의 몰랄 내림 상수 Kf=t1-t32a(*C/m)이다.ㄴ. 몰랄 농도가 a m일 때 X 용액의 어는점은 Y 용액의 어는점과 같다. 따라서 a m일 때 X 용액과 Y 용액의 어는점을 x라고 두면, ΔTf=t1-x=t1-t32a \a, x=t1+t32(*C)이다.ㄷ. 몰랄 농도가 a m일 때 X 용액의 어는점이 t1+t32(*C)이므로 어는점 내림으로 X의 몰랄 내림 상수를 구하면 ΔTf=t2- t1+t32=Kf\a, Kf=2t2-t1-t32a(*C/m)이다. 따라서 Y와 X의 몰랄 내림 상수의 차이를 구하면 t1-t32a-2t2-t1-t32a=t1-t2a(*C/m)이다.8 삼투압 =CRT=nRTV이고, n=wM이므로 분자량 M = wRTV = 25 g\0.08기압·L/몰·K\300 K0.015기압\0.5 L = 80000이다.ㄱ. 0.10 M NaOH 수용액 250 mL에는 0.10 M\0.25 L =0.025 mol=1/40 mol의 NaOH이 녹아 있다. NaOH의 화 학식량은 40이고, 순도는 99 %이므로 1/40 mol=x g40 g/mol\99/100, x=10099 ( g)이다.ㄷ. 0.10 M NaOH 수용액 1 L에 들어 있는 NaOH은 0.1 mol, 즉 4 g이고, 용액의 밀도가 1 g/mL이므로 용액 1 L는 1000 g이다. 따라서 0.10 M NaOH 수용액의 퍼센트 농도는 4 g1000 g\100=0.40 %이다.바로알기ㄴ. 0.10 M NaOH 수용액을 1/100로 희석하여 0.001 M(1.0\10-3 M) NaOH 수용액으로 만드는 과정이다. 따라서 0.10 M\y mL=0.001 M\250 mL, y=2.5(mL)이다.3 ㄱ. (가)의 수용액에 녹아 있는 KHCO3의 몰수는 1 M\ 0.2 L=0.2 mol이고, 질량은 0.2 mol\100 g/mol=20 g이다.ㄴ. (나)는 용액의 몰랄 농도가 제시되어 있으므로 밀도를 이용하여 용액의 부피를 질량으로 변환한 후, 녹아 있는 용질의 질량과 몰수를 계산하여 용액의 몰 농도를 구할 수 있다.ㄷ. 1 m KHCO3 수용액은 물 1 kg에 KHCO3 1 mol, 즉 100 g이 녹아 있는 것이므로 수용액의 부피는 1 L보다 크다. 따라서 같은 부피의 용액 속에 녹아 있는 KHCO3의 몰수는 (가)가 (나)보다 크다.4 ㄷ. (가)에서 수은 기둥의 높이 차로 보아 증기 압력은 물>A>B 순이다. 증기 압력이 작을수록 끓는점이 높으므로 기준 끓는점은 B가 A보다 높다.바로알기ㄱ. (가)에서 A가 B보다 증기 압력이 크므로 (나)의 t *C에서 A의 증기 압력은 a기압, B의 증기 압력은 b기압이다.ㄴ. ΔP=P*용매X용질이므로 이를 각 수용액에 대입하면, P*용매- a=P*용매XA와 P*용매-b=P*용매XB의 관계가 성립한다. 또한 P*용매 -a는 수은 기둥의 높이 차 h에 비례하고, P*용매-b는 2h에 비례하므로 B에서 설탕의 몰 분율A에서 설탕의 몰 분율=P*용매-bP*용매-a=2hh=2이다.5 ㄱ. 수은 기둥의 양쪽 높이가 같으므로 두 수용액의 증기 압력과 몰랄 농도는 같다.ㄴ. 3 % 요소 수용액 100 g에 녹아 있는 요소의 질량은 3 g이고 물의 질량은 97 g이므로, 요소 수용액의 몰랄 농도는 3 g60 g/mol0.097 kg≒0.52 m이다. 요소 수용액과 포도당 수용액은 몰랄 농도가 같으므로 x는 0.5보다 크다.문제 분석하기7어는점 ( )CX 용액Y 용액t1t2t32a0a몰랄 농도(m)기울기가 클수록 몰랄 내림 상수가 크다. ➡ Kf：Y>Xa m일 때 X 용액과 Y 용액의 어는점이 같다.용매 Y의어는점용매 X의어는점용매 Y의 어는점과 비교하여 용매 Y의 몰랄 내림 상수를 구할 수 있다.x화학1-2정답(25~39).indd 3914. 10. 28. 오후 5:30040정답친해5 에탄올(C2H5OH) 1몰이 연소되는 반응은 다음과 같다.C2H5OH(l) + 3O2( g) ?@A 2CO2( g) + 3H2O(l)C2H5OH(l)의 분자량이 46이므로 C2H5OH(l) 23 g은 0.5몰(=23/46)이다. 따라서 C2H5OH(l) 0.5몰이 연소될 때 683.4 kJ의 열이 방출된다. 1/2C2H5OH(l) + 3/2O2( g) ?@A CO2( g) + 3/2H2O(l) + 683.4 kJ1/2C2H5OH(l) + 3/2O2( g) ?@A CO2( g) + 3/2H2O(l) ΔH=-683.4 kJ1 ⑴ 연소 반응에서는 항상 열이 방출되므로 연소 반응은 발열 반응이다. 따라서 연소 엔탈피는 항상 0보다 작다.⑵ 생성 엔탈피는 물질 1몰이 가장 안정한 홑원소 물질로부터 생성될 때 방출되거나 흡수되는 에너지이다.⑶ 25 *C, 1기압에서 산소의 홑원소 물질 중 O2( g)는 O3( g)보다 안정하다. O2( g)의 표준 생성 엔탈피(ΔHf*)는 0이고, O3( g)의 표준 생성 엔탈피(ΔHf*)는 0보다 크다.2 ⑴ H2( g)와 Cl2( g)가 반응하여 HCl( g) 1몰이 생성되므로 ΔH는 HCl( g)의 생성열이다.⑵ C(s) 1몰이 완전 연소되면서 CO2( g) 1몰이 생성되므로 ΔH는 연소열이면서 동시에 생성열이다. 즉 주어진 반응식에서 C(s)의 연소열과 CO2( g)의 생성열은 같다.⑶ 산과 염기가 중화 반응하여 물 1몰이 생성되는 반응이므로 ΔH는 중화열이다.3 ⑴ NH3( g) 2몰이 생성될 때의 반응 엔탈피가 -92.2 kJ이므로 1몰이 생성될 때의 반응 엔탈피는 -46.1 kJ이다. 따라서 NH3( g)의 생성 엔탈피는 -46.1 kJ/mol이다.물질 변화와 에너지II1 발열 반응과 흡열 반응을 비교하면 다음과 같다.구분발열 반응흡열 반응열의 출입열 방출열 흡수에너지 총합반응물>생성물반응물0이지만 물질이 가진 화학 에너지가 열에너지로 방출되기 때문에 ΔH<0이다. 반대로 흡열 반응이 일어날 때는 열을 흡수하므로 Q<0이지만 흡수한 열에너지가 화학 에너지로 저장되므로 ΔH>0이다.4 ㄱ, ㄴ, ㄷ. 열화학 반응식으로부터 반응물과 생성물의 종류 및 상태, 반응열(Q)과 반응 엔탈피(ΔH) 등을 알 수 있다.바로알기ㄹ. 열화학 반응식으로부터 반응열(Q)이나 반응 엔탈피(ΔH)는 알 수 있지만 반응물이나 생성물이 가진 에너지는 알 수 없다.01화학 반응과 에너지개념 확인 문제116쪽1 발열 2 흡열 3 엔탈피 4 생성물, 반응물 5 < 6 > 7 열화학 반응식1. 반응열A 1 ⑴ 흡 ⑵ 발 ⑶ 발 B 2 ⑴ ◯ ⑵ \ ⑶ \ 3 ㉠ >, ㉡ , ㉤ >, ㉥ 0이므로 흡열 반응이다.ㄱ. (가)의 반응은 발열 반응이므로 반응이 일어날 때 주위의 온도가 높아진다.ㄴ. 반응 엔탈피(ΔH)는 생성물의 엔탈피 합(|H생성물)에서 반응물의 엔탈피 합(|H반응물)을 뺀 값이다. 따라서 (나)의 반응은 흡열 반응으로 ΔH>0이고, 생성물의 엔탈피 합이 반응물의 엔탈피 합보다 크다.(|H생성물>|H반응물)ㄷ. 화학 반응이 역으로 진행되면 반응열과 반응 엔탈피는 원래 반응과 비교하여 크기가 같고 부호가 반대가 된다. 따라서 (가) 반응의 역반응을 열화학 반응식으로 나타내면 다음과 같다.2HCl( g) ?@A H2( g) + Cl2( g) ΔH=185 kJ10 1몰의 CH4( g)이 완전 연소할 때 890.8 kJ의 열이 방출된다. 따라서 CH4( g) 32 g(=32/16=2(몰))이 연소하면 1781.6 kJ (=890.8 kJ\2)의 열이 방출된다.02 [ 발열 과정 ]ㄱ. 연료를 태우면 연료가 가지고 있던 화학 에너지가 열에너지로 전환되어 열이 방출된다.ㄷ. 산과 염기가 중화 반응할 때 열(중화열)이 방출된다. [ 흡열 과정 ]ㄴ. 여름철 마당에 물을 뿌리면 물이 수증기로 증발하면서 열(기화열)을 흡수하므로 주위의 온도가 낮아진다.ㄹ. 질산 암모늄이 물에 용해될 때 주위에서 열을 흡수하므로 주위의 온도가 낮아진다.바로알기ㄷ. 흑연이 다이아몬드보다 에너지가 작으므로 에너지 면에서 흑연이 더 안정하다.04 ㄱ. 반응물이 가진 에너지가 생성물이 가진 에너지보다 크므로 엔탈피의 총합은 반응물이 생성물보다 크다. ㄷ. 반응 엔탈피는 생성물의 엔탈피 합에서 반응물의 엔탈피 합을 뺀 값이므로 ΔH=(E1-E2) kJ이다.바로알기ㄴ. 반응이 일어날 때 반응물의 화학 에너지가 열에너지로 전환되어 주위로 방출되므로 주위의 온도가 높아진다.05 일산화 탄소(CO( g)) 14 g(=14/28=0.5(몰))이 연소하여 이산화 탄소(CO2( g))로 될 때 142 kJ의 열이 방출된다. 따라서 CO( g) 2몰이 연소하면 568 kJ(=142 kJ\4)의 열이 방출된다. 발열 반응에서 반응 엔탈피의 부호는 (-)이므로 ΔH=-568 kJ이다.06 ㄴ, ㄷ. 나무판에 떨어뜨린 물이 반응이 진행된 이후 언 것으로 보아 주위의 온도가 낮아졌음을 알 수 있다. 따라서 이 반응은 반응물의 엔탈피 합이 생성물의 엔탈피 합보다 작은 흡열 반응이다. 흡열 반응에서 반응 엔탈피는 0보다 크다.바로알기ㄱ. 이 반응은 흡열 반응이다.문제 분석하기N2( g) + 3H2( g) ?@A 2NH3( g) + 92 kJ1몰의 N2( g)와 3몰의 H2( g)가 반응하여 2몰의 NH3( g)가 생성될 때 92 kJ의 열이 방출된다.07반응열 Q ➡ Q>0이므로 발열 반응바로알기ㄹ. 열화학 반응식에 나타난 반응 엔탈피(ΔH)는 생성물과 반응물의 엔탈피 차이일 뿐이며, 반응물이나 생성물이 가진 엔탈피의 양은 알 수 없다.문제 분석하기09CH4( g) + 2O2( g) @>A CO2( g) + 2H2O( l) DH=-890.8 kJ기체 상태액체 상태반응열의 크기생성물반응물문제 분석하기03에너지반응 경로C(다이아몬드)+O2(g)CO2(g)C(흑연)+O2(g)AB흑연은 다이아몬드보다 에너지가 작으므로 다이아몬드로 될 때 열을 흡수한다.(ㄴ)A, B 반응 모두 반응물과 생성물의 에너지 차만큼 열을 방출한다. ➡ 주위의 온도가 높아진다.(ㄱ)정답친해(화Ⅱ)_2-1단원(40~56).indd 4214. 10. 28. 오후 5:32 Ⅱ. 물질 변화와 에너지043ㄴ. CH4( g) 1몰이 완전 연소할 때 890 kJ의 열이 방출되므로 CH4( g) 1 g(=1/16몰)이 완전 연소할 때 약 55.6 kJ1≒89016 kJ2 의 열이 방출된다. CH3OH(l) 2몰이 완전 연소할 때 1452 kJ의 열이 방출되므로 CH3OH(l) 1 g1=1/32몰2이 완전 연소할 때 약 22.7 kJ1≒145264 kJ2의 열이 방출된다.14 ㄱ. 어떤 물질 1몰이 충분한 양의 용매에 용해될 때 출입하는 열량을 용해열이라고 한다. HCl( g)의 용해열(ΔH)은 0보다 작으므로 HCl( g)의 용해 과정은 발열 반응이다. 바로알기ㄴ. KCl(s)의 용해열(ΔH)이 0보다 크므로 KCl(s)의 용해 과정은 흡열 반응이다. 따라서 KCl(s)이 물에 녹을 때 주위에서 열을 흡수하므로 주위의 온도는 낮아진다.ㄷ. 각 물질이 1몰씩 용해될 때 출입하는 열량을 각 물질의 화학식량으로 나누면 각 물질 1 g이 용해될 때 출입하는 열량과 같다. 이때 출입하는 열량이 클수록 용해 전과 후의 온도 변화가 크다. 따라서 각 물질 1 g이 같은 질량의 충분한 양의 물에 용해될 때 온도 변화가 가장 큰 물질은 용해열의 크기가 가장 크고, 화학식량이 가장 작은 HCl( g)이다. 15 ㄱ. 프로페인(C3H8( g)) 1.0 g1=1/44몰2이 완전 연소할 때 50 kJ의 열이 방출되므로 C3H8( g) 1몰이 완전 연소할 때는 2200 kJ(=50 kJ\44)의 열이 방출된다. C3H8( g) + 5O2( g) ?@A 3CO2( g) + 4H2O(l)ΔH=-2200 kJㄷ. C3H8( g) 1몰이 완전 연소할 때 2200 kJ의 열이 방출되므로 0.5몰이 완전 연소하면 1100 kJ1=22002 kJ2의 열이 방출된다.바로알기ㄴ. C3H8( g)의 연소 반응에서 C3H8( g) 1몰이 완전 연소할 때 CO2( g) 3몰이 생성된다. 따라서 0 *C, 1기압에서 11.2 L의 C3H8( g), 즉 0.5몰의 C3H8( g)을 완전 연소시키면 1.5몰의 CO2( g)가 생성되고, 1.5몰의 CO2( g)는 0 *C, 1기압에서 33.6 L가 된다.16 ㄱ. (가)에서 C2H4( g)의 연소 반응은 열을 방출하는 발열 반응이므로 ΔH1<0이다.ㄷ. (나)에서 CO2( g) 8몰이 생성될 때의 반응 엔탈피는 CO2( g) 4몰이 생성될 때 반응 엔탈피의 2배인 2ΔH2이다.바로알기ㄴ. (가)에서 1몰의 C2H4( g)이 반응할 때의 반응 엔탈피는 ΔH1이다.17 ① 생성 반응과 분해 반응은 서로 역반응 관계이므로 분해열과 생성열은 부호가 반대이고 크기가 같다.⑤ H2O( g) 2몰은 H2O(l) 2몰보다 88.0 kJ(=571.6 kJ-483.6 kJ) 만큼 에너지가 더 크므로 H2O( g) 1몰은 H2O(l) 1몰보다 44.0 kJ1=88.02 kJ2 만큼 에너지가 더 크다.바로알기② H2( g)와 O2( g)가 반응하여 H2O(l) 1몰이 생성될 때의 생성 엔탈피는 -285.81=-571.62 2 kJ/mol이다.④ H2( g) 2몰이 연소하여 H2O( g)로 될 때 483.6 kJ의 열이 방출되므로 H2( g) 2 g(=1몰)이 연소할 때는 241.81=483.622 kJ의 열이 방출된다.13 ㄷ. CH4( g) 1몰이 완전 연소하여 CO2( g) 1몰을 생성할 때 890 kJ의 열이 방출된다. CH3OH(l) 2몰이 완전 연소하여 CO2( g) 2몰을 생성할 때 1452 kJ의 열이 방출되므로 CO2( g) 1몰을 생성할 때는 726 kJ(=14522 kJ)의 열이 방출된다. 바로알기ㄱ. CH4( g)의 연소 반응은 발열 반응이므로 ΔH<0이고 생성물의 엔탈피 합이 반응물의 엔탈피 합보다 작다.문제 분석하기열화학 반응식(반응열 Q 표현)：C(s) + H2O(g) ?@A H2(g) + CO(g) - 131 kJ(ㄷ)11엔탈피반응 경로반응물생성물131 kJH2(g)+CO(g)C(s)+H2O(g)기체(ㄴ)반응이 진행되는 동안 주위에서 열을 흡수한다. ➡ 흡열 반응(ㄱ)기체고체문제 분석하기12열화학반응식2H2( g) + O2( g) ?@A2H2O(l) + 571.6 kJ2H2( g) + O2( g) ?@A2H2O( g) + 483.6 kJ해석H2( g) 2몰이 연소하여 H2O(l) 2몰로 될 때 571.6 kJ의 열 방출H2( g) 2몰이 연소하여 H2O( g) 2몰로 될 때 483.6 kJ의 열 방출두 반응의공통점•발열 반응이다.(①)• 반응물의 엔탈피 합이 생성물의 엔탈피 합보다 더 크다.(③)반응 경로2H2(g)+O2(g)2H2O(g)2H2O(l)엔탈피483.6 kJ571.6 kJ88.0 kJ2H2O( g) ?@A 2H2O(l) + 88.0 kJ정답친해(화Ⅱ)_2-1단원(40~56).indd 4314. 10. 28. 오후 5:32044정답친해① H2O( g) 1몰이 성분 원소의 가장 안정한 홑원소 물질로 분해될 때 흡수되는 에너지는 241.8 kJ이므로 H2O( g)의 분해열(ΔH)은 241.8 kJ/mol이다.③ H2O( g) 1몰의 에너지는 H2( g) 1몰과 O2( g) 1/2몰의 에너지 합보다 241.8 kJ 만큼 더 작다.바로알기④ H2O( l) 1몰이 H2O( g) 1몰보다 44.0 kJ 만큼 에너지가 작다. 즉, H2O( l) 1몰을 H2O( g) 1몰로 만들기 위해서는 44.0 kJ의 에너지가 필요하므로 H2O( l) 1 g1=1/18몰2을 H2O( g)로 만드는 데 필요한 에너지는 약 2.4 kJ1m44/18 kJ2이다.21 통열량계로 연소열을 구하려고 할 때 통열량계에서 물질의 연소로 발생한 열은 물과 열량계에 흡수된다. 따라서 나프탈렌이 완전 연소할 때 발생하는 열은 물과 열량계가 흡수한 열량과 같다. 이때 물이 흡수한 열량(Q)=물의 질량\물의 비열\온도 변화이므로 실험에서 측정한 값 이외에도 물의 비열과 물의 처음 온도를 알아야 한다. 또 열량계가 얻은 열량을 구하기 위해서는 열량계의 열용량을 조사해야 하며, 나프탈렌의 분자량을 조사해야 나프탈렌 2 g의 몰수를 구해, 1몰이 완전 연소할 때 발생하는 열량을 구할 수 있다. 이때 나프탈렌의 비열은 필요한 자료가 아니다. 22 ㄱ. 질산 암모늄이 용해될 때 용액의 온도가 낮아지는 것으로 보아 질산 암모늄의 용해 과정은 흡열 반응이다. 따라서 계의 엔탈피는 증가한다.바로알기ㄴ. 질산 암모늄의 용해 과정은 흡열 과정이므로 넣어준 질산 암모늄이 모두 녹지 않은 경우 흡수한 열량이 작아지므로 측정된 수용액의 최저 온도(t2)는 높아진다.ㄷ. 질산 암모늄 8 g이 물에 용해될 때 흡수한 열량은 다음과 같다.Q=용액의 비열(c)\용액의 질량(m)\온도 변화(Δt)=4 J/g·*C\100 g\(23.8-17.3) *C=2600 J=2.6 kJ질산 암모늄 8 g은 0.1몰1=8/80(몰)2이므로 1몰의 질산 암모늄이 물에 용해될 때 흡수하는 열량은 26 kJ이다.23 1몰의 N2O4( g)가 분해되어 NO2( g)로 될 때 57.2 kJ의 열이 흡수되므로 N2O4( g)의 분해 반응을 열화학 반응식으로 나타낼 때 N2O4( g) 앞의 계수는 1, ΔH의 부호는 (+)값이 되게 한다.●모범 답안●N2O4( g) ?@A 2NO2( g) ΔH=57.2 kJ채점 기준배점물질의 상태를 포함하여 열화학 반응식을 옳게 나타낸 경우100 %열화학 반응식에서 물질의 상태만 틀린 경우50 %열화학 반응식에서 반응 엔탈피의 부호만 틀린 경우②, ③ 연소열, 중화열 등과 같은 반응열은 물질 1몰을 기준으로 한다. 연소열은 어떤 물질 1몰이 완전 연소할 때 발생하는 열량이고, 중화열은 산과 염기가 중화 반응하여 H2O(l) 1몰이 생성될 때 방출되는 열량이다.⑤ 어떤 물질 1몰이 성분 원소의 가장 안정한 홑원소 물질로 분해될 때의 반응열을 분해열이라고 한다. 같은 원소로 이루어진 동소체는 가지고 있는 에너지가 서로 다르므로 분해되어 생성되는 홑원소 물질은 에너지가 가장 낮은 안정한 상태의 홑원소 물질이어야 한다.바로알기④ 홑원소 물질에 동소체가 있는 경우 표준 상태에서 가장 안정한 원소의 표준 생성 엔탈피가 0이다.18 ㄱ. ΔH1은 H2SO4(l) 1몰이 물에 용해될 때의 반응열(ΔH)이므로 H2SO4(l)의 용해열(ΔH)이다.ㄴ. ΔH2는 NO( g) 1몰이 성분 원소인 N2( g)와 O2( g)로 분해될 때의 반응열(ΔH)이므로 NO( g)의 분해열(ΔH)이다.ㄷ. ΔH3는 성분 원소인 N2( g)와 H2( g)가 반응하여 NH3( g) 1몰을 생성할 때의 반응열(ΔH)이므로 NH3( g)의 생성열(ΔH)이다.ㄹ. ΔH4는 CH3OH(l) 1몰이 연소하여 CO2( g)와 H2O(l)로 될 때의 반응열(ΔH)이므로 CH3OH(l)의 연소열(ΔH)이다.19 ㄱ. (가)에서 C(s) 1몰이 완전 연소할 때의 반응 엔탈피가 ΔH1이므로 C(s)의 연소 엔탈피는 ΔH1이다.ㄴ. (나)에서 CO( g) 2몰이 생성될 때의 반응 엔탈피가 ΔH2이므로 CO( g) 1몰이 생성될 때의 생성 엔탈피는 ΔH22이다.바로알기ㄷ. CO( g) 2몰이 연소하여 CO2( g)로 될 때의 반응 엔탈피가 ΔH3이므로 CO( g) 1몰이 연소하여 CO2( g)로 될 때의 연소 엔탈피는 ΔH32이다.문제 분석하기20엔탈피반응 경로H2O(l)H2O(g)285.8 kJ241.8 kJ21O2(g)H2(g)+수소와 산소가 반응하여 액체 상태의 물 1몰이 생성될 때 285.8 kJ의 열이 방출되므로 물의 생성열(ΔH)은 -285.8 kJ/mol이다.(②)수소와 산소가 반응하여 수증기 1몰이 생성될 때 241.8 kJ의 열이 방출된다.수증기 1몰의 에너지가 물 1몰보다 44.0 kJ만큼 더 크다.같은 물질이라도 상태에 따라 가지고 있는 에너지의 양이 다르다.(⑤)정답친해(화Ⅱ)_2-1단원(40~56).indd 4414. 10. 28. 오후 5:32 Ⅱ. 물질 변화와 에너지04524●모범 답안●메탄올의 연소 반응에서 발생한 열량은 물이 흡수한 열량과 같다. 따라서 0.4 g의 CH3OH(l)이 모두 완전 연소하였을 때 발생한 열량은 다음과 같다.열량=(물의 비열)\(물의 질량)\(물의 온도 변화) =4.2 J/g·*C\200 g\(35-25) *C=8400 J=8.4 kJCH3OH의 분자량은 32이므로 0.4 g의 CH3OH(l)은 0.432=0.0125(몰)이다. 따라서 0.0125몰의 CH3OH(l)이 완전 연소할 때 발생하는 열량이 8.4 kJ이고, 1몰의 CH3OH(l)이 완전 연소할 때 발생하는 열량은 8.4 kJ\ 80 =672 kJ이다. 즉, CH3OH(l) 1몰이 완전 연소할 때 672 kJ의 열이 방출된다.채점 기준배점1몰의 CH3OH(l)이 완전 연소할 때 발생한 열량을 풀이 과정과 함께 옳게 설명한 경우100 %풀이 과정 없이 1몰의 CH3OH(l)이 완전 연소할 때 발생한 열량만 옳게 구한 경우70 %0.4 g의 CH3OH(l)이 완전 연소할 때 발생한 열량을 풀이 과정과 함께 옳게 설명한 경우50 %135 쪽완자쌤 강의유제 -1368 kJ1 ⑴ 헤스 법칙에 따르면 화학 반응에서 반응물의 종류와 상태 및 생성물의 종류와 상태가 같으면 반응 경로에 관계없이 출입하는 열량의 총합은 일정하다.⑵ 원자 사이의 결합을 끊기 위해서는 항상 에너지가 필요하므로 결합을 끊는 과정에서 엔탈피 변화(ΔH)는 항상 0보다 크다.⑶ 반응 엔탈피(ΔH)=(반응물의 결합 에너지 합)-(생성물의 결합 에너지 합)이므로 반응물의 결합 에너지 합이 생성물의 결합 에너지 합보다 크면 ΔH>0이 되므로 이 반응은 흡열 반응이다.2 구하고자 하는 열화학 반응식을 (가), 주어진 열화학 반응식을 각각 ①과 ②식으로 다음과 같이 나타낸다.2A( g) + 2B( g) 3E( g) ΔH (가)A( g) + B( g) C( g) + D( g) ΔH1 ①2C( g) + 2D( g) 3E( g) ΔH2 ②1 (가)와 ①식의 A( g)는 모두 반응물이므로 (+)부호이며, 계수가 다르므로 구하려는 반응식에 맞춰 2를 곱하면 ΔH=2ΔH1이 된다.2 (가)와 ①식의 E( g)는 모두 생성물이므로 (+)부호이며, 계수가 3으로 같으므로 ΔH=2ΔH1+ΔH2가 된다.3 ΔH =반응물의 결합 에너지 합-생성물의 결합 에너지 합=(4\C-H 결합 에너지+2\O=O 결합 에너지) -(2\C=O 결합 에너지+2\2\O-H 결합 에너지)=(4\413.6 kJ+2\498.6 kJ) -(2\804.5 kJ+2\2\463.4 kJ)=-811.0 kJ4 ⑴ 반응 전후 에너지의 총량은 변하지 않으므로 계가 얻은 에너지는 주위가 잃은 에너지와 같고, 계가 잃은 에너지는 주위가 얻은 에너지와 같다.⑵ 에너지는 다른 형태로 전환될 뿐 새로 생성되거나 소멸되지 않고 에너지의 총합은 일정하게 유지된다. 따라서 어떤 변화가 일어날 때 에너지의 형태가 전환되더라도 전체 에너지는 항상 일정하다.유제 1 (가)의 C2H5OH(l)은 반응물, ㉠의 C2H5OH(l)은 생성물이므로 (-)부호를 붙이며, (가)와 ㉠에서 C2H5OH(l)의 계수가 1로 같으므로 ΔH=-ΔH1이 된다.2 (가)와 ㉡의 CO2( g)는 모두 생성물이므로 (+)부호를 붙이며, (가)와 ㉡의 CO2( g)에서 계수가 서로 다르므로 (가)의 CO2( g)에 맞추어 2를 곱하면 ΔH=-ΔH1+2DH2가 된다.3 (가)와 ㉢의 H2O(l)은 모두 생성물이므로 (+)부호를 붙이며, (가)와 ㉢에서 H2O(l)의 계수가 서로 다르므로 (가)의 H2O(l)에 맞추어 3을 곱하면 ΔH=-ΔH1+2ΔH2+3ΔH3가 된다.따라서 (가)의 반응열(ΔH)은 다음과 같다.ΔH =-ΔH1+2ΔH2+3ΔH3 =-(-278 kJ)+2\(-394 kJ)+3\(-286 kJ) =-1368 kJ02헤스 법칙과 결합 에너지개념 확인 문제136쪽1 헤스 2 생성물, 반응물 3 반응, 생성 4 흡수, 방출 5 결합 에너지 6 반응, 생성 7 보존 A / B 1 ⑴ ◯ ⑵ ◯ ⑶ \ 2 2ΔH1+ΔH2 3 -811.0 kJ C 4 ⑴ ◯ ⑵ ◯ 정답친해(화Ⅱ)_2-1단원(40~56).indd 4514. 10. 28. 오후 5:32046정답친해(가)식은 (나)식과 (다)식의 합이다. 따라서 반응 엔탈피는 ΔH1 =ΔH2+ΔH3이고, ΔH2로 정리하면 ΔH2=ΔH1-ΔH3이다. 즉 ΔH2=(-395 kJ)-(-98 kJ)=-297 kJ이다.1 -2(다)식이 SO2( g) + 1/2O2( g) SO3( g) ΔH3이므로 2\(다)식은 2SO2( g) + O2( g) 2SO3( g) 2ΔH3이다. 따라서 2SO2( g) + O2( g) 2SO3( g) 반응의 반응 엔탈피는 2\(-98 kJ)=-196 kJ이다.1 -3⑴ (가)는 홑원소 물질인 S(s)과 O2( g)로부터 SO3( g) 1몰이 생성될 때의 변화이므로 ΔH1은 SO3( g)의 생성열(ΔH)이다. 따라서 SO3( g)의 생성열(ΔH)은 -395 kJ/mol이다.⑵ 분해열(ΔH)은 생성열과 크기가 같고 부호가 반대이므로 SO3( g)의 분해열(ΔH)은 395 kJ/mol이다.⑶ (나)는 S(s) + O2( g) SO2( g) 반응이며, 이 반응의 반응 엔탈피는 ΔH2와 같다. ΔH2는 -297 kJ이다.2 -1결합 에너지가 클수록 결합을 끊는 데 필요한 에너지가 더 크다.2 -2N2( g), H2( g), NH3( g)의 결합은 다음과 같다. N≡N H-H H-N-H | H⑴ N2( g)의 결합 에너지는 946.9 kJ/mol이다.⑵ H2( g)의 결합 에너지는 435.8 kJ/mol이다.⑶ NH3( g)의 결합 에너지는 3\N-H의 결합 에너지와 같다.즉 NH3( g)의 결합 에너지는 3\391.8=1175.4(kJ/mol)이다.2 -3N2( g) + 3H2( g) 2NH3( g) 반응의 반응 엔탈피는 다음과 같다.ΔH =반응물의 결합 에너지 합-생성물의 결합 에너지 합 = {N≡N 결합 에너지+3\H-H 결합 에너지} -{2\(3\N-H 결합 에너지)} =(946.9+3\435.8)-(2\1175.4)=-96.5(kJ) 2 -42H2( g) + O2( g) 2H2O( g) 반응의 반응 엔탈피는 다음과 같다. ΔH= {(2\H-H 결합 에너지)+(O=O 결합 에너지)} -{2\(2\O-H 결합 에너지)} =(2\435.8+498.6)-(4\O-H 결합 에너지) =1370.2-(4\O-H 결합 에너지)=-483.6(kJ)따라서 O-H의 결합 에너지는 463.45 mol/kJ이다.01 구하고자 하는 열화학 반응식을 (가), 주어진 열화학 반응식을 각각 ①￣③식으로 나타낸다.C2H5OH(l) + 3O2( g) 2CO2( g) + 3H2O(l) ΔH.c3 (가)H2( g) +1/2O2( g) H2O(l) ΔH1=x ·.c3.c3.c3.c3.c3.c3 ①C(s)+O2( g) CO2( g) ΔH2=y ··.c3.c3.c3.c3.c3.c3.c3.c3 ②2C(s)+3H2( g)+1/2O2( g) C2H5OH(l) ΔH3=z .c3 ③1 (가)의 C2H5OH(l)은 반응물, ③식의 C2H5OH(l)은 생성물이므로 (-)부호이며, 계수가 1로 같다.➡ ΔH=-ΔH32 (가)와 ②식의 CO2( g)는 모두 생성물이므로 (+)부호이며, 계수가 다르므로 구하려는 반응식에 맞춰 2를 곱한다.➡ ΔH=-ΔH3 + 2ΔH23 (가)와 ①식의 H2O(l)은 모두 생성물이므로 (+)부호이며, 계수가 다르므로 구하려는 반응식에 맞춰 3을 곱한다.➡ ΔH=-ΔH3+2ΔH2+3ΔH1=3ΔH1+2ΔH2-ΔH3따라서 x, y, z로 나타내면 3x+2y-z이다.1개의 N≡N 결합1개의 H-H 결합3개의 N-H 결합문제 분석하기1 -1S(s)엔탈피23O2(g)+SO2(g)21O2(g)+SO3(g)(다)H3=-98 kJ(나)H2(가)H1=-395 kJS(s)+3/2O2(g) SO3(g) ΔH1 SO2(g)+1/2O2(g) SO3(g) ΔH3 S(s)+O2(g) SO2(g) ΔH2내신 만점 문제01 3x+2y-z 02 ④ 03 ② 04 ② 05 C2H4( g)+3O2( g) 2CO2( g) + 2H2O(l) ΔH=-1412 kJ 06 141.2 kJ 07 ③ 08 151.3 kJ/mol 09 ③ 10 ② 11 ② 12 ⑤ 13 해설 참조 138~140쪽대.표.자.료1 1 -297 kJ 2 -196 kJ 3 ⑴ ◯ ⑵ ◯ ⑶ \대.표.자.료2 1 N≡N 2 ⑴ 946.9 kJ/mol ⑵ 435.8 kJ/mol ⑶ 1175.4 kJ/mol 3 -96.5 kJ 4 463.45 kJ/mol대표 자료 분석137쪽정답친해(화Ⅱ)_2-1단원(40~56).indd 4614. 10. 28. 오후 5:32 Ⅱ. 물질 변화와 에너지04702 C(s)가 연소하여 CO2( g)로 되는 반응은 C(s)가 CO( g)로 된 다음, CO( g)가 CO2( g)로 되는 두 반응의 합과 같다.C(s)+1/2O2( g) CO( g) ΔH1CO( g)+1/2 O2( g) CO2( g) ΔH2+* i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i ii i i i iii C(s)+O2( g) CO2( g) ΔH1+ΔH2C(s)의 연소 반응은 발열 반응이므로 ΔH<0, Q>0이다. 따라서 C(s) 1몰이 완전 연소할 때 방출하는 열(Q)은 -(ΔH1+ΔH2)이고, C(s) 1몰은 12 g이므로 C(s) 1 g1=1/12몰2이 완전 연소 할 때 방출하는 열(Q)은 -(ΔH1+ΔH2)12이다.ㄷ. C2H2( g) + 2H2( g) C2H6( g) ΔH를 (가)라 하면,1 (가)와 ①식의 C2H6( g)은 모두 생성물이므로 (+)부호이며, 계수가 1로 같다. ➡ ΔH=ΔH12 (가)의 C2H2( g)은 반응물이고, ②식의 C2H2( g)은 생성물이므로 (-)부호이며, 계수가 1로 같다. ➡ ΔH=ΔH1-ΔH2바로알기ㄴ. C2H2( g)의 생성 반응은 흡열 반응이므로 반응이 일어나면서 주위에서 열을 흡수하여 주위의 온도가 낮아진다.ㄷ. ①식의 반응물 H2( g)의 계수를 1로 맞추기 위해 1①식\1/22을 하고 ②식을 더해 주면,H2( g) + NO( g) 1/2N2( g) + H2O( g)를 얻을 수 있다.따라서 이 반응의 반응 엔탈피는 -1/2E1+(-E2)=-11/2E1+E22이다.바로알기ㄱ. H2O( g) 1몰의 생성 반응은H2( g) + 1/2O2( g) H2O( g)이므로 1③식\1/22로 구할 수있다. ③식의 반응 엔탈피는 -(E1+E2)이므로 H2O( g)의 생성 엔탈피는 -1/2(E1+E2)이다.ㄴ. NO( g) 1몰의 생성 반응은 1/2N2( g) + 1/2O2( g) NO( g)이므로 1②식의 역반응\1/22로 구할 수 있다. ②식의 반응 엔탈피가 -E2이므로 NO( g)의 생성 엔탈피는 1/2E2이다.05 C2H4( g)이 연소하는 반응의 화학 반응식은C2H4( g) + 3O2( g) 2CO2( g) + 2H2O(l)이다.반응 엔탈피는 생성물과 반응물의 표준 생성 엔탈피 차로 구할 수 있다. 또한 가장 안정한 홑원소 물질의 표준 생성 엔탈피는 0이므로 이 반응의 반응 엔탈피는 다음과 같다.ΔH ={2ΔHf*(CO2)+2ΔHf*(H2O)}-{ΔHf*(C2H4)} =2\(-394 kJ)+2\(-286 kJ)-(52 kJ)=-1412 kJ따라서 완성된 열화학 반응식은C2H4( g)+3O2( g) 2CO2( g)+2H2O(l)ΔH=-1412 kJ이다.06 C2H4( g) 1몰이 완전 연소할 때 1412 kJ의 열이 방출되므 로 C2H4( g) 2.8 g1=2.828=0.1(몰)2이 완전 연소할 때 141.2 kJ의 열이 방출된다.문제 분석하기•2C(s) + 3H2( g) C2H6( g) ΔH1=-85 kJ .c3.c3 ①•2C(s) + H2( g) C2H2( g) ΔH2=227 kJ .c3.c3 ②03C2H6( g)의 생성 반응ΔH<0이므로 발열 반응(ㄱ)C2H2( g)의 생성 반응 ΔH>0이므로 흡열 반응문제 분석하기04엔탈피E1E22H2(g)+N2(g)+2O2(g)2H2O(g)+2NO(g)2H2O(g)+N2(g)+O2(g)2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) .c3 ③ΔH=-(E1+E2)2NO(g) N2(g)+O2(g) .c3 ② ΔH=-E22H2(g)+N2(g)+2O2(g) 2H2O(g)+2NO(g) .c3 ① ΔH=-E1문제 분석하기07’H3’H1’H2’H4C2H4(g)+3O2(g)엔탈피2C(s, 흑연)+2H2(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2(g)+O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)2C(s, 흑연)+2H2(g) C2H4(g) ΔH32H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ΔH2C2H4(g)+3O2(g) 2CO2(g)+2H2O(l) DH42C(s, 흑연)+2O2(g) 2CO2(g) DH1C2H4(g)의 연소 반응정답친해(화Ⅱ)_2-1단원(40~56).indd 4714. 10. 28. 오후 5:32048정답친해ㄱ. 생성 엔탈피는 어떤 물질 1몰이 그 성분 홑원소 물질로부터 생성될 때의 반응 엔탈피이다. 따라서 C2H4( g)의 생성 엔탈피는 C(s, 흑연)와 H2( g)가 반응하여 C2H4( g)이 생성될 때의 반응 엔탈피이므로 이 반응의 반응 엔탈피는 DH3이다.ㄷ. C2H4( g) 1몰이 완전 연소할 때의 반응 엔탈피가 ΔH4이므로 C2H4( g) 7 g1=1/4몰2이 완전 연소할 때의 반응 엔탈피는 1/4ΔH4이다.바로알기ㄴ. C(s, 흑연)의 연소 엔탈피는 흑연 1몰이 완전 연소할 때의 반응 엔탈피이므로 C(s, 흑연)+O2( g) CO2( g)반응의 반응 엔탈피는 ΔH12 이다.주어진 그림에서 ΔH4=-ΔH3+ΔH1+ΔH2이므로 ΔH1에 대해 정리하면 ΔH1=-ΔH2+ΔH3+ΔH4이다. 따라서 C(s, 흑연)의 연소 엔탈피는 ΔH12=-ΔH2+ΔH3+ΔH42 이다.08 H2( g) + I2( g) 2HI( g) 반응에서 ΔH=-12.1 kJ이다.ΔH=(반응물의 결합 에너지 합)-(생성물의 결합 에너지 합) = {(H-H 결합 에너지)+(I-I 결합 에너지)} -(2\H-I 결합 에너지) =435.8+(I-I 결합 에너지)-(2\299.6) =-12.1(kJ)∴ I-I 결합 에너지=151.3 kJ/molㄱ. 1몰의 H-H 결합을 끊는 과정은 에너지를 흡수하는 흡열 과정이다. 따라서 ΔH1은 0보다 크다.바로알기ㄷ. HCl( g) 2몰이 H2( g) 1몰과 Cl2( g) 1몰로부터 생성될 때의 반응은 H2( g) + Cl2( g) 2HCl( g)이다. H2( g) 2H( g) ΔH1Cl2( g) 2Cl( g) ΔH2 2H( g) + 2Cl( g) 2HCl( g) ΔH3+* i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i ii i i i i i i i i i i i i ii ii i iH2( g) + Cl2( g) 2HCl( g) ΔH1+ΔH2+ΔH3H2( g) 1몰과 Cl2( g) 1몰로부터 HCl( g) 2몰이 생성될 때의 반응엔탈피는 ΔH1+ΔH2+ΔH3이므로 HCl( g) 1몰이 생성될 때의 반응 엔탈피, 즉 HCl( g)의 생성 엔탈피는 1/2(ΔH1+ΔH2+ ΔH3)이다. 바로알기ㄱ. H2( g) 2몰이 4H( g)로 될 때 872 kJ의 에너지를 필요로 하므로 H2( g) 1몰이 2H( g)로 되는 데 필요한 에너지는 872 kJ2=436 kJ이다. 즉, H-H 결합 에너지는 436 kJ/mol 이다. O2( g) 1몰이 2O( g)로 될 때 499 kJ의 에너지를 필요로 한다. 즉, O=O 결합 에너지는 499 kJ/mol이다. 따라서 결합 에너지는 H-H가 O=O보다 작다. 문제 분석하기단계별 반응의 열화학 반응식은 다음과 같다.•H2( g) 2H( g) ΔH1•Cl2( g) 2Cl( g) ΔH2 •2H( g) + 2Cl( g) 2HCl( g) ΔH309’H1H2(g)2HCl(g)’H2’H3Cl2(g)2H(g)2Cl(g)2H(g)+2Cl(g) 2HCl(g) 반응의 반응 엔탈피는 ΔH3이다.1몰의 H-H 결합이 끊어질 때 필요한 에너지➡ ΔH1=H-H의 결합 에너지1몰의 Cl-Cl 결합이 끊어질 때 필요한 에너지 ➡ ΔH2=Cl-Cl의 결합 에너지(ㄴ)문제 분석하기10499 kJ872 kJ484 kJ88 kJ4H(g)+2O(g)4H(g)+O2(g)2H2(g)+O2(g)2H2O(g)2H2O(l)엔탈피O2(g) 2O(g)로 될 때 499 kJ의 에너지를 흡수한다. ➡ O=O의 결합 에너지=499 kJ/mol2H2(g) 4H(g)로 될 때 872 kJ의 에너지를 흡수한다. ➡ H-H의 결합 에너지=436 kJ/mol2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) ➡ H2O(l)의 생성열(ΔH)=-286 kJ/mol(ㄷ)2H2O(l) 2H2O(g) ➡ H2O(l)의 기화열(ΔH)=44 kJ/mol(ㄴ)문제 분석하기11’H엔탈피H2N2NNH3H(나)(가)2N(g)와 6H(g)가 결합하여 2NH3(g)로 된다.➡ 결합이 생성되므로 에너지를 방출한다.N2(g)와 3H2(g)가 반응하여 2NH3(g)가 될 때 에너지를 방출한다. ➡ ΔH<0인 발열 반응이다.N2(g)와 3H2(g)가 결합이 끊어져 2N(g)와 6H(g)로 된다. ➡ 결합이 끊어지므로 에너지를 흡수한다.정답친해(화Ⅱ)_2-1단원(40~56).indd 4814. 10. 28. 오후 5:32 Ⅱ. 물질 변화와 에너지049ㄱ. 발열 반응이 일어나면 주위의 온도가 높아진다.ㄴ. 반응 엔탈피=(반응물의 결합 에너지 합-생성물의 결합 에너지 합)이므로 ΔH=(DN≡N+3\DH-H)-(6\DN-H)이다.바로알기ㄷ. 반응 엔탈피=(반응물의 결합 에너지 합-생성물의 결합 에너지 합)이며, ΔH<0이므로 반응물의 결합 에너지 합은 생성물의 결합 에너지 합보다 작다.12 ㄱ. 메테인(CH4( g))의 연소 반응은 발열 반응이므로 반응물인 CH4( g)+2O2( g)의 에너지는 생성물인 CO2( g)+2H2O( l)의 에너지보다 E만큼 더 크다.ㄴ. 화학 반응에서 에너지 총합은 항상 일정하므로 주위는 CH4( g)이 연소할 때 방출한 E만큼의 에너지를 얻는다.ㄷ. 반응이 일어날 때 주위로 방출한 열에너지는 물질이 가지고 있던 화학 에너지가 열에너지로 전환된 것이다.13 반응물은 4개의 C-H 결합과 2개의 O=O 결합을 포함하며, 생성물은 2개의 C=O 결합과 4개의 O-H 결합을 포함한다.●모범 답안●반응 엔탈피는 반응물의 결합 에너지 합에서 생성물의 결합 에너지 합을 뺀 값이다.ΔH= (4\C-H 결합 에너지+2\O=O 결합 에너지) -(2\C=O 결합 에너지+4\O-H 결합 에너지) =(4\414 kJ+2\499 kJ)-(2\805 kJ+4\463 kJ) =-808 kJ채점 기준배점풀이 과정을 옳게 쓰고, 답을 옳게 구한 경우100 %풀이 과정 없이 답만 옳게 구한 경우70 %01 ③ 반응 엔탈피(ΔH)=(생성물의 엔탈피 합)-(반응물의 엔탈피 합)이고 생성물인 C가 반응물인 A+B보다 엔탈피 합이 작으므로 ΔH<0이다.바로알기①, ②, ⑤ 반응물이 생성물보다 에너지의 총 함량이 크므로 반응이 일어날 때 Q만큼 주위로 열을 방출하여 주위의 온도가 높아진다.④ 생성물이 반응물보다 에너지 면에서 더 안정하다.ㄱ. 철이 산화되어 산화 철이 될 때 열을 방출한다. ➡ 발열 반응ㄹ. 얼음집 내부에 물을 뿌리면 물이 얼어 얼음이 되면서 열(응고열)을 방출하므로 따뜻해진다. ➡ 발열 반응바로알기ㄴ. 염화 암모늄이 물에 용해될 때 열을 흡수하므로 용액의 온도가 내려가 용액이 차가워진다. ➡ 흡열 반응ㄷ. 알코올이 증발할 때 열을 흡수하므로 손등이 시원하게 느껴진다. ➡ 흡열 반응03 C2H2( g)의 분자량은 26이므로 C2H2( g) 26 g(=1몰)이 완전 연소할 때 1300 kJ의 열이 방출된다. 따라서 C2H2( g) 13 g1=0.5몰2이 완전 연소하면 650 kJ1=1300 kJ22의 열이 방출된다.04 숯 0.5 g이 연소할 때 발생한 열은 물과 열량계가 모두 흡수하므로 발생한 열량은 다음과 같다.발생한 열량 = (물의 비열\물의 질량\온도 변화) +(열량계의 열용량\온도 변화) = (4.2 J/g·*C\800 g\3.9 *C) +(840 J/ *C\3.9 *C) =16380 J숯(C) 1몰은 12 g이므로, 숯 1몰이 연소할 때 발생하는 열량은 16380 J\24=393120 Jm393 kJ이다. 따라서 숯이 연소될 때의 열화학 반응식은 다음과 같이 나타낼 수 있다.C(s) + O2( g) CO2( g) ΔH=-393 kJ숯이 완전 연소되면 생성물은 일산화 탄소(CO)가 아니라 이산화 탄소(CO2)가 생성된다.중단원 마무리 문제142~146쪽01 ③ 02 ② 03 650 kJ 04 ⑤ 05 ② 06 ⑤ 07 ③ 08 ① 09 ④ 10 95.4 kJ 11 ② 12 ② 13 3(a-b+c-d) 14 ⑤ 15 ③ 16 ④ 17 ③ 18 ③ 19 ⑤ 20 ④1 > 2 < 3 반응열 4 엔탈피 5 반대 6 연소열 7 생성열 8 분해열 9 중화열 10 용해열 11 비열 12 일정 13 ΔH2+ΔH3 14 반응물 15 생성물 16 일정중단원 핵심 정리141쪽문제 분석하기02엔탈피81.9 kJH2SO4(l)+H2O(l)H2SO4(aq)반응물생성물반응물보다 생성물의 에너지 총합이 더 작다. ➡ 열을 방출하는 발열 반응이다.정답친해(화Ⅱ)_2-1단원(40~56).indd 4914. 10. 28. 오후 5:32050정답친해05 ㄷ. 생성열은 어떤 물질 1몰이 그 성분 원소의 가장 안정한 홑원소 물질로부터 생성될 때 흡수 또는 방출되는 열량으로, NO2( g)의 생성열(DH)은 1/2N2( g) + O2( g) NO2( g) 반응의 반응열(DH)이다. N2( g) + O2( g) 2NO( g) DH12NO( g)+ O2( g) 2NO2( g) DH2+8 i ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii ii iiii iiii N2( g) + 2O2( g) 2NO2( g) DH1 + DH22몰의 NO2( g)가 생성될 때 180.6 kJ+(-114.2 kJ)=66.4 kJ의 열을 흡수하므로 1몰의 NO2( g)가 생성될 때 33.2 kJ 1=66.4 kJ22의 열이 흡수된다. 따라서 NO2( g)의 생성열(ΔH) 은 33.2 kJ/mol이다.바로알기ㄱ. 첫 번째 반응은 2몰의 NO( g)가 NO( g)를 구성하는 가장 안정한 홑원소 물질인 N2( g)와 O2( g)로부터 생성되는 반응으로, 2몰의 NO( g)가 생성될 때 180.6 kJ의 열을 흡수한다. 따라서 1몰의 NO( g)가 생성될 때는 90.3 kJ의 열을 흡수하므로 NO( g)의 생성열(ΔH)은 90.3 kJ/mol이다. 따라서 NO( g) 1몰의 엔탈피는 N2( g) 1몰과 O2( g) 1몰의 엔탈피 합보다 90.3 kJ 만큼 더 크다. 즉 이 반응에서 생성물의 엔탈피가 반응물의 엔탈피 합보다 90.3 kJ 만큼 더 크다는 것을 의미할 뿐 NO( g)가 가진 엔탈피는 알 수 없다.ㄴ. 분해열(ΔH)은 생성열과 크기가 같고 부호가 반대이다. NO( g)의 생성열(ΔH)이 90.3 kJ이므로 NO( g)의 분해열(ΔH)은 -90.3 kJ이다.06 ㄱ. 나프탈렌(C10H8(s))의 연소 반응은 반응 엔탈피가 0보다 작으므로 발열 반응이다. 발열 반응에서 반응물의 엔탈피 합은 생성물의 엔탈피 합보다 5157 kJ 만큼 더 크다.ㄴ. C10H8(s) 1몰이 완전 연소할 때 5157 kJ의 열이 방출되므로 C10H8(s)의 연소 엔탈피는 -5157 kJ/mol이다.ㄷ. C10H8(s)의 연소 반응에서 반응 엔탈피는 -5157 kJ이다. ΔH를 표준 생성 엔탈피와 관련된 식으로 나타내면 다음 관계식이 성립한다.ΔH= (생성물의 표준 생성 엔탈피 합)-(반응물의 표준 생성 엔탈피 합) = {(10\CO2( g)의 표준 생성 엔탈피)+(4\H2O(l)의 표준 생성 엔탈피)}-{(C10H8(s)의 표준 생성 엔탈피)+(12\ O2( g)의 표준 생성 엔탈피)} = {10\(-394)+4\(-286)}-{C10H8(s)의 표준 생성 엔탈피+12\O2( g)의 표준 생성 엔탈피)=-5157(kJ)이때 O2( g)의 표준 생성 엔탈피는 0이므로 C10H8(s)의 표준 생성 엔탈피는 73 kJ/mol이다.ㄱ. 연소열(ΔH)은 항상 0보다 작다. 따라서 ΔH1은 0보다 작다. 25 *C, 1기압에서 성분 원소로부터 물질 1몰이 생성될 때의 엔탈피 변화를 표준 생성열(표준 생성 엔탈피)이라고 하며, H2( g)의 표준 생성열(ΔH)은 0이므로 ΔH2는 0이다. 따라서 ΔH10이다. 즉, DH=(반응물의 결합 에너지 합)-(생성물의 결합 에너지 합)>0이므로 반응물의 결합 에너지 합이 생성물의 결합 에너지 합보다 크다.바로알기ㄷ. 반응 엔탈피=(반응물의 결합 에너지 합)- (생성물의 결합 에너지 합)이므로 (a-b) kJ이다.19 ㄱ. 결합 에너지는 기체 상태의 두 원자 사이의 공유 결합 1몰을 끊는 데 필요한 에너지로 결합 에너지가 클수록 결합의 세기가 세다. 따라서 결합 에너지가 큰 O2( g)가 F2( g)보다 결합의 세기가 세다.ㄴ. 같은 원자 간 결합에서 결합의 수가 많을수록 결합의 세기가 세다. 탄소 간 결합에서 결합의 세기는 2중 결합이 단일 결합보다 세고, 3중 결합보다 약하다. 따라서 C=C의 결합 에너지는 C-C의 결합 에너지보다 크고, C≡C의 결합 에너지보다 작다.ㄷ. 반응물과 생성물이 모두 기체 상태의 물질일 때 반응 엔탈피DH=(반응물의 결합 에너지의 합)-(생성물의 결합 에너지의 합)과 같다. 따라서DH= {(F-F의 결합 에너지)+(1/2\O=O의 결합 에너지)} -{(2\O-F의 결합 에너지)} =1159+1/2\4982-(2\180)=48(kJ)이다.20 ㄴ. 표준 생성 엔탈피는 25 *C, 1기압에서 가장 안정한 성분 원소로부터 물질 1몰이 생성될 때의 엔탈피 변화로, 표준 생성 엔탈피를 이용하여 반응 엔탈피를 구할 수 있다. 반응 엔탈피=(생성물의 표준 생성 엔탈피 합) -(반응물의 표준 생성 엔탈피 합)(나) 반응에서 반응 엔탈피 DH2는 다음과 같다.DH2=(생성물의 표준 생성 엔탈피 합) -(반응물의 표준 생성 엔탈피 합)➡ DH2는 생성물과 반응물의 표준 생성 엔탈피 차와 같고 (나)에서 DH2<0이므로 생성물의 표준 생성 엔탈피 합은 반응물의 표준 생성 엔탈피 합보다 |DH2|만큼 더 작다.ㄷ. 반응물과 생성물이 모두 기체 상태일 때 결합 에너지를 이용하여 반응 엔탈피를 구할 수 있다.반응 엔탈피=(반응물의 결합 에너지 합)-(생성물의 결합 에너지 합)이므로 (다) 반응에서 반응 엔탈피는 다음과 같다.DH3=(반응물의 결합 에너지 합) -(생성물의 결합 에너지 합)따라서 생성물의 결합 에너지 합과 반응물의 결합 에너지 합의 차는 |DH3|이다.바로알기ㄱ. (가) 반응은 반응 엔탈피가 0보다 크므로 흡열 반응이며, 흡열 반응에서의 에너지 총합은 생성물이 반응물보다 더 크다.1 ㄱ. 0.6 g의 탄소 가루가 완전 연소될 때 발생한 열량은 열량계가 흡수한 열량과 같다.열량(kJ)=열량계의 열용량(kJ/*C)\온도 변화(*C) =40 kJ/*C\(23.7-23.2) *C=20 kJ0.6 g의 탄소 가루가 완전 연소될 때 20 kJ의 열이 방출된다.바로알기ㄴ. 과정 (다)에서 탄소 가루가 불완전 연소되면 발생하는 열량이 작아지므로 열량계의 최종 온도는 완전 연소되었을 때보다 낮게 측정된다. 따라서 탄소 가루가 불완전 연소되면 T2는 23.7 *C보다 낮게 측정된다. ㄷ. 탄소(C)의 연소 반응은 다음과 같다.C(s) + O2( g) CO2( g)반응 전 기체의 몰수가 O2( g) 1몰일 때 반응 후 기체의 몰수도 CO2( g) 1몰이므로 탄소가 연소할 때 기체의 전체 몰수는 반응 전과 반응 후가 같다. 수능 실전 문제1 ① 2 ④ 3 ② 4 ③ 5 ⑤ 6 ③ 7 ④ 8 ④ 9 ③ 10 ⑤ 11 ④ 12 ③149~151쪽문제 분석하기18엔탈피4A(g)+2B(g)2A2B(g)2A2(g)+B2(g)a kJb kJ'H반응물의 결합 에너지 합생성물의 결합 에너지 합반응물보다 생성물의 에너지가 총합이 큰 흡열 반응 ➡ 반응 엔탈피 DH=(a- b) kJ반응물생성물정답친해(화Ⅱ)_2-1단원(40~56).indd 5314. 10. 28. 오후 5:32054정답친해2 NaOH(s)의 용해열(DH)은 -45 kJ/mol이므로 1몰이 용해될 때 45 kJ의 열이 방출된다. NaOH(s) 8 g은 0.2몰이므로NaOH(s) 8 g이 용해될 때 9 kJ의 열이 방출된다.또, HCl(aq) + NaOH(aq) H2O(l) + NaCl(aq) 반응에서 0.2 M HCl 500 mL에는 HCl 0.1몰(=0.2 M\0.5 L)이 존재하므로 NaOH 0.2몰과 중화 반응하면 H2O 0.1몰이 생성된다. 중화열(DH)이 -56 kJ/mol이므로 중화 반응으로 H2O 0.1몰이 생성될 때 방출되는 열은 5.6 kJ이다. 따라서 발생하는 총 열량은 9 kJ+5.6 kJ=14.6 kJ이다.3 표에 주어진 자료에 대한 열화학 반응식을 ㉠￣㉤으로 나타내면 다음과 같다.•C(s) + O2( g) CO2( g) DHf*=a .c3 ㉠•H2( g) + 1/2O2( g) H2O(l) DHc*=d .c3 ㉡•C(s) + 1/2O2( g) CO( g) DHf*=b .c3 ㉢•C(s) + 2H2( g) CH4( g) DHf*=c .c3 ㉣•CH4( g) + 2O2( g) CO2( g)+2H2O(l) DHc*=e .c3 ㉤위 식들을 이용해서 ㉡+㉣-㉢을 하면CO( g) + 3H2( g) CH4( g) + H2O(l) DH=d＋c－b이다. 따라서 b, c, d만 알면 이 반응의 반응 엔탈피를 구할 수 있다.4 C(s, 흑연)과 C(s, 다이아몬드)의 연소 반응의 엔탈피 변화는 다음과 같다.ㄷ. 고체 상태의 물질이 승화되어 기체 상태로 될 때의 반응은 흡열 반응이다. C(s, 다이아몬드)의 엔탈피가 C(s, 흑연)보다 크므로 고체 상태의 두 물질이 각각 승화되어 C( g)로 될 때 엔탈피 변화(DH)는 C(s, 다이아몬드)가 C(s, 흑연)보다 작다.바로알기ㄱ. (가)와 (나)는 모두 탄소 원자(C)가 공유 결합으로 결정을 이룬 것으로, 모두 공유(원자) 결정이다. ㄴ. C(s, 흑연)과 C(s, 다이아몬드)의 연소 반응에서 생성물은 모두 CO2( g)로 같다. 또한 발열 반응인 연소 반응에서 방출되는 열의 크기가 C(s, 다이아몬드)가 C(s, 흑연)보다 큰 것으로 보아 물질의 엔탈피(H)는 C(s, 흑연)이 C(s, 다이아몬드)보다 작다.ㄷ. (가)에서 DH1-DH2=DH4이고, (나)에서 DH4=DH3-DH5이다. 따라서 DH2=DH1-DH3+DH5이다.ㄱ. 헤스 법칙에 따르면 반응물의 종류 및 상태와 생성물의 종류 및 상태가 같으면 반응 경로와 관계없이 출입하는 열량의 총합은 일정하다. 따라서 DH1+DH2-DH3=DH4이므로 DH3= DH1+DH2-DH4이다.ㄷ. 2C2H2( g) + 5O2( g) 4CO2( g) + 2H2O(l) DH4이므로 C2H2( g) 2몰(=26 g\2=52 g)이 완전 연소할 때의 반응 엔탈피는 DH4이다. 따라서 C2H2( g) 13 g1=0.5몰2이 완전 연소할 때의 반응 엔탈피는 DH44 이다.바로알기ㄴ. 주어진 그림에 나타난 H2O(l)의 생성 반응의 열화학 반응식은 2H2( g) + O2( g) 2H2O(l) DH2이다.H2O(l) 2몰이 생성될 때의 반응 엔탈피가 DH2이므로 H2O(l) 1몰이 생성될 때의 생성 엔탈피는 DH22이다.7 각각의 반응열(DH1￣DH5)에 해당하는 반응은 다음과 같다.C(s, 흑연) + O2( g) CO2( g) DH1 .c3.c3 ①CO( g) + 1/2O2( g) CO2( g) DH2 .c3.c3 ②C(다이아몬드)+O2(g)CO2(g)C(흑연)+O2(g)-395.4 kJ-393.5 kJ엔탈피반응 경로문제 분석하기6'H1'H3'H2'H42C2H2(g)+5O2(g)4C(s, 흑연)+2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2(g)+O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)엔탈피2C2H2(g)+5O2(g) 4CO2(g)+2H2O(l) DH4➡ C2H2(g) 2몰이 완전 연소할 때의 반응 엔탈피2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) DH2➡ H2O(l) 2몰이 생성될 때의 반응 엔탈피문제 분석하기5'H3'H1'H2'H4'H5C(s, 흑연)+O2(g)+H2(g)+ O2(g)C(s, 흑연)21CO(g)+H2(g)C(s, 흑연)+H2O(g)(가)(나)CO(g)+ O2(g)21CO2(g)엔탈피H2O(g)가 생성되는 반응의 반응열 ➡ 반응물의 엔탈피 합이 생성물의 엔탈피 합보다 크므로 발열 반응이다.(ㄱ)C(s, 흑연)의 연소 반응은 C(s, 흑연)+O2(g) CO2(g)이다.➡ C(s, 흑연)의 연소 엔탈피=DH3=DH4+DH5(ㄴ)DH4정답친해(화Ⅱ)_2-1단원(40~56).indd 5414. 10. 28. 오후 5:32 Ⅱ. 물질 변화와 에너지055C(s, 흑연) + 1/2O2( g) CO( g) DH3 .c3.c3 ③CO( g) C(s, 흑연) + 1/2O2( g) DH4 .c3.c3 ④C(s, 흑연) + O2( g) CO2( g) DH5 .c3.c3 ⑤ㄱ. C(s, 흑연)의 연소열은 C(s, 흑연) 1몰이 완전 연소하였을 때의 반응열이므로 ① 반응의 반응열(DH)인 DH1이다.CO2( g)의 생성열은 가장 안정한 성분 원소의 홑원소 물질로부터 물질 1몰이 생성될 때의 반응열이므로 ⑤ 반응의 반응열(DH)인 DH5이다. ① 반응과 ⑤ 반응은 같으므로 DH1=DH5이다.ㄷ. CO( g) 1몰이 연소되는 반응(②)과 CO( g) 1몰이 홑원소 물질로부터 생성되는 반응(③)의 열화학 반응식을 더하면,CO( g) + 1/2O2( g) CO2( g) DH2 C(s, 흑연) + 1/2O2( g) CO( g) DH3 +8 i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i C(s, 흑연)+O2( g) CO2( g) DH2+DH3이 반응은 CO2( g) 1몰이 홑원소 물질로부터 생성되는 반응(⑤)과 같으므로 DH5=DH2+DH3이다. 이때 CO( g)의 생성열(DH)은 DH3이고, CO( g)의 분해열(DH)은 DH4이다. 분해열은 생성열과 크기가 같고 부호가 반대이므로 DH3=-DH4이다. 따라서 DH5=DH2-DH4가 된다.바로알기ㄴ. 1몰의 CO( g)가 연소되는 반응(②)과 1몰의 CO( g)가 C(s, 흑연)와 O2( g)로부터 생성되는 반응(③)은 서로 다른 반응으로 DH2와 DH3는 다르다.8 주어진 자료에 따라 각 물질의 엔탈피 변화를 나타내면 다음과 같다.ㄴ. CH3OCH3( g)와 C2H5OH( g)은 분자식이 같으므로 완전 연소 생성물의 종류와 개수가 모두 같다. 연소 엔탈피의 크기가 CH3OCH3( g)가 C2H5OH( g)보다 큰 것으로 보아 물질의 엔탈피는 CH3OCH3( g)가 C2H5OH( g)보다 크다. 따라서 CH3OCH3( g) C2H5OH( g) 반응은 발열 반응이다.ㄷ. 생성 엔탈피의 크기는 C2H5OH( l)이 CH3OCH3( g)보다 크므로 안정한 성분 원소로 분해될 때 C2H5OH( l)과 CH3OCH3( g) 1몰이 흡수하는 열량은 C2H5OH( l)이 더 크다.바로알기ㄱ. 같은 종류의 물질은 액체 상태일 때가 기체 상태일 때보다 엔탈피가 작다. 따라서 C2H5OH( g)의 생성 엔탈피가 -235 kJ/mol일 때 C2H5OH( l)의 생성 엔탈피 a는 -235 kJ/mol보다 더 작다.C2H5OH( g)과 C2H5OH( l)의 완전 연소 생성물의 종류와 개수는 모두 같으므로 연소할 때 방출되는 열은 C2H5OH( g)이 C2H5OH( l)보다 많다. 따라서 C2H5OH( l)의 연소 엔탈피 b는 -1409 kJ/mol보다 크다.9 ㄱ. 결합 에너지는 기체 상태의 두 원자 사이의 공유 결합 1몰을 끊는 데 필요한 에너지이다. 즉, Cl2( g)의 공유 결합이 끊어져서 2Cl( g)로 될 때 흡수하는 에너지가 결합 에너지이므로 Cl2( g)의 결합 에너지는 243 kJ/mol이다.ㄴ. 생성열(DH)은 어떤 물질 1몰이 성분 원소의 가장 안정한 홑원소 물질로부터 생성될 때 방출되거나 흡수되는 열량이다. HCl( g) 2몰이 생성될 때의 반응열(DH)이 -185 kJ이므로 HCl( g)의 생성열(DH)은 -1852 kJ/mol이다.바로알기ㄷ. 용해열(DH)은 어떤 물질 1몰을 충분한 양의 용매에 용해시킬 때 방출되거나 흡수되는 열량이다. 즉, HCl( g)의 용해열(DH)은 HCl( g) HCl(aq) 반응에서 출입하는 에너지이다. 따라서 주어진 반응식을 각각 ①, ②식으로 나타낼 때H2( g) + Cl2( g) 2HCl( g) DH=-185 kJ .c3.c3 ①H2( g) + Cl2( g) 2HCl(aq) DH=-335 kJ .c3.c3 ②HCl( g) HCl(aq) 반응은 1/2(②식-①식)이므로HCl( g)의 용해열(DH)은 (-335+185)2 kJ/mol=-75 kJ/mol이다.10 ㄱ. 생성열은 어떤 물질 1몰이 그 성분 원소의 가장 안정한 홑원소 물질로부터 생성될 때 방출되거나 흡수되는 열량이다. 따라서 O3( g)의 생성열(DH)은 3/2O2( g) O3( g) 반응의 반응열이므로 DH12이다.ㄴ. 결합 에너지는 기체 상태에서 두 원자 사이의 공유 결합 1몰을 끊는 데 필요한 에너지이다. 따라서 O2( g)의 결합 에너지는 O2( g) 2O( g) 반응에서 출입하는 에너지이다.O2( g) 2/3O3( g) 1/3DH12/3O3( g) 2O( g) 2/3DH2+8 iiiiii i i i i i i i i i i i i i i i ii i i i i i i i i i i i i i i i O2( g) 2O( g) DH1+2DH23 즉, O2( g)의 결합 에너지는 DH1+2DH23 이다.29O2(g)CH3OCH3(g)+29O2(g)C2H5OH(g)+29O2(g)C2H5OH(l)+2C(s, 흑연)+3H2(g)+5O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)엔탈피-235 kJ-1409 kJ-1460 kJabC2H5OH( g)생성 엔탈피CH3OCH3( g)연소 엔탈피C2H5OH( g)연소 엔탈피C2H5OH(l)연소 엔탈피C2H5OH(l)생성 엔탈피CH3OCH3( g)생성 엔탈피정답친해(화Ⅱ)_2-1단원(40~56).indd 5514. 10. 28. 오후 5:32056정답친해ㄷ. 주어진 반응식을 각각 ①￣③식으로 나타내면 다음과 같다.3O2( g) 2O3( g) DH1 .c3.c3 ①O3( g) 3O( g) DH2 .c3.c3 ②2NO( g) + O2( g) 2NO2( g) DH3 .c3.c3 ③NO( g) + O( g) NO2( g) 반응은 1/2\③식-11/6\①식+1/3\②식2으로 구할 수 있다. 따라서 주어진 반응의 반응 엔탈 피는 다음과 같다.DH=1/2DH3-11/6DH1+1/3DH22 =-DH1-2DH2+3DH36 ㄴ. 6몰의 CO2( g)가 홑원소 물질로 분해되는 반응은 ⑤식이다. 따라서 1몰의 CO2( g)가 홑원소 물질로부터 생성되는 반응의 반응 엔탈피, 즉 생성 엔탈피는 -DH56 이다.ㄷ. C6H12O6(s) + 6O2( g) 6C(s, 흑연) +6H2( g) +9O2( g) 반응의 반응 엔탈피는 ①식의 역반응이므로 -DH1이다.헤스 법칙에 따르면 DH1+DH2=-DH3-DH4-DH5이므로 DH1=-(DH2+DH3+DH4+DH5)이다. 따라서 -DH1=DH2+DH3+DH4+DH5이다.바로알기ㄱ. ③식에서는 반응물과 생성물이 모두 기체 상태이므로 반응물과 생성물의 결합 에너지와 반응 엔탈피 DH3 사이에는 다음과 같은 관계가 성립한다.DH3= 반응물의 결합 에너지 합-생성물의 결합 에너지 합 ={6\(2\O-H 결합 에너지) -{(6\H-H 결합 에너지)+3\(O=O 결합 에너지)}따라서 O-H의 결합 에너지는 다음과 같다.1/12{DH3+(6\H-H 결합 에너지+3\O=O 결합 에너지)}12 T *C, P기압에서 물질은 모두 기체 상태이므로 각각의 반응 엔탈피(DH1￣DH4)에 해당하는 반응은 다음과 같다.H2( g) + 1/2O2( g) H2O( g) DH1 .c3.c3.c3.c3.c3.c3.c3 ①C(s, 흑연) + O2( g) CO2( g) DH2 .c3.c3.c3.c3.c3.c3.c3 ②2C(s, 흑연) + 3H2( g) + 1/2O2( g) C2H5OH( g) DH3 .c3.c3 ③C2H5OH( g) + 3O2( g) 2CO2( g) + 3H2O( g) DH4 .c3.c3 ④ㄱ. ①식과 H2( g) 1몰이 연소하는 반응은 서로 같으므로 DH1은 H2( g)의 연소 엔탈피(kJ/mol)와 같다.ㄴ. C2H5OH( g)의 생성 반응은 ③식과 같다. ①￣④식을 이용하여 3\①식+2\②식-④식을 하면 C2H5OH( g)의 생성 반응식이 얻어진다. 3H2( g) + 3/2O2( g) 3H2O( g) 3DH12C(s, 흑연) + 2O2( g) 2CO2( g) 2DH2+8 iiiiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i3H2( g) + 2C(s, 흑연) + 7/2O2( g) 3H2O( g) + 2CO2( g) 3DH1+2DH2C2H5OH( g) + 3O2( g) 2CO2( g) +3H2O ( g) DH4 -8 iiiiii i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i2C(s, 흑연) + 3H2( g) + 1/2O2( g) C2H5OH( g) 3DH1+2DH2-DH42C(s, 흑연) + 3H2( g) + 1/2O2( g) C2H5OH( g) 반응이 ③식과 같으므로 DH3=3DH1+2DH2-DH4이다.바로알기ㄷ. C2H5OH( g) + 3O2( g) 2CO2( g) + 3H2O ( g) 반응은 연소 반응으로 발열 반응이므로 반응 엔탈피가 0보다 작다. 반응물과 생성물이 모두 기체인 경우 다음과 같은 관계가 성립한다.DH=(반응물의 결합 에너지 합)-(생성물의 결합 에너지 합)< 0∴ (반응물의 결합 에너지 합)0)는 증가하고, 자유 에너지는 감소(DG<0)하므로 전체 엔트로피와 자유 에너지 변화의 부호는 서로 반대이다.2 ⑴ 발열 반응(DH<0)이더라도 엔트로피가 감소(DS<0)하는 경우에는 높은 온도에서 DG=DH-TDS>0이 될 수 있다.⑵ 흡열 반응(DH>0)이더라도 엔트로피가 증가(DS>0)하는 경우에는 높은 온도에서 DG=DH-TDS<0이 될 수 있다.⑶ DG<0이면 반응이 자발적이고, DG>0이면 반응이 비자발적이다.⑷ DH<0, DS>0이면 온도에 관계없이 DG=DH-TDS <0이므로 반응이 항상 자발적이다. DH>0, DS<0이면 온도에 관계없이 DG=DH-TDS>0이므로 반응이 항상 비자발적이다. 따라서 DH와 DS가 다른 부호일 때 반응의 자발성은 온도에 의존하지 않는다.3 ⑴ 온도에 관계없이 항상 자발적으로 일어나는 반응은 항상DG=DH-TDS<0이 되어야 하므로 DH<0, DS>0인 반응 (다)가 이에 해당한다.⑵ 온도에 관계없이 항상 비자발적인 반응은 항상 DG=DH-TDS>0이므로 DH>0, DS<0인 반응 (가)가 이에 해당한다.⑶ DH>0, DS>0인 반응 (나)는 특정 온도보다 높은 온도에서 DG=DH-TDS<0이 될 수 있다.4 ⑴ 고체 상태의 얼음이 액체 상태의 물로 될 때는 주위에서 열을 흡수한다. 따라서 이때 DH>0이다.⑵ 고체 상태의 얼음에서 액체 상태의 물로 되면 분자 운동이 활발해지고 분자 배열이 불규칙해지므로 분자가 공간에서 배열할 수 있는 경우의 수가 커진다. 따라서 엔트로피가 증가한다.⑶ DH>0, DS>0이면 특정 온도보다 높은 온도에서 DG= DH-TDS<0이 되므로 반응이 자발적으로 일어난다. 1기압에서 얼음은 0 *C보다 높은 온도에서 자발적으로 녹는다.01엔트로피와 자유 에너지개념 확인 문제157쪽1 자발적 2 엔트로피 3 , >, < 2 자유 에너지 3 DH, DS 4 반대 5 < 6 C / D 1 ⑴ ◯ ⑵ × ⑶ × ⑷ ◯ 2 ⑴ × ⑵ × ⑶ ◯ ⑷ ◯ 3 ⑴ (다) ⑵ (가) ⑶ (나) 4 ⑴ ◯ ⑵ ◯ ⑶ × 문제 분석하기3계주위주위계계(가)(나)(다)주위에너지물질에너지(가)(나)(다)주위와 물질 및 에너지를 모두 교환하지 않으므로 고립계이다.주위와 에너지만 교환하므로 닫힌계이다.주위와 물질 및 에너지를 모두 교환하므로 열린계이다.화학2-2단원정답(57~66).indd 5714. 10. 28. 오후 5:33058정답친해3 -1물이 수증기로 되는 과정(다)은 흡열 반응이다.⑴ 흡열 반응이므로 DH계>0이다.⑵ 물이 수증기로 될 때 분자 배열이 불규칙해지므로 DS계>0이다.⑶ 반응이 일어날 때 주위에서 열을 흡수하여 주위의 온도가 낮아지므로 DS주위<0이다.3 -225 *C에서 수증기가 물로 되는 과정(라)은 자발적이므로 DG<0이다.3 -3⑴ 입자 배열이 불규칙적일수록 엔트로피가 증가하고, 규칙적일수록 엔트로피가 감소한다. 따라서 고체→액체→기체 순으로 입자 배열이 불규칙해지므로 무질서도가 증가하여 엔트로피가 증가한다. 따라서 엔트로피의 크기는 고체0이고, 10 *C에서 물이 얼음으로 되는 과정(나)도 비자발적이므로 DG>0이다.⑷ 수증기가 물이 되는 과정(라)은 온도에 따라 반응의 자발성이 결정된다.4 -1반응 후 기체 분자 수가 증가하므로 계의 엔트로피는 증가(DS계>0)한다. 4 -2반응이 일어날 때 계의 엔탈피 변화(DH)가 0보다 작으므로 발열 반응이다. 발열 반응이 일어날 때 주위로 열을 방출하여 주위의 온도가 높아지므로 주위의 엔트로피가 증가(DS주위>0)한다. 4 -3DH<0, DS>0이고, 절대 온도(T)는 항상 (+)값이므로 온도에 관계없이 항상 DG=DH-TDS<0이다. 1 -3ㄱ. (가)는 계와 주위 사이에 물질 및 에너지 교환이 가능한 열린계이므로 수증기가 주위로 이동할 수 있고, 주위의 수증기 또한 계로 이동할 수 있다. 바로알기ㄴ. 물이 기화할 때 주위에서 열을 흡수하여 주위의 온도가 낮아지므로 주위의 엔트로피는 감소한다.ㄷ. (다)에서 물이 자발적으로 증발하여 액체에서 기체로 되므로 전체 엔트로피가 증가한다. 2 -1질소(N2) 기체와 수소(H2) 기체가 반응하여 암모니아(NH3) 기체를 생성하는 반응은 자발적으로 일어나므로 전체 엔트로피는 증가한다. 즉, DS전체>0이다. 2 -2반응 전보다 반응 후 기체 분자 수가 감소하므로 계의 엔트로피는 감소한다. 즉, DS계<0이다. 2 -3자발적 반응이므로 DS전체>0이다. 주어진 반응 모형에서 반응이 일어날 때 기체 분자 수가 감소하므로 계의 엔트로피는 감소한다. 즉, DS계<0이다. 이때 DS전체=DS계+DS주위이므로 DS주위는 0보다 크고, 그 크기는 DS계보다 커야 한다. 따라서 |DS계|0반응 후 기체 분자 수가 감소하므로 엔트로피가 감소한다. DS계<0기체 물질이 반응하여 액체 물질이 생성되므로 엔트로피가 감소한다. ➡DS계<0염화 나트륨이 물에 용해되면 입자의 무질서도가 증가하므로 엔트로피가 증가한다. ➡DS계>0대.표.자.료1 1⑴(가)⑵(다)⑶(나)2(가)열린계(나)닫힌계(다)고립계3ㄱ대.표.자.료21+2-3|DS계|⑵>⑶0)한다.[다른 풀이] 계의 엔트로피와 주위의 엔트로피가 모두 증가하므로 계와 주위의 엔트로피를 합한 전체 엔트로피도 증가한다.01 ①, ② 엔트로피는 무질서도를 나타내는 척도로, 기호 S로나타내며 무질서도가 클수록 엔트로피가 크다.③ 온도가 높을수록 분자 운동이 활발하므로 엔트로피가 크다.⑤ 반응 후 기체 분자 수가 많아지면 무질서도가 증가하므로 엔트로피가 증가한다.바로알기④ 물질의 종류가 같더라도 물질의 상태에 따라 엔트로피가 다르다. 엔트로피의 크기는 고체0) 반응 후 기체 분자 수가 감소한다. ➡ 계의 엔트로피 감소(DS<0)반응 후 기체 분자 수가 감소한다. ➡ 계의 엔트로피 감소(DS<0)문제 분석하기N2H4(l) + O2( g) ?@A 2H2O( g) + N2( g) ΔH<0• 계의 엔트로피와 주위의 엔트로피가 모두 증가하므로 전체 엔트로피도 증가한다. ➡ DS전체>0•전체 엔트로피가 증가하는 반응은 자발적이다.06주위로 열을 방출하여 주위의 온도가 높아지므로 주위의 엔트로피는 증가한다. ➡ DS주위>0반응 후 기체 분자 수가 증가하므로 계의 엔트로피가 증가한다. ➡ DS계>0발열 반응화학2-2단원정답(57~66).indd 5914. 10. 28. 오후 5:33060정답친해ㄴ. (나)에서 (다)로 될 때 기체 분자 수가 감소하므로 계의 엔트로피는 감소한다. ㄷ. (나)에서 (다)로 되는 과정이 자발적이므로 전체 엔트로피는 증가한다. 이때 계의 엔트로피가 감소하므로 주위의 엔트로피는 계의 엔트로피가 감소하는 양보다 더 크게 증가한다. ㄷ. NaCl(s)의 용해 반응은 자발적이므로 전체 엔트로피 변화는 DS전체>0이다. ㄴ. 발열 반응이 일어나면 주위로 열을 방출하여 주위의 온도가 높아지므로 주위의 엔트로피가 증가한다.ㄷ. 반응이 자발적이므로 전체 엔트로피는 증가한다. 이때 계의 엔트로피는 감소하므로 주위의 엔트로피는 계의 엔트로피가 감소하는 양보다 더 크게 증가한다. 따라서 |DS계|는 |DS주위|보다 작다. 바로알기ㄱ. 반응이 일어나면 기체 분자 수가 감소하므로 계의 엔트로피가 감소(DS계<0)한다. 즉 계의 무질서도가 감소한다.ㄷ. (가)에서는 DS계>0, DS주위>0이므로 DS전체=DS계+DS주위>0이다. 따라서 (가)는 자발적이다. (나)에서는 DS계<0, DS주위<0이므로 DS전체=DS계+DS주위<0이다. 따라서 (나)는 비자발적이다.ㄱ. 같은 몰수의 기체 분자가 공간에서 위치할 수 있는 경우의 수는 (나)가 (가)보다 크다. 따라서 계의 엔트로피는 (나)가 (가)보다 크다. 계주위주위S계>0S주위>0계계주위주위>0계S계<0S주위<0계주위계>주위주위>계계0S주위<0문제 분석하기• 우주의 엔트로피 변화는 계와 주위의 엔트로피 변화의 합과 같다.• 자발적 과정에서 우주의 엔트로피는 항상 증가한다. ➡ DS우주>0구분(가)(나)(다)DS우주계와 주위의 엔트로피가 모두 증가한다.DS우주>0계와 주위의 엔트로피가 모두 감소한다.DS우주<0|DS계|>|DS주위|일 때：DS우주>0|DS계||DS주위|일 때：자발적 |DS계|0 (ㄴ)10H2ONaClNaCl( s) ?@A Na+( aq) + Cl-( aq) ΔH>0흡열 반응으로, 반응이 일어날 때 주위에서 열을 흡수한다.(ㄱ)문제 분석하기08반응 후 기체 분자 수가 증가한다.➡ 계의 엔트로피 증가, DS계>0(ㄱ)흡열 반응이다. ➡ 주위의 엔트로피 감소, DS주위<0(ㄴ)(가) 2C8H18(l) + 25O2( g) ?@A 16CO2( g) + 18H2O( g) ΔH=-5470 kJ(나) 4CO2( g) + 6H2O( g) ?@A 2C2H6( g) + 7O2( g) ΔH=2857 kJ발열 반응이다. ➡ 주위의 엔트로피 증가, DS주위>0반응 후 기체 분자 수가 감소한다.➡ 계의 엔트로피 감소, DS계<0(ㄱ)문제 분석하기2C2H2( g) + 5O2( g) 4CO2( g) + 2H2O(l) 반응은 자발적이다.➡ 전체 엔트로피는 증가한다.(DS전체>0)11엔탈피4CO2(g)+2H2O(l)2C2H2(g)+5O2(g)HDH<0 ➡ 발열 반응이다. C2H2( g) 2몰과 O2( g) 5몰이 반응하면 CO2( g) 4몰과 H2O( l) 2몰이 생성되므로 계의 엔트로피는 감소한다.문제 분석하기09콕콕콕(가)(나)(다)AB콕콕콕기체 분자가 종류별로 분리되어 있다.자발적으로 반응이 일어나 새로운 기체가 생성되었다.기체 분자가 서로 섞여 있다.화학2-2단원정답(57~66).indd 6014. 10. 28. 오후 5:33 Ⅱ. 물질 변화와 에너지061ㄱ. (가)는 발열 반응이므로 DH<0이다. 화학 반응에서 기체 분자 수가 증가하면 엔트로피가 증가하므로 DS>0이다. 따라서 온도에 관계없이 DG=DH-TDS<0이므로 반응은 항상 자발적이다.ㄴ. 발열 반응인 (가)에서는 주위로 열을 방출하므로 주위의 온도가 높아지고, 흡열 반응인 (나)에서는 주위에서 열을 흡수하므로 주위의 온도가 낮아진다. 따라서 (가)에서는 주위의 엔트로피가 증가하고, (나)에서는 주위의 엔트로피가 감소한다. 바로알기ㄷ. (나)는 흡열 반응이므로 DH>0이다. 반응의 자발성은 DG=DH-TDS에 의해 결정되는데, (나)의 반응에서 계의 엔트로피 변화(DS)에 대한 조건이 없으므로 DG의 부호를 판단할 수 없다.ㄷ. DH<0, DS>0이고, 절대 온도(T)는 항상 (+)값이므로 온도에 관계없이 DG=DH-TDS<0이다. 따라서 이 반응은 자발적이고, DH 0이므로 온도에 관계없이 DG=DH-TDS<0이다. 즉, 자유 에너지는 온도에 관계없이 항상 감소한다.바로알기①, ② DG=DH-TDS이므로 DH<0인 발열 반응 또는 DH>0인 흡열 반응에서 계의 엔트로피에 따라 DG>0일 수도 있고 DG<0일 수도 있다. 따라서 발열 반응이더라도 자유 에너지가 증가할 수 있고, 흡열 반응이더라도 자유 에너지가 감소할 수 있다.③ 발열 반응은 DH<0이고, 계의 엔트로피가 감소하는 반응에서 DS<0이다. DG=DH-TDS이므로 T에 따라 DG>0일 수도 있고 DG<0일 수도 있다. 따라서 발열 반응에서 T의 조건에 따라 자유 에너지는 증가할 수도 있고, 감소할 수도 있다.④ 흡열 반응은 DH>0이고, 계의 엔트로피가 증가하는 반응에서 DS>0이다. DG=DH-TDS이므로 T에 따라 DG>0일 수도 있고 DG<0일 수도 있다. 따라서 흡열 반응에서 T의 조건에 따라 자유 에너지는 증가할 수도 있고, 감소할 수도 있다.13 드라이아이스가 승화할 때는 주위에서 열을 흡수하므로 DH>0이고, 고체에서 기체로 변할 때는 분자 배열이 불규칙적으로 되므로 엔트로피가 증가하여 DS>0이다. 따라서 DG= DH-TDS에서 T의 조건에 따라 DG>0일 수도 있고 DG<0일 수도 있다. 이 반응에서는 특정 온도보다 낮은 온도에서 DG>0이고, 특정 온도보다 높은 온도에서 DG<0이다.문제 분석하기DG의 부호에 대한 DH, DS, T의 영향은 다음과 같다.구분DHDS낮은 온도높은 온도발열 반응(-)(+)항상 DG<0(-)DG<0DG>0흡열 반응(+)(-)항상 DG>0(+)DG>0DG<012문제 분석하기•발열 반응이므로 DH<0이다.• 반응 후 기체 분자 수가 6개에서 9개로 증가한다. ➡ 계의 엔트로피가 증가(DS>0)한다.• DG=DH-TDS이고, 절대 온도(T)는 항상 (+)값이므로 온도에 관계없이 DG<0이다.14AB3ABA2문제 분석하기C4H10( g) + 13/2O2( g) ?@A 4CO2( g) + 5H2O( g) ΔH<016반응 후 기체 분자 수가 증가한다.➡ 계의 엔트로피 증가, DS계>0(ㄱ)발열 반응이다.➡ 주위의 엔트로피 증가, DS주위>0(ㄴ)문제 분석하기15계주위열계주위열(가)(나)발열 반응이다. DH<0➡ 주위의 엔트로피 증가흡열 반응이다. DH>0➡ 주위의 엔트로피 감소문제 분석하기17물얼음얼음물분자 배열이 고체에 비해 불규칙하므로 엔트로피가 얼음보다 크다.물이 얼 때 엔트로피가 감소한다.물이 얼 때 응고열을 방출한다.분자 배열이 매우 규칙적이므로 물보다 엔트로피가 작다.DS<0DH<0화학2-2단원정답(57~66).indd 6114. 10. 28. 오후 5:33062정답친해ㄱ. (가) 과정에서 물질의 상태가 고체에서 액체로 되므로 계의 엔트로피는 증가한다.바로알기ㄴ. (가) 과정에서는 열을 흡수하므로 DH>0이고, 물질을 이루는 분자 배열이 불규칙하게 되므로 DS>0이다. DG =DH-TDS에서 DH>0, TDS>0이므로 T에 따라 DG의 부호가 결정된다. (가) 과정은 녹는점(t1 *C)보다 높은 온도에서 자발적이고, 녹는점(t1 *C)보다 낮은 온도에서 비자발적이다. 따라서 t1 *C보다 낮은 온도에서 DG는 0보다 크다.ㄷ. (나) 과정에서는 열을 흡수하므로 DH>0이고, 물질을 이루는 분자 배열이 불규칙적으로 되므로 DS>0이다. DG=DH-TDS에서 DH>0, TDS>0이므로 T에 따라 DG의 부호가 결정된다. (나) 과정은 끓는점(t2 *C)보다 높은 온도에서 자발적이고, 끓는점(t2 *C)보다 낮은 온도에서 비자발적이다. 따라서 t2 *C보다 높은 온도에서 DG는 0보다 작다.21 ㄱ. (가)와 (나) 모두 DH>0이고, DS>0이므로 DG는 DH가 클수록, DS가 작을수록 큰 값을 가진다. 따라서 (나)가 (가)보다 DH가 크고, DS가 더 작으므로 DG는 (나)가 (가)보다더 큰 값을 가진다. ㄴ. (가)는 DH>0이므로 열을 흡수하는 흡열 반응이다. 이때 주위에서 열을 흡수하여 주위의 온도가 낮아지므로 주위의 엔트로피가 감소한다. 주위의 엔트로피가 감소하므로 DS주위<0이다.(다)는 DH<0이므로 열을 방출하는 발열 반응이다. 이때 주위로 열을 방출하여 주위의 온도가 높아지므로 주위의 엔트로피가 증가하며, 주위의 엔트로피가 증가하므로 DS주위>0이다. 즉, 주위의 엔트로피 변화(DS주위)의 값은 (다)가 (가)보다 크다.ㄷ. (다)에서는 DH<0, DS>0이므로 온도에 관계없이 DG= DH-TDS<0이다. 따라서 모든 온도에서 반응이 자발적이다. (라)에서는 DH>0, DS<0이므로 온도에 관계없이 DG= DH-TDS>0이다. 따라서 모든 온도에서 반응이 비자발적이다. DG의 값은 (라)가 (다)보다 항상 크다. 22 ●모범 답안●이 반응의 엔탈피 변화는 DH<0이고, 반응 후 기체 분자 수가 증가하여 엔트로피가 증가하므로 엔트로피 변화는 DS>0이다. 따라서 온도에 관계없이 DG=DH-TDS<0이 되므로 이 반응은 항상 자발적이다. 즉, 이 반응은 50 *C, 1기압에서도 자발적이다.채점 기준배점계의 엔탈피 변화, 계의 엔트로피 변화, 자유 에너지 변화를 모두 옳게 언급하여 반응의 자발성을 옳게 서술한 경우100 %계의 엔탈피 변화, 계의 엔트로피 변화, 자유 에너지 변화에 대해서만 옳게 서술한 경우70 %자유 에너지의 변화만 옳게 서술한 경우30 %ㄱ. 액체가 고체로 될 때 응고열을 방출하므로 엔탈피는 감소한다. 또 분자 배열이 규칙적으로 되므로 엔트로피도 감소한다. 즉 계의 엔탈피와 계의 엔트로피는 모두 감소한다.ㄴ. 0 *C보다 낮은 온도에서 물이 어는 과정은 자발적이므로 DG<0이다.바로알기ㄷ. 0 *C보다 높은 온도에서 물이 어는 과정은 비자발적이므로 DG>0이다. DH<0, DS<0이므로 DG=DH-TDS>0이 되려면 |DH|0)한다.바로알기ㄴ. 질산 암모늄(NH4NO3)의 용해 반응이 냉각 팩에 이용되는 것으로 보아 질산 암모늄의 용해 과정은 주위에서 열을 흡수하는 흡열 반응이다. 따라서 계의 엔탈피는 증가(DH>0)한다.ㄷ. DH>0, DS>0이므로 DG=DH-TDS는 온도(T)에 따라 그 부호가 결정된다. 즉, 특정 온도보다 높은 온도에서 DG<0이 될 수 있으므로 특정 온도보다 높은 온도에서만 반응이 자발적이다.19 A(s) A(l) DH=6.03 kJ, DS=22.1 J/K이므로 물질이 고체 상태에서 액체 상태로 될 때 엔탈피와 엔트로피가 모두 증가한다.ㄱ. 고체 상태에서 액체 상태로 될 때 엔트로피가 증가하는 것으로 보아 A(l)는 A(s)보다 엔트로피가 크다.ㄴ. 물질이 고체 상태에서 액체 상태로 될 때 엔탈피가 증가하는 것으로 보아 A(l)는 A(s)보다 엔탈피가 크다. 바로알기ㄷ. DH=6.03 kJ, DS=22.1 J/K이므로 -10 *C, 즉 263 K에서 DG>0이다. 따라서 -10 *C에서 이 반응은 비자발적이다.DG =DH-TDS =6.03 kJ-263 K\0.0221 kJ/K≒0.22 kJ>0문제 분석하기20(가)(나)t1 Ct2 C고체가 액체로 융해➡ 주위에서 열 흡수융해하는 동안의 온도 : 녹는점액체가 기체로 기화➡ 주위에서 열 흡수기화하는 동안의 온도 : 끓는점화학2-2단원정답(57~66).indd 6214. 10. 28. 오후 5:33 Ⅱ. 물질 변화와 에너지063ㄷ. 얼음이 물로 될 때 흡수하는 열보다 물이 수증기로 될 때 흡수하는 열이 더 많다. 따라서 엔탈피 변화의 크기는 (나)가 (가)보다 크다.04 (가)는 계와 주위 사이에서 물질과 에너지의 교환이 모두 일어나므로 열린계이고, (나)는 계와 주위 사이에서 물질의 교환이 일어나지 않고 에너지의 교환만 일어나므로 닫힌계이다. (다)는 계와 주위 사이에서 물질과 에너지의 교환이 모두 일어나지 않으므로 고립계이다.ㄱ, ㄴ. 기체 분자가 종류별로 분리되어 있는 (가)보다 기체 분자가 골고루 섞여 있는 (나)가 기체 분자가 용기 내에서 위치할 수 있는 경우의 수가 더 크므로 (나)가 (가)보다 무질서도가 더 크다.ㄷ. 고립계이므로 자발적 과정은 계의 엔트로피가 증가하는 방향으로 진행된다. 계의 엔트로피는 (가)0열에너지를 흡수한다. ➡ DH>0기체 → 액체 → 고체로 될 때는 엔트로피가 감소한다. ➡ DS<0열에너지를 방출한다. ➡ DH<0문제 분석하기•분자 배열의 경우의 수는 (가)보다 (나)가 더 크다.➡ 무질서도：(가)0)06H2OH+OH-반응 전반응 후화학2-2단원정답(57~66).indd 6314. 10. 28. 오후 5:33064정답친해10 ㄱ. 엔트로피는 액체가 기체보다 작다. 따라서 액체이면서 온도가 가장 낮은 지점이 A이므로 A￣C 중 엔트로피는 A에서 가장 작다.ㄷ. C에서 안정한 상태는 기체이므로 H2O(l) H2O( g) 반응은 자발적이다. 자발적 반응에서 DG<0이다.바로알기ㄴ. A → B가 될 때 온도가 높아지다가 물(액체)이 수증기(기체)로 기화되므로 계의 엔트로피는 증가한다.11 ㄱ. DH=-2777.7 kJ, DS=-128.4 J/K이므로 25 *C, 즉 298 K에서 DG=DH-TDS<0이다. 따라서 25 *C에서 이 반응은 자발적이다.DG =-2777.7 kJ-{298 K\(-0.1284 kJ/K)} ≒-2739.4 kJ ∴ DG<0ㄴ. 자발적 과정에서 DG=DH-TDS<0이므로 엔탈피가 감소(DH<0)하고, 엔트로피가 증가(DS>0)할수록 유리하다. 이 반응이 상온에서 자발적인 것은 엔탈피의 감소 효과가 매우 커서 엔트로피 감소 효과를 상쇄하기 때문이다.바로알기ㄷ. DH<0, DS<0이므로 특정 온도보다 낮은 온도에서 DG= DH-TDS<0이 된다.12 ㄱ. 액체가 기체로 기화되는 반응은 주위에서 열(기화열)을 흡수하므로 계의 엔탈피가 증가한다. 따라서 DH>0이다.ㄴ. 액체가 기체로 될 때 분자 배열이 불규칙적으로 되므로 엔트로피가 증가한다. 따라서 DS>0이다. 바로알기ㄷ. DG=DH-TDS에서 DH>0, DS>0이므로 T에 따라 DG의 부호가 달라진다. 이때 1기압에서 벤젠의 끓는점이 80 *C이므로 T=80 *C를 기준으로 DG의 부호가 결정된다. 즉, 80 *C보다 높은 온도에서는 DG<0이 되고, 80 *C보다 낮은 온도에서는 DG>0이 된다. 따라서 벤젠의 끓는점보다 낮은 온도인 50 *C에서 C6H6( l) ?@A C6H6( g) 반응의 DG는 0보다 크다.바로알기ㄴ. 25 *C, 1기압에서 DH>0, DG<0이다. 이때 DH-TDS<0이 되기 위해서는 DS>0이어야 한다. 또한 반응물과 생성물이 모두 기체이므로 기체 분자 수가 증가하는 반응일 때 계의 엔트로피가 증가(DS>0)하므로 a+b 0, DS>0이므로 특정 온도보다 높은 온도에서 반응이 자발적이다. 주어진 반응이 25 *C에서 자발적이므로 25 *C보다 높은 온도인 50 *C에서도 이 반응은 자발적이다.ㄷ. 자발적 반응이므로 DS전체=DS계+DS주위>0이다. DS계<0, DS주위>0이므로 DS전체>0이 되기 위해서는 |DS계| 0)하는 반응의 경우 모든 온도에서 DG= DH-TDS<0이므로 자발적이다. (가)는 엔트로피가 증가하므로 모든 온도에서 자발적이다.바로알기ㄴ. (나)는 엔트로피가 감소하므로 DS<0이고, DH<0이다. 따라서 특정 온도보다 낮은 온도에서 DG=DH -TDS<0이 되므로 이 반응은 특정 온도보다 낮은 온도에서 자발적이다.ㄷ. (가)에서는 엔트로피가 증가하고, (나)와 (다)에서는 엔트로피가 감소한다.ㄴ. DH>0인 흡열 반응이므로 반응이 일어나면 주위에서 열을 흡수하여 주위의 온도가 낮아진다. 따라서 주위의 엔트로피가 감소한다.ㄷ. DH>0, DS>0이므로 DG=DH-TDS의 부호는 온도에 따라 결정되는데, 특정 온도보다 높은 온도에서 DG<0이 되므로 이 반응은 특정 온도보다 높은 온도에서 자발적이다.문제 분석하기(가) N2H4(l) + O2( g) ?@A 2H2O( g) + N2( g)(나) 2H2( g) + O2( g) ?@A 2H2O(l)(다) CH4( g) + 2O2( g) ?@A CO2( g) + 2H2O(l)08반응 후 기체 분자 수가 증가하므로 엔트로피가 증가한다. ➡ DS>0기체 물질이 반응하여 액체 물질이 생성되므로 엔트로피가 감소한다. ➡ DS<0반응 후 기체 분자 수가 감소하므로 엔트로피가 감소한다. ➡ DS<0문제 분석하기•반응 후 기체 분자 수가 증가한다.➡ 계의 엔트로피 증가, DS>0 (ㄱ)• DH>0 ➡ 흡열 반응으로 주위에서 열을 흡수하여 주위의 온도가 낮아지므로 주위의 엔트로피가 감소한다.09AB2B2A2문제 분석하기aA( g) + bB( g) ?@A cC( g) ΔH>0, ΔG<0반응물의 몰수비：생성물의 몰수비=a+b：c13계수비=몰수비흡열 반응(ㄱ)화학2-2단원정답(57~66).indd 6414. 10. 28. 오후 5:33 Ⅱ. 물질 변화와 에너지065열 반응으로 DH>0이고, 액체가 기체로 될 때 분자 배열이 더 불규칙적으로 되므로 DS>0이다. 25 *C에서 물이 수증기로 되는 반응은 비자발적이므로 DG>0이다. 따라서 DH-TDS =DG>0이기 위해서는 |DH|>|TDS|이어야 하므로 반응 Ⅰ￣Ⅲ 중 이에 해당하는 반응은 존재하지 않는다.ㄷ. 2C2H6( g) + 7O2( g) 4CO2( g) + 6H2O( g) 반응은 연소 반응이다. 연소 반응은 주위로 열을 방출하는 발열 반응이므로 DH<0이고, 반응 후 기체 분자 수가 증가하므로 DS>0이다. 그런데 반응 Ⅲ는 DH>0이고, DS>0이므로 C2H6( g)의 연소 반응은 반응 Ⅲ에 해당하지 않는다. 5 ㄱ. 반응 (가)에서 반응 후 기체 분자 수가 감소하므로 DS<0이다. 이때 DG=DH-TDS<0이므로 DH<0이어야 한다. 따라서 반응 (가)는 발열 반응으로 반응이 일어날 때 주위로 열을 방출한다.ㄷ. 반응 (다)는 반응 (가)+반응 (나)와 같다.CO( g) + 1/2O2( g) CO2( g) .c3.c3 (가)C(s, 흑연) + 1/2O2( g) CO( g) .c3.c3 (나)+8 ii iii i i i iiii i iiii i i i i iiii i i iiii i iiii i iiii i iiiii iiii i iiii i i iiii ii iiii i i iiiiiiii iiii i i i C(s, 흑연) + O2( g) CO2( g) .c3.c3 (다)따라서 (가)와 (나)의 DH는 모두 0보다 작으므로 (다)의 DH도 0보다 작다. DS는 거의 변화가 없으므로 DG=DH-TDS<0이다. 따라서 반응 (다)는 자발적이다.바로알기ㄴ. (나)의 반응이 일어날 때 기체 분자 수가 증가하므로 DS>0이다. DG=DH-TDS에서 DS>0이고, DH<0이므로 온도에 관계없이 DG<0이다. 따라서 0 *C로 온도를 낮추어도 DG<0이다.6 반응 (가)￣(라)의 자유 에너지 변화(DG)는 다음과 같다.(가) 3O2( g) 2O3( g) DH>0기체 반응에서 반응 후 기체 분자 수가 감소하므로 DS<0이다. 따라서 DG=DH-TDS에서 DH>0, DS<0이므로 DG는 온도에 관계없이 항상 0보다 크다.(나) 2HgO(s) 2Hg(l) + O2( g) DH>0고체가 분해되어 기체를 생성하므로 DS>0이다. 따라서 DG= DH-TDS에서 DH>0, DS>0이므로 온도(T)에 따라 DG의 부호가 달라진다. (다) 2H2O2(l) 2H2O(l) + O2( g) DH<0액체가 분해되어 기체를 생성하므로 DS>0이다. 따라서 DG= DH-TDS에서 DH<0, DS>0이므로 DG는 온도에 관계없이 항상 0보다 작다. (라) N2( g) + 3H2( g) 2NH3( g) DH<0기체 반응에서 반응 후 기체 분자 수가 감소하므로 DS<0이다. 1 ㄱ. 고립계에서 자발적으로 일어나는 반응의 경우 엔탈피 변화가 없으므로 엔트로피는 증가한다.ㄴ. 열린계에서는 계와 주위 사이에 물질과 에너지를 모두 교환할 수 있다. 바로알기ㄷ. 열린계와 고립계에서 모두 물이 자발적으로 증발하므로 DG<0이다. 2 ㄱ. 실험 결과 용해 과정에서 온도가 낮아졌으므로 질산 암모늄(NH4NO3(s))의 용해는 흡열 반응이다.ㄷ. NH4NO3(s)의 용해는 자발적으로 일어나는 반응이므로 NH4NO3(s)이 용해될 때 전체 엔트로피는 증가한다.바로알기ㄴ. NH4NO3(s)이 물에 자발적으로 용해되므로 DG<0이다. 또 NH4NO3(s)의 용해는 흡열 반응이므로 DH>0이다. 따라서 DG=DH-TDS<0이므로 용해 과정에서 계의 엔트로피(DS)는 증가한다.3 반응 (가)￣(다)의 엔탈피 변화(DH)와 엔트로피 변화(DS)는 다음과 같다.(가) 2개의 Cl( g)가 결합하여 1개의 Cl2( g)가 생성될 때 결합 에너지 만큼의 에너지를 방출하므로 DH<0이고, 반응 후 기체 분자 수가 감소하므로 DS<0이다. ➡ A(나) 고체가 기체로 될 때 승화열을 흡수하므로 DH>0이고, 기체가 고체보다 분자 배열이 불규칙적이므로 DS>0이다. ➡ C(다) 반응 후 기체 분자 수가 감소하므로 DS<0이고, 열을 방출하는 연소 반응이므로 DH<0이다. ➡ Aㄱ. 반응 Ⅰ에서 DH<0, TDS<0이고, |DH|>|TDS|이므로 DH-TDS=DG<0이다. 따라서 반응 Ⅰ은 자발적이다. 바로알기ㄴ. H2O( l) H2O( g) 반응은 물(액체)이 수증기(기체)로 기화하는 반응이다. 기화는 주위에서 열을 흡수하는 흡수능 실전 문제1 ③ 2 ③ 3 ② 4 ① 5 ③ 6 ④ 7 ③ 8 ③ 9 ③ 10 ② 11 ③ 12 ③175~177쪽문제 분석하기4'HT'S에너지반응 Ⅰ0''에너지반응 Ⅱ''에너지반응 Ⅲ''에너지반응 Ⅰ'HT'S에너지반응 Ⅱ''에너지반응 Ⅲ0''에너지반응 Ⅰ''에너지반응 Ⅱ'HT'S에너지반응 Ⅲ0DH<0, DS<0|DH|>|TDS|DH<0, DS>0|DH|0, DS>0|DH|0이다. 따라서 800 K에서 (가)는 자발적이고, (나)는 비자발적이다.(가) DG =DH-TDS =98.7 kJ-{800 K \(0.1416 kJ/K)} =-14.58 kJ<0(나) DG =DH-TDS =463.9 kJ-{800 K\(0.5517 kJ/K)} =22.54 kJ>011 ㄱ. DH=-92.2 kJ, DS=-198.7 J/K이므로 25 *C, 즉 298 K에서 DG<0이다. 따라서 25 *C에서 이 반응은 자발적이다.DG =DH-TDS =-92.2 kJ-{298 K\(-0.1987 kJ/K)} ≒-32.99 kJ<0ㄷ. 반응 엔탈피(DH)는 생성물의 엔탈피 합에서 반응물의 엔탈피 합을 뺀 값이다. 주어진 반응에서 DH<0이므로 생성물의 엔탈피 합은 반응물의 엔탈피 합보다 작다.바로알기ㄴ. 600 K에서 DG>0이므로 600 K에서 이 반응은 비자발적이다.DG =DH-TDS =-92.2 kJ-{600 K\(-0.1987 kJ/K)} =27.02 kJ>012 ㄱ. 반응 (가)에서 액체가 반응하여 기체를 생성하므로 DS >0이다. DG=DH-TDS에서 DG=286 kJ-TDS이므로 DG<286 kJ이다.ㄴ. (나) 반응은 발열 반응으로 반응하면서 주위로 열을 방출하므로 주위의 엔트로피가 증가한다. 바로알기ㄷ. 반응 (다)는 ‘3\반응 (가)+반응 (나)’와 같다.3H2O(l) 3H2( g) + 3/2O2( s)2Fe(s) + 3/2O2( g) Fe2O3( s)+8 ii iii i i i iiii i iiii i i i i iiii i i iiii i iiii i iiii i iiiii iiii i iiii i i iiii ii iiii i i iiiiiiii iiii i i i 2Fe(s) + 3H2O(l) Fe2O3( s) + 3H2( g)반응 (다)에서 DH=3\286 kJ+ (-824 kJ)=34 kJ이다. 반응 (다)는 DH>0, DS>0이므로 DG의 부호는 온도(T)에 따라 달라진다. DH-TDS에서 T의 값이 클수록 TDS의 값이 커지므로 DH-TDS<0이 된다. 따라서 반응 (다)는 특정 온도보다 높은 온도에서 반응이 자발적이고, 특정 온도보다 낮은 온도에서 반응이 비자발적이다.따라서 DG=DH-TDS에서 DH<0, DS<0이므로 온도(T)에 따라 DG의 부호가 달라진다. 7 DG는 H2O(s) H2O(l) 반응의 자유 에너지 변화이다.ㄱ. 얼음이 물로 되면서 주위에서 열을 흡수하므로 주위의 엔트로피가 감소한다.ㄷ. -10 *C, 1기압에서 얼음이 물로 되는 반응은 비자발적이므로 DG>0이다.바로알기ㄴ. 물이 얼음으로 되면서 주위로 열을 방출하므로 과정 (나)에서 계의 엔탈피는 감소한다.8 ③ NaCl(s)이 물에 용해되는 반응이 자발적이므로 전체 엔트로피는 증가한다.바로알기① NaCl(s)의 용해 과정에서 DH>0이므로 NaCl(s)의 용해는 열을 흡수하는 흡열 반응이다.② 이온 결정이 물에 녹을 때 물 분자는 이온 주위에 규칙적으로 배열하여 수화가 일어나므로 물의 무질서도가 감소하게 되어 물의 엔트로피는 감소한다. 그러나 이온들은 결정 상태보다 용해되면 엔트로피가 증가하게 되어 용해 과정에서 전체 엔트로피는 증가한다.④ 정반응이 자발적이므로 정반응의 자유 에너지 변화(DG)는 0보다 작다. 따라서 역반응은 비자발적이고 역반응의 자유 에너지 변화(DG)는 0보다 크다.⑤ NaCl(s)의 용해 반응에서 DH>0이고, 반응이 자발적이므로 DG=DH-TDS<0이다. 따라서 DS>0이 된다. 이때 DG의 부호는 온도(T)에 따라 달라지며, 특정 온도보다 높은 온도에서 반응이 자발적이다. 25 *C에서 반응이 자발적이므로 25 *C보다 높은 온도인 50 *C에서도 반응이 자발적이다. 9 ㄱ. 기체 반응에서 반응 후 기체 분자 수가 감소하므로 계의 엔트로피는 감소한다. 즉 DS계<0이다.ㄴ. 주어진 반응은 자발적이므로 반응의 자유 에너지 변화 DG =DH-TDS계<0이다. DS계<0이므로 DH<0이다. 즉, 주어진 반응은 발열 반응이다.바로알기ㄷ. 반응이 자발적이므로 DG<0이고, DS전체>0이다. DS전체=DS계+DS주위>0이고, DS계<0이므로 DS전체가 0보다 크기 위해서는 DS주위>0이면서 |DS계|0, DS>0이고, 절대 온도 T는 항상 (+)값이므로 높은 온도에서 DG=DH-TDS<0이 될 수 있다.바로알기ㄱ. (가)는 DH>0, DS>0이므로 높은 온도에서 DG=DH-TDS<0이 될 수 있다. 모든 온도에서 DG=DH -TDS<0이 되려면 DH<0, DS>0이어야 한다.화학2-2단원정답(57~66).indd 6614. 10. 28. 오후 5:33 Ⅲ. 화학 평형067물질ABC처음 농도(M)4.02.00평형 농도(M)2.01.02.0반응 농도(M)-2.0-1.0+2.0화학 반응식의 계수비는 반응한 물질의 몰수비(A：B：C=2：1：2)와 같으므로 이 반응의 화학 반응식은 2A( g) + B( g) FLLE 2C( g)이다.4 ⑴ 화학 평형은 반응계의 자유 에너지가 최소가 되는 상태이다. 그림에서 반응물은 자유 에너지가 최소가 아니므로 반응물에서 시작하면 자발적으로 화학 평형 상태에 도달한다.⑵ ●모범 답안●⑶ 평형의 위치가 반응물 쪽으로 치우쳐 있으므로 평형 상태에서반응물이 더 우세하다.1 ⑵, ⑶ 평형 상수는 온도에 의해서만 변하며, 반응물과 생성물의 농도가 달라져도 농도비인 평형 상수는 달라지지 않는다.⑷ 역반응의 평형 상수(K′)는 정반응의 평형 상수(K)의 역수31K4이다.⑸ 반응 지수(Q)가 평형 상수(K)보다 큰 경우(Q>K)는 평형 상태와 비교할 때 생성물의 농도가 반응물의 농도보다 상대적으로 크다. 따라서 생성물이 소모되는 역반응 쪽으로 반응이 진행된다.화학 평형III1 ⑴, ⑵ 화학 평형 상태는 닫힌계에서만 일어나며, 반응물과 생성물이 공존하는 동적 평형 상태이다.⑶, ⑷ 화학 평형 상태에서는 정반응과 역반응이 같은 속도로 일어나므로 반응물과 생성물의 농도가 일정하게 유지된다.⑸ 순수한 생성물에서 자발적으로 반응이 일어나 평형에 도달한다.⑹ 화학 반응식의 계수비는 평형에 도달할 때까지 반응한 물질의 농도비와 같으며, 평형 상태에서 반응물과 생성물의 농도비와는 관계가 없다.⑺ 화학 평형 상태에서 계의 자유 에너지는 최소가 되며, 자유 에너지 변화 ΔG=0이다.2 주어진 반응은 가역 반응으로, 평형 상태에 도달하면 정반응과 역반응이 같은 속도로 일어나 반응물과 생성물의 농도가 일정하게 유지된다. 따라서 평형에 도달하였을 때 반응물과 생성물이 모두 존재한다.3 ⑴ 반응물의 농도와 생성물의 농도가 일정해지는 구간은 화학 평형 상태이다.●모범 답안●⑵ 그림에서 A, B, C의 농도 변화는 다음과 같다.01화학 평형과 평형 이동개념 확인 문제185쪽1 가역 2 비가역 3 평형, 같 4 최소, =1. 평형의 원리A 1 ⑴ × ⑵ ◯ ⑶ ◯ ⑷ ◯ ⑸ × ⑹ × ⑺ ◯ 2 N2, H2, NH3 3 ⑴ 해설 참조 ⑵ 2A( g)+B( g) FLLE 2C( g) 4 ⑴ 자발적으로 일어난다. ⑵ 해설 참조 ⑶ 반응물4.03.02.01.00시간(초)농도molL( )[A][C][B]t개념 확인 문제189쪽1 일정 2 평형 상수 3 작, 크 4 반응 지수 5 정, 역B 1 ⑴ ◯ ⑵ ◯ ⑶ × ⑷ ◯ ⑸ × 2 ⑴ K=[SO3]2[SO2]2[O2] ⑵ K=1[NH3][HCl] ⑶ K=[CH3COO-][H3O+][CH3COOH] 3 2 4 ⑴ A( g) + B( g) FLLE 2C( g) ⑵ 4.0 ⑶ 정반응’G,화학 평형(‘G=0)G,(생성물)순수한반응물순수한생성물반응의 진행G,(반응물)자유 에너지평형 상태에서 생성물보다 반응물이 더 많이 존재한다.정답친해(화Ⅱ)_3-1단원(67~89).indd 6714. 10. 28. 오후 5:34068정답친해1 르샤틀리에 원리에 따르면 가역 반응이 평형 상태에 있을 때 농도, 압력, 온도의 조건을 변화시키면 그 변화를 감소시키는 방향으로 평형이 이동하여 새로운 평형에 도달한다.⑴ 평형 상태에서 반응물을 첨가하면 반응물의 농도가 감소하는 정반응 쪽으로 평형이 이동한다.⑵ 평형 상태에서 온도를 높이면 온도가 낮아지는 방향인 흡열 반응 쪽으로 평형이 이동한다.⑶ 평형 상태에서 압력을 높이면 기체의 몰수가 감소하여 압력이 낮아지는 쪽으로 평형이 이동한다.2 주어진 반응의 정반응은 기체의 몰수가 감소하는 반응이고, 발열 반응이다.⑴ 생성물인 N2O4를 제거하면 생성물의 농도가 증가하는 방향인 정반응 쪽으로 평형이 이동한다.⑵ 아르곤은 비활성 기체로 반응에 참여하지 않으므로 첨가해도 다른 기체의 부분 압력은 변하지 않아 평형 이동에 영향을 미치지 않는다.⑶ 반응 용기의 부피를 줄여 압력을 높이면 기체의 몰수가 감소하는 방향인 정반응 쪽으로 평형이 이동한다.⑷ 온도를 높이면 온도가 낮아지는 방향인 흡열 반응 쪽으로 평형이 이동한다. 즉, 역반응 쪽으로 평형이 이동한다.온도가 높아졌을 때 역반응 쪽으로 평형이 이동하였으므로 역반응은 흡열 반응이고, 정반응은 발열 반응이다. 발열 반응은 온도가 높아지면 역반응 쪽으로 평형이 이동하여 생성물의 농도가 감소하므로 평형 상수가 작아진다.⑵ NH4Cl은 고체이므로 평형 상수식에 나타내지 않는다.⑶ H2O은 용매로 사용된 액체이므로 평형 상수식에 나타내지 않는다.3 A2( g) + B2( g) FLLE 2AB( g) 반응이 평형 상태에 있을 때 평형 상수식은 K=[AB]2[A2][B2]이다. 이때 평형 상태에서의 몰수는A2, B2, AB가 각각 1몰, 2몰, 2몰이므로 2 L 용기 속 각각의몰 농도는 1/2 M, 1 M, 1 M이다. 평형 상태의 몰 농도를 평형 상수식에 대입하여 구한 평형 상수(K)는 다음과 같다.K=121/2\1=24 ⑴ 반응 농도비는 A：B：C=(2.0-1.0)：(2.0-1.0)：2.0=1：1：2이다. 반응 농도비는 화학 반응식의 계수비와 같으므로 화학 반응식은 다음과 같다.A( g) + B( g) FLLE 2C( g) ⑵ 평형 상태에서 각 물질의 몰 농도는 A가 1.0 mol/L, B가 1.0 mol/L, C가 2.0 mol/L이다. 평형 상수식에 이 평형 농도를 대입하면 평형 상수(K)는 다음과 같다. K=[C]2[A][B]=2.021.0\1.0=4.0⑶ 반응의 진행 방향은 반응 지수(Q)와 평형 상수(K)를 비교하여 예측할 수 있다. 반응 지수는 물질의 현재 농도를 평형 상수식에 대입하여 얻은 값이다. A, B, C의 현재 몰 농도가 각각 2 mol/L, 2 mol/L, 3 mol/L이므로 반응 지수(Q)는 다음과 같다.Q=[C]2[A][B]=322\2=9/4따라서 반응 지수(=9/4)가 평형 상수(=4)보다 작으므로 반응 지수가 평형 상수와 같아지려면 분모(반응물의 농도 곱)는 작아지고 분자(생성물의 농도 곱)는 커지는 방향으로 반응이 진행되어야 한다. 따라서 반응은 정반응 쪽으로 진행된다.문제 분석하기aA+bB FLLE cC+dD 반응이 평형 상태에 있을 때 평형 상수(K)는 다음과 같다.K=[C]c[D]d[A]a[B]b단, 순수한 고체(s)나 용매로 사용된 액체(l)는 평형 상수식에 나타내지 않는다.2평형 상수식은 반응물과 생성물의 농도 곱의 비로 나타낸다.개념 확인 문제195쪽1 감소 2 역반응 3 감소 4 흡열 5 흡열, 발열 6 정반응C 1 ⑴ ◯ ⑵ × ⑶ ◯ 2 ⑴ 정반응 ⑵ 평형이 이동하지 않는다. ⑶ 정반응 ⑷ 역반응 3 작아진다. D 4 ⑴ N2, H2 ⑵ 압력을 높인다. ⑶ 온도를 낮춘다.문제 분석하기반응식은 A2( g) + B2( g) FLLE 2AB( g)이므로 빨간 공과 파란 공이 결합한 것은 AB이고, 한 종류의 공으로 이루어진 것은 A2 또는 B2이다.3300 K400 K온도가 높아졌을 때 AB의 수가 감소하고 A2와 B2의 수가 증가했다.➡ 역반응이 일어났다. ➡ 역반응은 흡열 반응이다.정답친해(화Ⅱ)_3-1단원(67~89).indd 6814. 10. 28. 오후 5:34 Ⅲ. 화학 평형069⑶ 평형 상태인 B의 위치가 생성물 쪽에 가까우므로 평형 상태에서 반응물보다 생성물의 양이 더 많다.2 -1반응이 진행되면 시간에 따라 농도가 변하다가 평형 상태에 도달하면 농도가 일정해진다. 따라서 그래프에서 수평 구간이 시작되는 시간 t초에서 평형 상태에 도달하였고, 이 수평 구간의 농도가 평형 상태에서의 농도이다. 2 -2그래프에서 A, B, C의 농도 변화는 다음과 같다.물질ABC처음 농도(mol/L)4.04.00평형 농도(mol/L)3.01.02.0반응 농도(mol/L)-1.0-3.0+2.0화학 반응식의 계수비는 반응한 물질의 농도비(A：B：C=1.0：3.0：2.0=1：3：2)와 같으므로 이 반응의 화학 반응식은 A( g) + 3B( g) FLLE 2C( g)이다.2 -3화학 반응식의 계수를 이용하여 평형 상수식을 나타내면 K=[C]2[A][B]3이다. 이 평형 상수식에 각 물질의 평형 농도를대입하여 평형 상수(K)를 구하면 다음과 같다.K=2.023.0\1.03=4/33 -1기체 B를 첨가하면 생성물인 B의 농도를 감소시키는 역반응 쪽으로 평형이 이동한다. 이때 전체 압력이 감소하므로 역반응은 기체의 몰수가 감소하는 반응임을 알 수 있다. 따라서 화학 반응식의 계수는 a0이므로 역반응이 자발적으로 일어난다.1 -3⑴ B는 자유 에너지가 최소로 되는 지점으로, ΔG=0이므로 화학 평형 상태이다.⑵ 순수한 반응물에서 출발하면 화학 평형 상태인 B 이후로는 더 이상 정반응이 자발적으로 일어나지 않으므로 실제로는 C에 도달하지 못한다. 대.표.자.료1 1 A：정반응, C：역반응 2 ② 3 ⑴ ◯ ⑵ ◯ ⑶ ×대.표.자.료2 1 [A]=3.0 mol/L, [B]=1.0 mol/L, [C]=2.0 mol/L 2 A( g) + 3B( g) FLLE 2C( g) 3 K=[C]2[A][B]3, 4/3대.표.자.료3 1 a ⑵ < 3 ⑴ × ⑵ ◯ ⑶ ×대표 자료 분석196~197쪽문제 분석하기N2( g) + 3H2( g) FLLE 2NH3( g) ΔH=-92 kJ 4몰 > 2몰• ΔH<0이므로 정반응은 발열 반응이다. ➡ 온도를 높이면 흡열 반응방향인 역반응 쪽으로 평형이 이동한다.• 정반응은 기체의 몰수가 감소하는 반응이다. ➡ 압력을 높이면 기체의 몰수가 감소하는 정반응 쪽으로 평형이 이동한다.4정답친해(화Ⅱ)_3-1단원(67~89).indd 6914. 10. 28. 오후 5:34070정답친해바로알기ㄱ. 반응물 중 하나인 H2만 넣었으므로 I2이 없어서 정반응이 일어나지 않으며 평형 상태에 도달할 수 없다. ㄱ. 평형 상태에 도달한 시간은 수평 구간이 시작되는 t초로, 평형 상태에서는 반응물과 생성물의 농도가 일정하다. ㄴ. 반응한 물질의 농도비는 화학 반응식의 계수비와 같다. 각 물질이 반응한 농도비가 A：B：C=3：1：2이므로 화학 반응식은 3A( g) + B( g) FLLE 2C( g)이다. 따라서 계수의 합은 a+b +c=6이다.바로알기ㄷ. 용기의 부피가 1 L이므로 기체의 몰수는 몰 농도와 같다. 평형 상태에서 기체의 총 몰수는 1몰(A)+1몰(B)+2몰(C)=4몰이고 C는 2몰이므로 C의 몰 분율은 2몰4몰=0.5이다.ㄱ. B에서 자유 에너지가 최소이며, 자유 에너지 변화 ΔG=0이다. 따라서 B는 화학 평형 상태이다.ㄷ. 평형 상태인 B가 생성물 쪽에 치우쳐 있으므로 반응물보다 생성물의 양이 더 많다.바로알기ㄴ. A에서는 ΔG<0이므로 정반응이 자발적으로 일어나고, C에서는 ΔG>0이므로 역반응이 자발적으로 일어난다.4 -2⑴ 압력이 높을수록 정반응 쪽으로 평형이 이동하여 수득률이 커진다. 압력을 높이면 기체의 몰수가 감소하는 방향으로 평형이 이동하므로 정반응은 기체의 몰수가 감소하는 반응이다. 즉, 화학 반응식의 계수는 a+b>c이다.⑵ 온도가 낮을수록 정반응 쪽으로 평형이 이동하여 수득률이 커진다. 온도를 낮추면 온도가 높아지는 발열 반응 쪽으로 평형이 이동하므로 정반응은 발열 반응이다. 즉, ΔH<0이다.4 -3⑴ 발열 반응(ΔH<0)이므로 반응물의 엔탈피 합보다 생성물의 엔탈피 합이 더 작다. 즉, 반응물보다 생성물이 더 안정하다.⑵ 발열 반응은 온도가 높을수록 생성물의 농도가 감소하여 평형 상수가 작아진다.⑶ 촉매는 수득률과 관계가 없으며, 반응 속도를 변화시키는 물질이다.01 ㄷ. 물질의 연소 반응과 같이 방출되는 열에너지가 매우 큰 발열 반응은 역반응이 일어나기 어렵다. ㄹ. 마그네슘과 염산의 반응은 발열 반응이고 기체가 발생한다. 기체가 발생하는 반응에서는 엔트로피가 크게 증가하므로 역반응이 일어나기 어렵다. 02 ① 평형 상태에서는 반응물과 생성물이 함께 존재한다.②, ③ 평형 상태에서는 반응물과 생성물의 농도가 일정하게 유지되므로 용기 속 기체의 압력과 색깔이 일정하게 유지된다.⑤ 평형 상태는 정반응과 역반응이 같은 속도로 일어나는 동적 평형 상태이다.바로알기④ 화학 반응식의 계수비는 평형 상태에서 물질의 농도비와는 관계가 없으며, 평형에 도달할 때까지 반응한 물질의 농도비와 같다. 주어진 조건으로는 평형 상태에서 NO2와 N2O4의 농도비를 알 수 없다.03 가역 반응이므로 반응물만 넣거나, 생성물만 넣거나, 또는 반응물과 생성물을 함께 넣어도 정반응이나 역반응이 일어나 평형 상태에 도달한다.내신 만점 문제01 ㄷ, ㄹ 02 ④ 03 ⑤ 04 ③ 05 ③ 06 ③ 07 4 08 ④ 09 ④ 10 ⑤ 11 ④ 12 ④ 13 ① 14 ① 15 ③ 16 ② 17 ① 18 ④ 19 ② 20 ⑤ 21 ④ 22 ③ 23 ㄱ, ㄴ 24 해설 참조 25 해설 참조 26 해설 참조198~203쪽문제 분석하기05순수한반응물순수한생성물자유 에너지G (생성물)G (반응물)ABC반응의 진행ΔG=0➡ 평형 상태ΔG<0➡ 정반응이 자발적ΔG>0➡ 역반응이 자발적문제 분석하기aA( g) + bB( g) FLLE cC( g)물질ABC처음 농도(mol/L)4.02.00평형 농도(mol/L)1.01.02.0반응 농도(mol/L)-3.0-1.0+2.004t시간(초)[A][C]4.03.02.01.00[B]농도molL( )평형 농도[A]=1.0 mol/L[B]=1.0 mol/L[C]=2.0 mol/L평형 상태에 도달한 시간정답친해(화Ⅱ)_3-1단원(67~89).indd 7014. 10. 28. 오후 5:34 Ⅲ. 화학 평형071평형에 도달할 때까지 반응한 농도비는 A：B：C=3：1：2이므로 화학 반응식은 3A( g) FLLE B( g) + 2C( g)이다. 각 물질의 평형 농도는 [A]=1.0 mol/L, [B]=[C]=2.0 mol/L이므로 평형 상수식에 평형 농도를 대입하여 평형 상수(K)를 구하면 다음과 같다.K=[B][C]2[A]3=2.0\2.021.03=8.0(가) 평형 상수식에 평형 농도를 대입하여 평형 상수(K)를 구하면 다음과 같다.K=[C]2[A][B]=0.220.3\0.3=4/9(나) 1 L 용기에 A, B, C를 각각 1몰씩 넣으면 각 물질의 농도는 [A]=[B]=[C]=1 mol/L이며, 반응 지수(Q)를 구하면 다음과 같다.Q=[C]2[A][B]=121\1=1따라서 Q>K이므로 역반응 쪽으로 반응이 진행되다가 평형 상태에 도달한다.06 자발적인 변화는 계의 자유 에너지가 최소가 되는 방향으로 일어난다. 평형 상태에서는 계의 자유 에너지가 최소이므로 자유 에너지 변화 ΔG=0이다.①, ② 순수한 반응물이나 순수한 생성물의 자유 에너지는 평형 상태보다 크다.④ 자발적으로 정반응이 진행될 때 자유 에너지는 감소하므로 ΔG<0이다.⑤ 평형 상태에 도달하면 반응물과 생성물의 농도가 일정하게 유지되므로 기체 A와 B의 부분 압력은 일정하게 유지된다.바로알기③ 평형 상태에서는 계의 자유 에너지가 최소이다.07 용기의 부피가 2 L이므로 기체 A의 처음 농도는 [A]=0.5 M이고, 기체 B의 평형 농도는 [B]=0.4 M이다. 평형에 도달할 때까지 반응물과 생성물의 양적 관계는 다음과 같다.A( g) FLLE B( g)처음 농도(M) 0.5 0반응 농도(M) -0.4 +0.4_________________________________평형 농도(M) 0.1 0.4따라서 평형 상수식에 평형 농도를 대입하여 평형 상수(K)를 구하면 다음과 같다.K=[B][A]=0.40.1=408 H2( g) + I2( g) FLLE 2HI( g)의 반응에서 평형 상수식은K=[HI]2[H2][I2]이다. 실험 1, 2의 평형 농도를 대입하여 평형 상수를 구하면 다음과 같다.실험 1：K=8.022.0\4.0=8.0실험 2：K=8.024.0\2.0=8.0따라서 실험 3의 평형 상수도 8.0이므로 HI의 평형 농도 (가)를x라 하면 x22.0\1.0=8.0, x=4.0이다.문제 분석하기2NO2( g) FLLE N2O4( g) 적갈색 무색11ABAB실온의 물무색얼음물(25 C)(100 C)(0 C)적갈색끓는 물(가)(나)(다)온도를 높이면 적갈색이 진해진다.➡ 평형이 역반응 쪽으로 이동하였다.➡ 역반응은 흡열 반응이다.온도를 낮추면 거의 무색이 된다.➡ 평형이 정반응 쪽으로 이동하였다.➡ 정반응은 발열 반응이다.(가)와 (나)의 시험관 A, B를 25 *C의 물속에 넣으면 같은 평형 상태에 도달한다.문제 분석하기aA( g) + bB( g) FLLE cC( g)평형 농도와 처음 농도의 차를 이용하여 반응한 농도를 구하면 다음과 같다.물질ABC처음 농도(mol/L)0.40.40평형 농도(mol/L)0.30.30.2반응 농도(mol/L)-0.1-0.1+0.210평형 상태에 도달할 때까지 반응한 각 물질의 농도비는 A：B：C=1：1：2이다. ➡ 화학 반응식：A( g)+B( g) FLLE 2C( g)문제 분석하기용기에 넣은 두 기체 중 A의 농도는 감소하고, B의 농도는 증가하였다. ➡ A가 반응물이므로, B와 C는 생성물이다.09농도molL( )4.03.02.01.00t시간(초)[A][C][B]•반응한 물질의 농도=처음 농도-평형 농도[A]=4.0-1.0=3.0(mol/L)•생성된 물질의 농도=평형 농도-처음 농도[B]=2.0-1.0=1.0(mol/L)[C]=2.0-0=2.0(mol/L)정답친해(화Ⅱ)_3-1단원(67~89).indd 7114. 10. 29. 오후 5:28072정답친해(나) 농도의 급격한 변화 없이 생성물인 NH3의 농도는 감소하고 반응물인 H2와 N2의 농도가 증가하였으므로 온도가 높아져 흡열 반응인 역반응 쪽으로 평형이 이동한 것이다.14 ① 주어진 반응에서 반응물과 생성물이 모두 기체이고, 양쪽 계수의 합이 2로 같으므로 압력을 변화시켜도 평형이 이동하지 않는다. 따라서 외부 압력이 2배로 되면 용기 내 전체 압력도 2배로 되고 더 이상 변화가 없다.이를 반응 지수를 이용하여 확인해 볼 수 있다. 압력이 2배로 되어 부피가 반으로 줄어들면 모든 기체의 몰 농도가 2배로 된다. 따라서 반응 지수(Q)는 다음과 같이 평형 상수(K)와 같으므로 평형은 이동하지 않는다.•K=[HI]2[H2][I2] •Q=(2[HI])22[H2]\2[I2]=[HI]2[H2][I2]=K15 ㄱ. 정반응이 발열 반응(ΔH<0)이므로 실린더 속의 온도를 낮추면 온도가 높아지는 정반응 쪽으로 평형이 이동한다.ㄷ. 일산화 탄소(CO)를 첨가하면 CO의 농도가 감소하는 정반응 쪽으로 평형이 이동한다.바로알기ㄴ. 반응물과 생성물이 모두 기체 상태이고 양쪽 계수의 합이 2로 같으므로 정반응이나 역반응에 의해 기체의 몰수 변화는 없다. 따라서 용기의 부피가 변해 압력이 변해도 평형은 이동하지 않는다.16 이 반응에서 평형 상수가 커지기 위해서는 온도가 변하여 정반응이 일어나야 한다. ㄴ. 정반응이 발열 반응(ΔH<0)이므로 용기의 온도를 낮추면 온도를 높이는 방향인 정반응 쪽으로 평형이 이동하여 평형 상수가 커진다.바로알기ㄱ. 온도가 변하지 않으므로 압력이 변해도 평형 상수는 달라지지 않는다. 또한, 이 반응은 반응물과 생성물의 기체 계수 합이 같아 압력에 의해 평형이 이동하지 않는다.ㄷ. 브로민화 수소(HBr)를 제거하면 정반응이 일어나지만 온도가 변하지 않았으므로 평형 상수는 달라지지 않는다. ㄴ. 처음에 시험관 A와 B에 넣은 NO2의 양이 같으므로 같은 온도에서 평형 농도가 같다. 따라서 (다)에서 평형 상태가 되면 시험관 A와 B의 색깔이 거의 같아진다.ㄷ. (나)에서 온도를 낮추면 거의 무색을 나타내므로 정반응은 발열 반응이다. 따라서 이 반응은 온도가 낮을수록 평형이 정반응 쪽으로 이동하여 평형 상수가 커지므로 평형 상수는 (가)보다 (나)에서 더 크다.바로알기ㄱ. 평형 상태에서는 항상 반응물과 생성물이 함께 존재한다. (가)에서 시험관 A에는 다량의 NO2와 소량의 N2O4가 함께 존재한다.12 ㄱ. 그림에서 A( g) + B( g) FLLE AB( g)의 반응이 평형 상태에 있을 때 각 물질의 몰수비는 A：B：AB=3：3：1이다. 따라서 평형 상태에서 AB의 몰 분율은 13+3+1=1/7이다.ㄴ. 평형 상태에서 압력을 가하면 압력을 감소시키는 방향, 즉 기체의 몰수가 감소하는 방향으로 평형이 이동한다. 따라서 기체의 몰수가 감소하는 정반응 쪽으로 평형이 이동한다.바로알기ㄷ. 같은 온도를 유지하며 이 용기에 생성물인 AB를 첨가하면 역반응 쪽으로 평형 이동이 일어나지만 온도가 일정하므로 평형 상수는 변하지 않는다. (가) H2의 농도가 급격히 증가하였으므로 H2를 첨가한 것이다.H2 첨가에 의해 정반응 쪽으로 평형이 이동하여 H2, N2의 농도는 감소하고 NH3의 농도는 증가하여 새로운 평형에 도달하였다.문제 분석하기N2( g) + 3H2( g) FLLE 2NH3( g) ΔH=-92 kJ 4몰 > 2몰 발열 반응•정반응은 기체의 몰수가 감소하는 반응이다.• ΔH<0이므로 정반응은 발열 반응(역반응은 흡열 반응)이다. ➡ 온도를 높이면 흡열 반응인 역반응 쪽으로 평형이 이동한다.13[NH3][N2][H2]시간0(가)(나)농도(가)에서 [H2]가 급격히 증가(=H2 첨가)그 이후 [N2] 감소, [H2] 감소, [NH3] 증가➡ 정반응 쪽으로 평형이 이동하였다.농도의 급격한 변화가 없으므로 온도를 변화시킨 것이다.(나) 이후 [N2] 증가, [H2] 증가, [NH3] 감소➡ 역반응 쪽으로 평형이 이동하였다.➡ 흡열 반응 쪽으로 평형이 이동하였다.➡ 온도를 높였다.문제 분석하기17실험온도(*C)압력(기압)평형 상수1151001.5\10^-^22281002.1\10^-^13282002.1\10^-^1압력이 일정할 때 온도가 높을수록 평형 상수가 커진다.온도가 일정할 때 압력이 커져도 평형 상수는 일정하다.정답친해(화Ⅱ)_3-1단원(67~89).indd 7214. 10. 28. 오후 5:34 Ⅲ. 화학 평형073ㄷ. t1 구간과 t2 구간에서 온도가 일정하므로 평형 상수는 같다.21 ㄱ. 평형이 정반응 쪽으로 이동하면 수득률이 증가하고, 역반응 쪽으로 이동하면 수득률이 감소한다. 이 반응은 온도를 높였을 때 수득률이 증가하였으므로 평형이 정반응 쪽으로 이동하였다. 따라서 정반응은 흡열 반응이므로 ΔH>0이다.ㄷ. 이 반응은 가역 반응이므로 용기에 기체 C만 들어 있을 때도 자발적으로 반응이 일어나 평형에 도달한다.바로알기ㄴ. 이 반응은 반응 전과 후 기체의 총 몰수가 같으므로 압력을 높여도 평형이 이동하지 않는다.주어진 표에서 실험 1과 실험 2를 비교하면 압력이 일정할 때 온도가 높을수록 평형 상수가 커진다. 따라서 온도가 높을수록 정반응 쪽으로 평형이 이동하므로 정반응이 흡열 반응임을 알 수 있다.ㄱ. 온도가 높아지면 온도를 낮추는 흡열 반응 방향인 정반응 쪽으로 평형이 이동한다.바로알기ㄴ. 실험 2와 실험 3을 비교하면 온도가 일정할 때 압력이 2배로 되어도 평형 상수는 일정하다. 평형 상수는 온도가 일정하면 변하지 않으므로 이 자료만으로는 a=b인지 알 수 없다.ㄷ. 주어진 반응은 흡열 반응이며, 반응열(Q)과 반응 엔탈피(ΔH)는 부호가 반대이므로 Q<0, ΔH>0이다.18 주어진 농도를 표로 정리하면 다음과 같다.평형 상태평형 농도(mol/L)ABC(가)1.01.01.0(나)0.81.51.2(다)0.61.3x=1.4강철 용기이므로 부피의 변화에 의한 압력 변화는 고려할 필요가 없다. 따라서 농도의 변화와 온도의 변화만 고려하면 된다.조건 Ⅰ：(가)에서 (나)로 평형이 이동할 때 반응물 A는 0.2 mol/L만큼 감소하고 생성물 C는 0.2 mol/L만큼 증가했는데, 반응물 B는 0.2 mol/L만큼 감소하지 않고 오히려 0.5 mol/L이 증가하였다. 이것은 조건 Ⅰ에서 반응물 B가 첨가되었으며, 첨가 후 정반응 쪽으로 평형이 이동한 것을 뜻한다.조건 Ⅱ：(나)에서 (다)로 평형이 이동할 때 반응물 A와 B의 농도가 각각 0.2 mol/L만큼 감소하므로 C는 0.2 mol/L만큼 증가하여 1.4 mol/L가 된다. 평형 상수식에 평형 농도를 대입하여 (가)￣(다)의 평형 상수(K)를 구하면 다음과 같다.(가) K=[C][A][B]=1.01.0\1.0=1.0(나) K=[C][A][B]=1.20.8\1.5=1.0(다) K=[C][A][B]=1.40.6\1.3≒1.8① (가)에서 (나)로 평형이 이동하면서 평형 상수는 일정하므로 온도는 일정하다.② 조건 Ⅰ은 B를 0.7몰만큼 첨가한 것이다.③ (다)에서 C의 몰수(x)는 1.2몰+0.2몰=1.4몰이다.⑤ (다)의 평형 상수는 약 1.8로 (가)보다 크다.바로알기④ (나)에서 (다)로 평형이 이동할 때 평형 상수가 커졌으므로 정반응이 일어난 것인데, 정반응은 발열 반응이므로 조건 Ⅱ는 온도를 낮춘 것이다.문제 분석하기2CO( g) + O2( g) FLLE 2CO2( g) ΔH=-566 kJ 3몰 > 2몰 발열 반응• 정반응은 기체의 몰수가 감소하는 반응이다. ➡ 압력을 높이면 기체의 몰수가 감소하는 정반응 쪽으로 평형이 이동한다. ➡ 압력이 높을수록 수득률이 증가한다.• ΔH<0이므로 정반응은 발열 반응(역반응은 흡열 반응)이다. ➡ 온도를 높이면 흡열 반응인 역반응 쪽으로 평형이 이동한다. ➡ 온도가 높을수록 수득률이 감소한다.19온도저압고압저압고압저압고압고압저압온도수득률수득률온도온도수득률온도수득률수득률저압고압②압력이 높을수록 수득률 증가온도가 높을수록 수득률 감소문제 분석하기20t1t2시간(가)(나)농도A0BA의 농도변화급격한 농도의 변화가 없으므로 온도를 변화시킨 것이다.(ㄹ)A와 B의 농도가 모두 순간적으로 급격하게 증가하므로 압력을 가한 것이다.(ㄱ)B의 농도변화A의 농도 변화가 B의 농도 변화보다 크므로 a>b이다.(ㄴ)문제 분석하기22수득률 ( )%압력(기압)100200300400400 C450 C500 C550 C350 C706050403020100온도가 낮을수록 수득률 증가 ➡ 정반응은 발열 반응압력이 높을수록 수득률 증가 ➡ 정반응은 기체의 몰수가 감소하는 반응정답친해(화Ⅱ)_3-1단원(67~89).indd 7314. 10. 28. 오후 5:34074정답친해Q=[C][A][B]=0.50.5\0.5=2•온도가 400 K일 때 Q(=2) K(=0.2)이다. 따라서 반응 지수(Q)가 평형 상수(K)와 같아지려면 평형 상수식의 분자(생성물의 농도)가 작아져야 하므로 반응은 역반응 쪽으로 진행된다.●모범 답안●400 K에서는 Q K이므로 역반응이 진행된다.채점 기준배점400 K과 450 K에서 반응의 진행 방향을 모두 옳게 예측하여 서술한 경우100 %400 K과 450 K에서 반응의 진행 방향 중 한 가지만 옳게 예측하여 서술한 경우50 %25 2A( g) FLLE B( g) ΔH<0 _____ ____ _______ 적갈색 무색 발열 반응정반응은 기체의 몰수가 감소하는 반응이고, 발열 반응이다. 온도를 높이면 온도가 낮아지는 흡열 반응 방향인 역반응 쪽으로 평형이 이동하여 적갈색이 진해진다. 압력을 높이면 기체의 몰수가 감소하는 방향인 정반응 쪽으로 평형이 이동하여 적갈색이 연해진다.●모범 답안●온도를 높이면 적갈색이 진해지고, 압력을 높이면 적갈색이 연해진다.채점 기준배점온도를 높일 때와 압력을 높일 때 색 변화를 모두 옳게 서술한 경우100 %온도를 높일 때와 압력을 높일 때 색 변화 중 한 가지만 옳게 서술한 경우50 %●모범 답안●a+b>c이고, ΔH<0이다.채점 기준배점a+b, c의 크기를 옳게 비교하고, ΔH의 부호를 옳게 쓴 경우100 %a+b, c의 크기만 옳게 비교하거나, ΔH의 부호만 옳게 쓴 경우50 %ㄷ. 정반응이 발열 반응이므로 온도가 높을수록 역반응 쪽으로 평형이 이동하여 생성물의 농도가 감소하므로 평형 상수가 작아진다.바로알기ㄱ. 압력이 높을수록 정반응이 일어나므로 a+b>c이다.ㄴ. 촉매를 사용하면 반응 속도만 달라지며 C의 수득률은 달라지지 않는다.ㄱ. O2의 농도가 큰 폐에서는 (가) 반응의 평형이 O2의 농도를 감소시키는 방향인 정반응 쪽으로 이동한다. 따라서 혈액 내 O2가 Hb과 결합한 상태인 Hb(O2)4의 형태로 조직 세포까지 운반된다.ㄴ. 혈액 내 HCO3-의 농도가 증가하면 (나) 반응에서 HCO3-의 농도를 감소시키는 역반응 쪽으로 평형이 이동하여 혈액 내 H+의 농도가 감소한다. 따라서 (가) 반응의 평형은 정반응 쪽으로 이동하므로 Hb와 O2의 결합이 촉진된다.바로알기ㄷ. 운동을 하면 근육 세포에서 CO2의 농도가 증가하므로 (나) 반응의 평형은 정반응 쪽으로 이동하여 H+의 농도가 증가한다. H+의 농도가 증가함에 따라 (가) 반응의 평형은 역반응 쪽으로 이동한다.주어진 반응식 A( g) + B( g) FLLE C( g)에서 평형 상수식은K=[C][A][B]이다.이때 A, B, C의 현재 몰 농도가 모두 0.5 mol/L이므로 반응 지수(Q)를 구하면 다음과 같다.문제 분석하기반응의 진행 방향은 반응 지수(Q)와 평형 상수(K)의 크기를 비교하면 알 수 있다.반응 지수(Q)：물질의 현재 농도를 평형 상수식에 대입하여 얻은 값•Q K：반응이 역반응 쪽으로 진행24문제 분석하기•혈액 속의 산소 운반 반응식23(가) HbH44+ + 4O2 FLLE Hb(O2)4 + 4H+Hb(헤모글로빈)에 H+이 결합한 상태이다.정반응：Hb이 O2와 결합하여Hb(O2)4이 된다.(산소의 결합)역반응：Hb(O2)4이 H+과 반응하여HbH44+과 O2로 분리된다.(산소의 해리)(나) CO2 + H2O FLLE H2CO3 FLLE HCO3- + H+정반응：CO2가 혈액에 용해되면 H+이 생긴다.역반응：H+이 HCO3-과 결합하여 혈액에서 CO2가 빠져 나온다.문제 분석하기26수득률 ( )%온도( C)1002003004005002040608010001000기압600기압300기압100기압압력이 높을수록 수득률 증가➡ 정반응은 기체의 몰수가 감소하는 반응온도가 낮을수록 수득률 증가➡ 정반응은 발열 반응정답친해(화Ⅱ)_3-1단원(67~89).indd 7414. 10. 28. 오후 5:34 Ⅲ. 화학 평형075⑵ 이산화 탄소는 삼중점의 압력이 5.1기압이므로 1기압(대기압) 상태에서 승화가 일어나는 승화성 물질이다.⑶ 온도가 높아질수록 승화 곡선과 증기 압력 곡선의 압력은 커진다. 또한, 온도가 높아질수록 대부분 물질의 융해 곡선의 압력은 커지지만, 물(얼음)의 경우는 융해 곡선의 압력이 작아진다.4 상평형 그림에서 AT는 승화 곡선, BT는 융해 곡선, CT는 증기 압력 곡선이다.⑴ 점 X는 고체, 점 Y는 액체, 점 Z는 기체 상태이다.⑵ 점 Y는 액체 상태를 나타내며, 점 Y의 상태를 기체 상태로 변화시키려면 점 Y를 오른쪽으로 이동시키거나 아래로 이동시키면 되므로 온도를 높이거나 압력을 낮추면 된다.⑶ 식품의 동결 건조는 얼음(고체)의 승화에 의해 일어나므로 승화 곡선 AT로 설명할 수 있다.⑷ 압력솥을 이용하면 압력이 높아 물의 끓는점이 높아지므로 음식이 높은 온도에서 빨리 익는다. 외부 압력에 따른 끓는점 변화는 증기 압력 곡선 CT로 설명할 수 있다.1 ⑴ 자발적으로 용해가 일어나려면 용해 과정의 자유 에너지 변화 ΔG용해<0이어야 한다.⑵ 불포화 용액은 포화 용액보다 용질이 적게 녹아 있어서 용질을 더 녹일 수 있는 용액으로, 용해 속도가 석출 속도보다 크다.⑶ 물질의 용해도는 독립적으로 작용하므로 공기로 포화된 물에도 헬륨은 약간 녹는다.2 ⑴ 60 *C에서 질산 칼륨의 용해도는 110.0이므로 물 100 g에 질산 칼륨 110.0 g이 최대로 녹을 수 있다. 따라서 물 20 g에 최대로 녹을 수 있는 질산 칼륨의 질량(x)은 다음과 같이 용해도를 이용하여 비례식으로 구한다.100 g：110.0 g=20 g：x, x=22 g⑵ 80 *C에서 질산 나트륨의 용해도는 148.2이므로 물 100 g에 질산 나트륨 148.2 g이 녹아 포화 수용액 248.2 g(=100 g +148.2 g)이 된다. 1 ⑴ 증기 압력은 일정한 온도에서 액체와 그 증기가 동적 평형 상태에 있을 때 증기가 나타내는 압력이다.⑵ 같은 온도에서 분자 간 인력이 작을수록 분자 간 인력을 극복하고 떨어져 나가 기체로 되기 쉬우므로 증발이 잘 일어나 증기 압력이 크다.⑶ 증기 압력은 액체와 그 증기가 동적 평형에 있을 때 증기의 압력을 말한다. 따라서 증기 압력을 측정할 때는 증기가 반드시 액체와 함께 존재하여 평형 상태임을 확인해야 한다.⑵ 끓는점은 액체의 증기 압력이 외부 압력과 같아지는 온도이며, 기준 끓는점은 외부 압력이 1기압일 때의 끓는점을 말한다.⑶ 분자 간 인력이 작은 물질일수록 같은 온도에서 증기 압력이 크다. 증기 압력은 A>B>C 순이므로 분자 간 인력은 AB>C (⑴)• 세로축의 1기압(760 mmHg)에서 가로로 직선을 그렸을 때 증기 압력 곡선과 만나는 점의 온도가 각 물질의 기준 끓는점이다. ➡ 기준 끓는점：AB이다.⑶ 몰 증발열은 액체 1몰을 같은 온도의 증기로 만드는 데 필요한 열량이므로 몰 증발열이 큰 액체는 증기 압력이 작다. 따라서 몰 증발열은 A>B이다.1 -3액체 A의 증기 압력을 높여야 양쪽 액체의 증기 압력이 같아지므로 액체 A의 온도를 높여야 한다. 1 -4두 액체의 증기 압력의 차에 의해 수은 기둥의 높이 차가 나타나는데, 증기 압력은 액체의 양과 관계가 없다. 즉, 액체 A를 더 넣어 주어도 수은 기둥의 높이 차는 변하지 않는다.2 -2상평형 그림에서 고체와 액체의 경계는 융해 곡선이다. 물은 융해 곡선이 음(-)의 기울기를 가지므로 압력이 높을수록 녹는점(어는점)이 낮아지지만, 이산화 탄소는 융해 곡선이 양(+)의 기울기를 가지므로 압력이 높을수록 녹는점(어는점)이 높아진다.2 -3⑴ 이산화 탄소는 5.1기압, -56.6 *C에서 고체, 액체, 기체의 세 가지 상이 평형을 이루므로 이 점은 삼중점이다.⑵ 물은 1기압에서 온도에 따라 고체, 액체, 기체 상태를 모두 관찰할 수 있다. 하지만 이산화 탄소는 삼중점이 1기압보다 높으므로 1기압에서 승화된다. 즉, 1기압에서 이산화 탄소의 액체 상태를 관찰할 수 없다.이 용액을 20 *C로 냉각하면 20 *C에서 질산 나트륨의 용해도가 88.0이므로 60.2 g(=148.2 g-88.0 g)이 결정으로 석출된다. 따라서 80 *C 질산 나트륨 포화 수용액 100 g을 20 *C로 냉각할 때 석출되는 질산 나트륨의 질량(x)은 다음과 같이 비례식으로 구한다.248.2 g：60.2 g=100 g：x, x≒24.3 g⑶ 질산 칼륨 10 g과 염화 나트륨 1 g이 혼합된 고체는 80 *C 물 10 g에 모두 녹는다. 20 *C에서 질산 칼륨의 용해도는 31.6, 염화 나트륨의 용해도는 36.0이므로 물 10 g에 질산 칼륨은 최대로 3.16 g 녹을 수 있고, 염화 나트륨은 최대로 3.60 g 녹을 수 있다. 따라서 용액을 20 *C로 냉각하면 질산 칼륨은 6.84 g (=10 g-3.16 g) 석출되고, 염화 나트륨은 석출되지 않는다.3 헨리 법칙은 일정한 온도에서 일정량의 용매에 용해되는 기체의 질량은 그 기체의 부분 압력에 비례한다는 것으로, 수소(H2), 산소(O2), 질소(N2), 헬륨(He) 등 물에 대한 용해도가 크지 않은 기체에 대해 잘 적용된다.염화 수소(HCl), 이산화 황(SO2), 암모니아(NH3)와 같이 물에 대한 용해도가 큰 기체는 압력에 관계없이 잘 녹기 때문에 헨리 법칙이 잘 적용되지 않는다.4 헨리 법칙에 따르면 일정한 온도에서 일정량의 용매에 용해되는 기체의 질량은 그 기체의 부분 압력에 비례한다. 질소 기체는 물에 대한 용해도가 크지 않으므로 헨리 법칙이 잘 적용된다. 20 *C, 1기압에서 물 1 L에 질소 기체 0.018 g이 녹으므로 20 *C, 4기압에서 물 1 L에는 0.072 g(=0.018 g\4)이 녹는다.5 헨리 법칙에 의해 압력이 2배, 3배가 되면 용해되는 기체의 질량은 2배(㉠), 3배(㉡)가 되어 기체의 부피도 2배, 3배가 되어야 하지만 보일 법칙에 의해 기체의 부피가 1/2, 1/3로 되므로 용해되는 기체의 부피는 변함없다(㉢, ㉣). 대.표.자.료1 1 B 2 ⑴ AB ⑶ A>B 3 높인다. 4 변화 없다.대.표.자.료2 1 ⑴ 0 *C ⑵ 100 *C 2 ⑴ ‑ ② ‑ ㉡ ⑵ ‑ ① ‑ ㉠ 3 ⑴ ◯ ⑵ × ⑶ ◯대.표.자.료3 1 X：110 g, Y：45 g 2 3 m 3 31.03 % 4 ②대.표.자.료4 1 ㄱ, ㄴ 2 (가) 740 mmHg (나) 1480 mmHg 3 ⑴ ◯ ⑵ ×대표 자료 분석213~214쪽문제 분석하기• 어는점(녹는점)은 대기압(1기압)에서 가로로 직선을 그렸을 때 융해 곡선과 만나는 온도이고, 끓는점은 대기압(1기압)에서 가로로 직선을 그렸을 때 증기 압력 곡선과 만나는 온도이다.2 -15.1고체고체액체액체기체기체1압력(기압)압력(기압)온도( C)온도( C)0.010-56.61000.006물이산화 탄소어는점(녹는점)끓는점삼중점삼중점정답친해(화Ⅱ)_3-1단원(67~89).indd 7614. 10. 28. 오후 5:34 Ⅲ. 화학 평형077⑵ (나)에서 추를 제거하면 질소 기체의 부분 압력이 감소하므로 헨리 법칙에 의해 용해되는 질소의 질량은 감소한다.01 ㄱ. 액체의 증기 압력은 액체의 종류와 온도에 따라 달라진다. 증기 압력은 온도가 높을수록 커지므로 온도를 높이면 액체의 증기 압력이 커진다.바로알기ㄴ. 같은 액체인 경우 증기 압력은 액체의 양에 관계없이 일정한 값을 나타낸다.ㄷ. 같은 온도에서 액체의 증기 압력은 용기의 모양이나 크기에 관계없이 일정하다. PV=nRT에 의하면 일정한 온도에서 기체의 압력은 분자 수부피에 비례한다. 밀폐 용기의 크기가 커지면 기체 분자 수가 많아지지만 부피도 증가하였으므로 증기 압력은 변하지 않는다.02 ㄱ. 같은 시간 동안 액체의 부피가 많이 줄어들수록 증발이 많이 일어난 것이다. 액체 A는 액체 B보다 증발이 잘 되므로 증기 압력은 A>B이다.ㄴ. 증발열은 액체가 증발하여 기체가 될 때 흡수하는 에너지이므로 몰 증발열이 클수록 증기 압력은 작다. 따라서 몰 증발열은 A에탄올>물>아세트산 순이다.ㄴ. 에탄올의 증기 압력이 760 mmHg에 도달하는 온도는 약 78 *C이므로 에탄올은 80 *C보다 낮은 온도에서 끓는다.바로알기ㄷ. 아세트산의 증기 압력 곡선은 물보다 아래에 있으므로 어느 온도에서나 아세트산의 증기 압력이 물의 증기 압력보다 작다. 분자 간 인력이 큰 액체일수록 증발이 어려워 증기 압력이 작으므로 아세트산은 물보다 분자 간 인력이 크다.(가) 식품을 영하로 얼리는 것은 응고이므로 E에 해당한다.(다) 얼린 식품을 밀폐된 용기에 넣고 진공 펌프로 공기를 빼내어 압력을 낮추면 얼음이 수증기로 승화한다. 진공 펌프로 수증기를 계속 제거하면 계속적으로 승화하여 식품이 건조된다. 이 과정은 승화(고체 → 기체)이므로 A에 해당한다.바로알기ㄴ. 증기 압력이 클수록 액체 분자 간 인력이 작아 쉽게 증발하므로 몰 증발열이 작다. 따라서 에탄올의 몰 증발열이 물의 몰 증발열보다 작다.ㄴ. hB와 hC의 차이는 액체 B와 C의 증기 압력 차이로, 두 물질은 분산력의 크기가 다르기 때문에 증기 압력이 다르다.ㄷ. A가 B보다 분자량이 작은데도 끓는점이 B보다 높은 것은 수소 결합이 주요 원인이다.바로알기ㄱ. 78 *C에서 A와 C는 끓는점이므로 압력이 대기압과 같아 수은 기둥의 높이 차는 hA와 hC가 거의 같으며, B는 끓는점보다 높으므로 압력이 대기압보다 높아 hB가 가장 크다.문제 분석하기•분자 간 인력이 클수록 증기 압력이 작고, 끓는점이 높다.04끓는점 ( )C진공수은10050C2H5Cl(B)C2H5OH(A)C4H9Cl(C)100025507578액체분자량끓는점 진공수은h()()()액체분자량끓는점：A>B ➡ A는 B보다 분자량은 작지만 -OH에 의해 수소 결합을 하므로 분자 간 인력이 더 크다.끓는점：B 에탄올>물>아세트산•분자 간 인력：다이에틸 에테르고체>기체 순으로 밀도가 크다.② 물질은 삼중점(T)보다 낮은 압력에서 온도를 변화시킬 때 승화될 수 있다. 따라서 일반적으로 승화성 물질은 삼중점의 압력이 대기압(1기압)보다 높은 물질이므로 (나)만 승화성이 있다.③ 융해 곡선이 음(-)의 기울기를 가진 (가)는 압력이 높아지면 녹는점이 낮아지고, 융해 곡선이 양(+)의 기울기를 가진 (나)는 압력이 높아지면 녹는점이 높아진다.④ 1기압, 25 *C에서 (가)는 액체 상태, (나)는 기체 상태로 존재한다.문제 분석하기그림은 헤스 법칙에 근거하여 염화 나트륨(NaCl)의 용해 과정에서 엔탈피 변화를 단계별로 분석한 것이다. 12Na+(aq)+Cl-(aq)Na+(g)+Cl-(g)+H2O(l)NaCl(s)+H2O(l)’H2=-771 kJ’H3=+5 kJ’H1=+776 kJ엔탈피반응 경로Na+과 Cl-이 물에 녹으면서 수화가 일어나 매우 큰 발열 반응이 일어난다.(ΔH2)NaCl이 용해될 때 이온 결정의 격자 에너지(ΔH1)를 흡수해야 한다.NaCl이 용해될 때 흡수하는 에너지(ΔH3)이다.문제 분석하기08압력(기압)압력(기압)5.110.0061TT0.01100-56.6-78.5온도( C)온도( C)(가)(나)융해 곡선이 음(-)의 기울기를 가진다.융해 곡선이 양(+)의 기울기를 가지는 경우 압력을 가할수록 녹는점이 높아진다.삼중점(T)보다 낮은 압력에서 온도를 변화시키는 경우 승화 곡선을 통과하면서 승화가 일어난다.문제 분석하기• 삼중점보다 낮은 온도에서 수증기의 압력을 높이면 기체 → 고체 → 액체로 상태가 변한다.• (가)에서 A까지는 보일 법칙을 따르는 기체 상태, AB는 승화, BC는 고체 상태, CD는 융해, DE는 액체 상태이다.09(가)(나)부피( )L압력(기압)ABDCE압력(기압)T2P1L온도( C)부피가 급변하는 상태 변화가 두 번 일어났다. ➡ 세 가지 상태를 모두 포함한다.수직 변화(압력 증가)할 때 세 가지 상태를 모두 통과하는 온도는 삼중점의 온도 T2보다 낮은 온도이다.삼중점정답친해(화Ⅱ)_3-1단원(67~89).indd 7914. 10. 28. 오후 5:35080정답친해바로알기ㄱ. 몰랄 농도는 용매 1 kg 속에 녹아 있는 용질의 몰수를 나타낸다. 점 A에서 두 물질의 용해도가 같으므로 물 100 g에 녹아 있는 용질의 질량은 같다. 그러나 두 물질의 화학식량이 달라 녹아 있는 몰수가 다르므로 몰랄 농도는 다르다.ㄴ. (가)는 온도가 높을수록 용해도가 감소하므로 기체인 암모니아의 용해도 곡선이다.16 (가)는 압력이 커질수록 기체의 용해도가 증가하는 것을 나타내고, (나)는 온도가 높아질수록 기체의 용해도가 감소하는 것을 나타낸다.ㄴ. 여름에는 수온이 높아져 산소의 용해도가 감소하므로 물고기들이 호흡하기 위해 수면 가까이로 올라온다. ‑ (나)ㄷ. 깊은 바다 속에서는 수압이 높아져 기체의 용해도가 증가하므로 질소가 혈액에 많이 녹는다. 그런데 잠수부가 갑자기 수면으로 올라오면 압력이 낮아져 기체의 용해도가 감소하므로 혈액에서 질소 기체가 빠져나온다. 이 때문에 모세 혈관에 기포가 생겨 혈액의 흐름을 방해하므로 잠수부가 잠수병에 걸린다. ‑ (가)바로알기ㄱ. 높은 산에서는 대기압이 낮아지므로 물의 끓는점이 낮아진다. 따라서 높은 산에서 밥을 지으면 쌀이 설익는다. ‑ 압력과 끓는점의 관계17 헨리 법칙에 따르면 일정한 온도에서 기체의 용해도는 그 기체의 부분 압력에 비례한다.ㄱ. 수용액에 드라이아이스 조각을 넣으면 수용액의 온도가 낮아지고, 드라이아이스가 승화하여 CO2 기체가 발생하므로 CO2의 압력이 높아진다. 따라서 CO2가 더 녹아 들어간다.ㄹ. CO2를 넣어 전체 압력이 2기압이 되면 헨리 법칙에 의해 용해도가 2배가 된다.바로알기ㄴ. 마개를 열어 두면 CO2와 공기가 혼합되면서 CO2의 부분 압력이 작아지므로 용해도가 감소한다.ㄷ. He을 넣어 전체 압력이 2기압이 되게 해도 CO2의 부분 압력은 1기압으로 일정하므로 CO2의 용해도는 변하지 않는다.ㄱ. 염화 나트륨의 용해 엔탈피는 ΔH3=ΔH1+ΔH2이다.바로알기ㄴ. ΔH1은 Na+과 Cl- 사이의 인력을 극복하는 데 필요한 에너지이고, ΔH2는 Na+과 Cl-이 물 분자에 의해 수화될 때 방출하는 에너지이다. |ΔH2|가 |ΔH1|보다 작으므로 염화 나트륨과 물 분자 사이의 인력은 Na+과 Cl- 사이의 인력보다 작다.ㄷ. 염화 나트륨이 물에 잘 녹는 것은 용해 과정에서 엔탈피는 증가하여 불리하지만 엔트로피가 크게 증가하여 자유 에너지가 감소하기 때문이다.13 ③ NaCl이 물에 녹으면 다음과 같이 이온화 평형을 이룬다.NaCl(s) FLLE Na+(aq) + Cl-(aq)HCl 기체가 물에 녹으면 Cl-의 농도가 증가하므로 NaCl의 이온화 평형이 역반응 쪽으로 이동한다. 따라서 NaCl의 용해도가 감소하고 석출되는 NaCl의 양이 증가하므로 바닥에 가라앉은 NaCl의 양이 많아진다.바로알기④ NaCl의 이온화 평형이 역반응 쪽으로 이동하므로 수용액 속 Na+의 농도는 감소한다.⑤ HCl 기체가 물에 녹으면 Cl-의 농도가 증가하여 평형 상태가 깨지므로 평형이 이동하여 새로운 평형에 도달한다.14 ㄱ. (가)는 용해도 곡선 상에 위치하는 점이므로 포화 용액이다. 따라서 (가)에서 A 수용액은 용해 속도와 석출 속도가 같다.ㄴ. 50 % A 수용액 100 g은 물 50 g에 A 50 g이 녹아 있는 상태이다. T2에서 A의 용해도는 140이므로 물 100 g에 A가 최대로 140 g 녹을 수 있고, 물 50 g에는 최대로 70 g이 녹을 수 있다. 따라서 T2에서 50 % A 수용액 100 g에는 A 20 g(=70 g -50 g)이 더 녹을 수 있다.ㄷ. T2에서 B의 용해도는 160이므로 물 100 g에 B 160 g이 녹으면 포화 용액 260 g이 된다. 따라서 T2에서 B의 포화 수용액 130 g에 녹아 있는 B의 질량(x)은 80 g이고, 물은 50 g이다.260 g：160 g=130 g：x, x=80 gT1에서 B의 용해도가 20이므로 물 50 g에는 B가 최대로 10 g 녹을 수 있다. 따라서 T2에서 B의 포화 수용액 130 g을 T1으로 냉각할 때 석출되는 B의 질량은 70 g(=80 g-10 g)이다.15 ㄷ. (나)는 온도가 높을수록 용해도가 증가하므로 고체인 황산 마그네슘의 용해도 곡선이다. T2의 황산 마그네슘 포화 수용액의 온도를 T1으로 낮추면 용해도가 감소하므로 용질이 석출된다.문제 분석하기18압력이 일정할 때 기체의 용해도는 온도가 높아질수록 감소한다.온도가 일정할 때 기체의 용해도는 압력에 비례한다. ➡ 헨리 법칙압력(기압)온도(*C)123400.0230.0460.0690.092200.0180.0360.0540.072300.0140.0280.0420.056600.0130.0260.0390.052정답친해(화Ⅱ)_3-1단원(67~89).indd 8014. 10. 28. 오후 5:35 Ⅲ. 화학 평형081그런데 물의 양이 1/2로 되므로 2기압일 때 물 500 mL에 녹는 산소의 질량은 0.043 g이다.온도가 일정하면 보일 법칙에 의해 압력이 증가할수록 부피는 감소한다. 따라서 산소의 부분 압력이 1기압일 때는 0.043 g의 부피가 31 mL이지만, 산소의 부분 압력이 2기압일 때는 0.043 g의 부피가 15.5 mL이다.채점 기준배점산소 기체의 질량과 부피를 옳게 구하고, 풀이 과정을 옳게 서술한 경우100 %산소 기체의 질량과 부피만 옳게 구한 경우40 %01 ㄱ. 시간이 지날수록 반응물의 농도 감소량이 줄어들다가 평형 상태에 이르면 농도가 일정하게 유지된다. 따라서 정반응 속도는 평형 상태에 도달할 때까지 점점 감소하다가 평형 상태에서 일정해진다.ㄷ. 주어진 반응에서 평형 상수(K)는 다음 식으로 구할 수 있다.K=[B][A]그런데 평형 상태에서 [A]>[B]이므로 이 반응의 평형 상수는 K<1이다.바로알기ㄴ. 화학 평형 상태는 가역 반응에서 정반응 속도와 역반응 속도가 같아 반응이 정지된 것처럼 보이는 동적 평형 상태이다. t초 이후에는 평형 상태에 있으며, 평형 상태에서도 반응은 계속 진행되고 있다.ㄴ. 온도가 일정할 때 물 1 L에 최대로 녹는 질소 기체의 질량은 압력이 높을수록 증가한다.ㄷ. 일정한 온도에서 질소 기체의 용해도는 압력에 비례하므로 헨리 법칙을 잘 따른다.바로알기ㄱ. 일정한 압력에서 질소 기체의 용해도는 온도가 높아질수록 감소한다. 따라서 질소 기체의 용해 과정은 발열 반응이므로 ΔH<0이다.●모범 답안●액체 A의 증기 압력은 온도에만 영향을 받고 기체 B의 압력이나 전체 압력과는 관계가 없으므로 액체 A의 증발 속도는 변하지 않는다. 액체 A의 증기 압력과 기체 B의 압력이 합하여 용기의 전체 압력이 증가하므로 수은 기둥의 높이 차 h는 커진다.채점 기준배점증발 속도와 수은 기둥 높이 차를 모두 옳게 서술한 경우100 %증발 속도와 수은 기둥 높이 차 중 한 가지만 옳게 서술한 경우50 %20 자유 에너지 변화 ΔG<0이면 용해 과정이 자발적이다. 따라서 흡열 반응(ΔH>0)일 때 ΔG=ΔH-TΔS<0이 되려면 ΔS>0이고, ΔH의 절댓값보다 TΔS의 절댓값이 커야 한다. ●모범 답안●ΔS>0이고, │ΔH│0일 때 온도(T)와 엔트로피 변화(ΔS)의 관계를 이용하여 ΔG<0이 되는 경우를 옳게 서술한 경우100 %그 외의 경우0 %21 ●모범 답안●헨리 법칙에 의하면 기체의 용해도는 기체의 부분 압력에 비례한다. 산소의 부분 압력이 1기압일 때 물 1 L에 0.043 g이 녹으면 산소의 부분 압력이 2기압일 때 1 L에 0.086 g이 녹을 것이다. 문제 분석하기• 진공인 용기에 액체 A를 넣었으므로 수은 기둥의 높이 차(h)는 액체 A의 증기 압력에 해당한다.• 용기에 기체 B를 넣으면 수은 기둥의 높이 차는 용기에 들어 있는 기체의 전체 압력에 비례하여 증가한다.• 기체 B는 액체 A에 녹지 않고 기체 A와도 반응하지 않으므로 기체 B를 용기에 넣으면 용기의 부피에 해당하는 부분 압력을 가진다.19액체 A수은진공h1 가역 2 평형 3 온도 4 역수 5 정반응 6 역반응 7 반응 지수 8 감소 9 감소 10 증가 11 감소 12 증가 13 흡열 14 발열 15 작아 16 커 17 정반응 18 크다 19 작다 20 작다 21 낮다 22 낮아진다 23 높아진다 24 높아진다 25 용해 평형 26 포화 27 불포화 28 용해도 29 흡열 30 증가 31 증가 32 헨리중단원 핵심 정리220~221쪽중단원 마무리 문제222~226쪽01 ㄱ, ㄷ 02 ⑤ 03 (가) 3.6 (나) 정반응 04 ① 05 ② 06 ⑤ 07 ⑤ 08 ② 09 ③ 10 ③ 11 ㄱ, ㄴ 12 ⑤ 13 ② 14 ④ 15 ⑤ 16 ④ 17 ④ 18 ⑤ 19 ③ 20 ④정답친해(화Ⅱ)_3-1단원(67~89).indd 8114. 10. 28. 오후 5:35082정답친해ㄱ. 화학 반응식은 2A( g) + B( g) FLLE 4C( g)이므로 a+b+c =7이다.바로알기ㄴ. 이 반응의 평형 상수(K)는 다음과 같다.K=[C]4[A]2[B]=0.440.22\0.1=6.4ㄷ. 1 L 용기에 A, B, C를 각각 1몰씩 넣으면 각 물질의 농도는 [A]=1 M, [B]=1 M, [C]=1 M이므로 반응 지수(Q)는 1이다.Q=[C]4[A]2[B]=1412\1=1Q 0(ㄱ)문제 분석하기10온도평형 상수C의 수득률압력온도가 높아질수록 평형 상수가 작아진다. ➡ 온도가 높아질수록 역반응 쪽으로 평형이 이동한다. ➡ 흡열 반응 쪽이 역반응이므로 정반응은 발열 반응이다.압력이 높아질수록 생성물인 C의 양이 많아진다. ➡ 압력이 높아지면 평형이 정반응 쪽으로 이동한다.(ㄷ)문제 분석하기11온도(*C)압력(기압)20040060010082 %25 %5 %20086 %36 %8 %60096 %65 %23 %압력이 일정할 때 온도가 높아지면 수득률이 감소하므로 역반응 쪽으로 평형이 이동하였다. ➡ 역반응은 흡열 반응이다.온도가 일정할 때 압력이 높아지면 수득률이 증가하므로 정반응 쪽으로 평형이 이동하였다. ➡ 정반응은 기체의 몰수가 감소하는 방향이다. ➡ a+b>c(ㄱ)정답친해(화Ⅱ)_3-1단원(67~89).indd 8314. 10. 28. 오후 5:35084정답친해ㄱ. 일정한 온도에서 증기 압력이 클수록 증발이 잘 되므로 20 *C에서 증기 압력이 가장 큰 A가 증발이 가장 잘 된다.ㄴ. 같은 온도에서 증기 압력이 클수록 분자 간 인력이 작아 증발이 잘 일어난다. 따라서 분자 간 인력은 C>B>A 순이다.바로알기ㄷ. 액체의 끓는점은 액체의 증기 압력이 대기압(760 mmHg)과 같아지는 온도이다. 따라서 각 물질 A￣C의 끓는점에서 증기 압력은 760 mmHg로 모두 같다.ㄴ. 상평형 그림에서 25 *C, 1기압을 나타내면 흑연이 존재하는 범위에 속하므로 흑연이 가장 안정한 상이다.ㄷ. 상평형 그림에서 흑연은 일정한 온도에서 압력이 충분히 높아지면 다이아몬드로 변한다.ㄱ. (가)의 수용액에 HCl가 녹으면 H+이 생성되므로 수용액의 pH는 작아진다.ㄴ. (가)의 수용액에 HCl가 녹으면 Cl-이 증가하므로 역반응 쪽으로 평형이 이동하여 새로운 평형에 도달한다.바로알기ㄷ. (가)의 수용액에 HCl가 녹으면 평형이 역반응 쪽으로 이동하므로 NaCl 결정이 석출된다.ㄱ. 온도가 높을수록 C의 몰 분율이 감소하므로 역반응 쪽으로 평형이 이동하였다. 따라서 정반응은 발열 반응이다.ㄴ. 초기 반응물 A와 B는 각각 10몰로 일정한데 온도가 높을수록 평형에서 C의 몰 분율이 감소하기 때문에 같은 양의 반응물에서 생성되는 C의 양이 감소하는 것이다. 따라서 온도가 높아질수록 C의 수득률은 낮아지고 평형 상수도 작아진다.ㄷ. 일정한 온도에서 압력이 높을수록 C의 몰 분율이 증가하므로 기체의 몰수가 감소하는 방향이 정반응이다. 따라서 기체 생성물 C의 계수 x는 기체 반응물 계수 합 3보다 작다. 13 ㄴ. (가)에서 액체 A의 양이 시간이 지나면서 줄어드는 것은 액체의 증발 속도가 증기의 응축 속도보다 크기 때문이다.바로알기ㄱ. 액체가 증발하여 생긴 증기의 양은 (나)가 (가)보다 많으므로 유리종 속의 압력은 (나)가 (가)보다 크다.ㄷ. 동적 평형 상태에서는 액체의 증발과 증기의 응축이 같은 속도로 일어난다. 문제 분석하기2A( g) + B( g) FLLE xC( g) 12C의 몰 분율： 평형 상태에서 남아 있는 A, B와 생성된 C의 몰수 합에 대한 생성물 C의 몰수 비율몰 분율1.00.50500400300200압력(atm)몰 분율1.00.50400300200100A+BCC온도( C)(가)(나)온도가 높을수록 생성물 C 감소 ➡ 흡열 반응인 역반응이 일어나 평형 상수가 감소한 것이다.압력이 높을수록 생성물 C 증가 ➡ 평형이 정반응 쪽으로 이동한 것이다. 문제 분석하기염화 나트륨(NaCl)의 용해 평형은 다음과 같다.NaCl(s) FLLLE Na+(aq) + Cl-(aq)16(가)의 수용액에 Cl-이 녹으면 NaCl의 용해 평형은 역반응 쪽으로 이동한다.NaCl포화 용액콕공기HCl(g)NaCl 결정(가)(나)염화 수소(HCl)는 물에 매우 잘 녹는 기체이므로 콕을 열면 (가)의 포화 용액에 녹는다.문제 분석하기14같은 온도에서 증기 압력의 크기는 A>B>C이다.80604020100120ABC증기 압력(mmHg)온도( C)7608006004002000이 점선과 곡선이 만나는 점의 온도가 각 물질의 끓는점이다. ➡ 끓는점：A0이므로 정반응은 흡열 반응이다. 평형 Ⅰ의 평형 상수가 평형 Ⅱ의 12배인 것으로 보아 t1에서 온도를 낮추어 역반응이 일어난 것이다.바로알기ㄷ. 평형 Ⅰ에서 A는 2 M, B는 4 M이므로 C의 농도를 c M이라고 하면 K=42\c2=8c이다.평형 Ⅱ에서 A는 3 M, B는 2 M이고, 평형 Ⅰ보다 A의 농도가 1 M 증가하였으므로 C의 농도는 (c-1) M이 된다.평형 Ⅱ의 평형 상수는 평형 Ⅰ의 평형 상수의 1/12이므로 K=22\(c-1)3=8c\1/12에 의해 c는 2 M이다. 따라서 평형 Ⅱ에서 C의 농도는 (c-1) M=1 M이다. 즉, 평형 Ⅱ에서 B의 몰수는 2몰, C의 몰수는 1몰이다. 4 200 *C, 1 L의 밀폐된 용기이므로 평형 농도를 이용하여 평형 상수를 계산할 수 있다.(가)의 평형 상수：K(가)=[C]2[A][B]=222\2=1(나)의 평형 상수：K(나)=[D]2[A][C]2=222\12=2ㄷ. 2A( g) + B( g) FLLE 2D( g) 반응식은 (가)와 (나)의 반응식을 더하면 얻어진다. 같은 온도에서 이 반응의 평형 상수(K)는 반응 (가)와 (나)의 평형 상수를 곱하여 구할 수 있다.1 반응 용기가 강철 용기이므로 부피 변화가 없어서 평형 농도 대신 평형 몰수를 이용해 평형 상수(K)를 구할 수 있다.K=[B][A](가) A를 1몰 넣고 반응시켜 B가 x몰 생성되었으므로 A의 평형 몰수는 (1-x)몰이다. 따라서 T1에서의 평형 상수는 다음과 같다.K=[B][A]=x1-x=a(나) B가 2x몰이므로 A의 평형 몰수는 (1-2x)몰이다. 따라서 T2에서의 평형 상수는 다음과 같다.K=[B][A]=2×1-2x=6a두 평형 상수식을 이용하여 계산하면 2×1-2x=6\x1-x이므로 x=0.4몰, a=2/3이다.ㄱ. (가)에서 A와 B의 평형 농도는 각각 1 mol/L, 2 mol/L이다. 따라서 평형 상수(K)는 다음과 같다.K=[B]2[A]3=2213=4ㄴ. (나)에서 온도가 일정하고 물질의 농도만 변하는 경우에는 평형 상수가 변하지 않는다. A, B 1몰씩을 첨가했을 때 A와 B의 순간 농도는 각각 2 mol/L, 3 mol/L이고, 반응 지수 Q는 다음과 같다.Q=[B]2[A]3=3223=9/8즉, 반응 지수(Q=9/8)가 평형 상수(K=4)보다 작으므로 반응물의 농도는 감소하고 생성물의 농도는 증가해야 평형 상수와 같아진다. 따라서 새로운 평형에 도달할 때까지 정반응이 우세하게 진행된다.바로알기ㄷ. ΔH<0이므로 정반응은 발열 반응이다. 온도가 문제 분석하기3A( g) FLLE 2B( g) ΔH<02[B][A]시간01234A, B1몰씩 첨가온도 높임t1t2평형 상태(가)평형 이동(나)새로운평형몰 농도molL( )A, B 1몰씩을 첨가하였을 때 평형이 이동하는 방향은 반응 지수와 평형 상수를 비교하여 알 수 있다.정반응이 발열 반응이므로 온도를 높였을 때 역반응 쪽으로 평형이 이동한다.정반응은 발열 반응이다.문제 분석하기A( g) FLLE 2B( g) + C( g) ΔH>03➡ 평형 상수식은 K=[B]2[C][A]이고, 정반응은 흡열 반응이므로 온도가 높아지면 평형 상수가 커진다.시간평형 Ⅰ평형 Ⅱ온도변화A~C 중한 물질 첨가몰수(몰)43210t1t2t3온도를 변화시켰을 때 평형 상수가 작아지므로 역반응이 일어났다. ➡ 반응하는 농도비가 2：1이므로 감소하는 것은 생성물 중 B, 증가하는 것은 반응물인 A임을 알 수 있다.A는 증가하고 B는 감소하므로 역반응이 일어났다. ➡ B가 완만하게 감소하므로 또 다른 생성물인 C를 첨가한 것이다.(ㄴ)BA정답친해(화Ⅱ)_3-1단원(67~89).i

완자 중등 과학 2 답지 (2021)

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2021 완자 중등 과학 2 표지

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2. 친절한 해설로 혼자서 공부하기 좋은 교재

3. 시험 당일날, 시험 전 벼락치기 공부하기 좋은 개념정리

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