[PEET 일반화학] 2017학년도 7회 PEET 일반화학 고난도 기출문제 풀이/해설

2017학년도 4번

루이스 구조를 찾는 문제의 경우, 항상 분자의 전하 = 중심 원자의 전하로 가정하고 먼저 풀어봅니다.

(그래도 구조가 나오지 않으면 중심 원자가 아닌 원자에 전하를 적용시켜보면 됨)

F는 2주기 원소이기 때문에 옥텟 확장이 불가능하므로 비공유 전자쌍이 3개인 (나)는 Cl이 중심 원자가 되어야 합니다.

 

① A는 Cl이 맞습니다.

② 결합각의 경우 (가)는 104.5도, (나)는 180도이므로 (나)가 더 큽니다.

③ (가), (다) Cl의 형식 전하는 각각 0, +1로 다릅니다.

④ 중심 원자 비공유 전자쌍은 (나)는 3개, (가)는 2개입니다.

⑤ 중심원자 혼성 궤도 함수는 각각 sp3, dsp2, dsp3이므로 (가)의 s-character가 가장 높습니다.

따라서 정답은 5번입니다.

 

2017학년도 8번

 

우선 두 용액을 합치기 때문에 두 용액 각각의 용매, 용질의 질량을 구해야 합니다.

(가)는 NaOH 질량이 250g의 20%이므로 50g이고, 나머지 200g은 H2O에 해당합니다.

(나)는 H2O 1kg당 NaOH 25m = 1kg이 녹아있다는 뜻이므로 H2O의 질량과 NaOH의 질량이 같음을 알 수 있습니다.

따라서 400g 포화 수용액에는 NaOH 200g, H2O 200g이 들어 있습니다.

그리고 아래 녹지않은 NaOH는 190g이 있습니다.

두 용액을 합치면 총 H2O는 400g, NaOH는 440g으로 NaOH 질량이 H2O 질량보다도 많으므로 25m 포화수용액이 될 때까지만 NaOH가 용해됩니다.

즉, H2O 400g에 NaOH 400g이 용해되며 이 용액의 몰 농도를 계산해주면 25d/2가 됩니다.

따라서 정답은 3번입니다.

 

2017학년도 9번

A, B 둘 다 반감기가 일정하므로 둘 모두에 대해 각각 1차 반응입니다.

A에 대한 반감기 식을 적용할 때, B는 상수 취급을 하여 속도 상수 자리에 k[B]_0를 대입해줍니다.

B에 대한 반감기 식을 적용할 때, A는 상수 취급을 하여 속도 상수 자리에 k[A]_0를 대입해줍니다.

두 식을 연립하면 y/x = 4/3이 나옵니다.

따라서 정답은 2번입니다.

 

2017학년도 15번

ㄱ. Q에서 압력이 높아지면 액체가 고체로 상변환하므로 고체가 밀도가 큼을 알 수 있습니다.

ㄴ. 평형 I에서의 액체 몰수는 두 상태에서의 기체 몰수의 차이와 같으므로 이를 계산해주면 PV/160a가 나옵니다.

ㄷ. 50K에서 평형에 도달하면 A(g)와 A(l)이 공존하는 점으로 도달합니다.

따라서 정답은 2번입니다.

 

2017학년도 16번

ㄱ. 반응이 느린 1단계가 속도결정단계이므로 v = k[A][C]로 식을 세울 수 있습니다.

이 때 B는 반응물이지만 반응 속도와 무관하여 농도 변화를 무시할 수 있습니다.

따라서 실험 I과 II를 비교하면 x = 0.2임을 알 수 있습니다.

ㄴ. 반응 (가)는 B에 대해 0차 반응입니다.

ㄷ. III에서 [B] = 0.05이면 0.15M이 반응한 것입니다.

또한 v_0가 I의 6배, [C]는 2배이므로 y = 0.3이 되어야 합니다.

[A]도 [B]와 마찬가지로 0.15M 반응하면 [A] = 0.15M이 됩니다.

따라서 정답은 5번입니다.

 

2017학년도 17번

ㄱ. (나)를 조건대로 그려보면 위와 같고, 이 때 ∠O-Cl-O는 180도입니다.

ㄴ. (가)와 (라)는 리간드들의 배치가 다르므로 기하이성질체 관계에 해당합니다.

ㄷ. (다)와 (라)를 조건에 맞게 그려보면 됩니다.

이 때 phen은 두 자리 리간드이므로 반드시 위치를 붙여서 두어야 합니다.

그려보면 서로 광학이성질체 관계에 있으므로 둘은 카이랄임을 알 수 있습니다.

따라서 정답은 6번입니다.

 

2017학년도 23번

ㄱ. 1atm 피스톤 하에 있는 조건이므로 P는 항상 일정하며, 따라서 기체의 몰수는 부피에 비례합니다.

반응 전 몰수는 1mol이고, 반응 후 몰수는 1.25mol이 되어 기체 부피히는 5/4가 됩니다.

ㄴ. A 1mol당 B 2mol이 생성되므로 b = 2입니다.

평형 I에서의 K_p를 계산하면 4/15가 됩니다.

A 1mol을 첨가했을 때 보기 ㄴ의 내용대로 n_B/n_A를 0.5/0.75로 가정하고 반응을 진행시켜보면 Q 값이 4/15로 K_p와 같기 때문에 가정이 성립함을 알 수 있습니다.

ㄷ. Ne를 첨가하면 반응은 일어나지 않으나 P_tot = 1atm으로 고정된 상태이기 때문에 A와 B의 분압은 감소합니다.

따라서 기체 몰수가 증가하는 정반응이 진행됩니다.

그러므로 B의 몰수는 III에서가 II에서보다 큽니다.

따라서 정답은 7번입니다.

 

2017학년도 24번

ㄱ. K_sp가 다른 AgX, AgY의 침전이 일어날 때, K_sp가 작은 물질부터 침전이 일어나고 그 물질의 침전이 끝나야 그 때부터 나머지 물질의 침전이 일어납니다. (동시에 같이 일어나는 것이 아님)

문제 조건에서 AgX 화학식량이 AgY보다 크다고 하였으므로 침전 질량의 기울기가 더 큰 초반부가 AgX의 침전에 해당함을 알 수 있습니다.

따라서 AgX의 K_sp가 더 작습니다.

P점은 AgY의 침전이 일어나기 시작하는 지점이므로 a를 구할 수 있습니다.

P에서 [Ag+] = 1.69 × 10^(-9)이므로 K_sp(AgY) = a = 1.69 × 10^(-9) × 0.1 = 1.69 × 10^(-10)이며 이 값은 용해도의 제곱에 해당하므로 용해도는 1.3 × 10^(-5)입니다.

ㄴ. Q점에서 [X-]/[Y-]는 용해도곱상수의 비율과 같으므로 보기의 식이 맞습니다.

ㄷ. AgY의 K_sp값이 더 크므로 알짜 이온 반응식을 써보면 위와 같습니다.

따라서 정답은 7번입니다.

 

2017학년도 25번

ㄱ. PV = w/M RT이고, PM = ρRT이므로 동일 압력 하에서 밀도는 분자량에 비례합니다.

따라서 각 상태에서의 평균 분자량을 구하면 밀도를 알 수 있습니다.

(나)에서 A의 밀도가 1이고, C의 밀도는 2/5라고 하였으므로 반응 계수에 따라 계산해보면 B의 밀도는 4/5가 됩니다.

반응 전 밀도 x는 두 기체의 밀도의 평균이므로 9/10이 됩니다.

ㄴ. (가)에서 반응 전이랑 후에서 밀도가 8/9가 되므로 몰수는 9/8이 되었다는 의미로 해석할 수 있습니다.

반응 전 몰수가 1mol이므로 반응 후 몰수의 합이 9/8mol이 되어야하므로, 미지수를 구하여 반응 후 각 기체의 몰수를 알 수 있습니다.

K_p를 계산하면 1이므로 보기 ㄴ은 맞습니다.

ㄷ. (가)에서 B의 몰분율은 2/3입니다.

(나)에서는 반응식을 다시 써서 계산해봐야 합니다.

미지수를 두고 K_p = 1이므로 방정식을 풀면 b = 1/3이 나옵니다.

따라서 (나)에서 B의 몰분율은 1/3입니다.

(가)에서의 B의 몰분율 / (나)에서의 B의 몰분율 = 4/3이므로 보기 ㄷ은 틀렸습니다.

따라서 정답은 4번입니다.