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자연과학(PEET)/일반화학 36

[PEET 일반화학] 2021학년도 11회 PEET 일반화학 고난도 기출문제 풀이/해설

2021학년도 12번 분자의 루이스 구조를 그리는 문제입니다. 이온의 형식 전하에 대해서 표에 정리되어 있는데, 이 때 이 형식 전하를 중심 원자 I의 형식 전하로 보아도 무방합니다. 따라서 이를 바탕으로 분자 구조들을 그리면 위와 같습니다. ㄱ. (나)의 형식 전하는 -1, (다)의 비공유 전자 수는 3이므로 a + b = 2입니다. ㄴ. (다)의 분자 구조는 직선형이므로 틀렸습니다. ㄷ. (가)의 I의 혼성 궤도함수는 sp3이고, 이 때 s-character는 25%입니다. (나)의 I의 혼성 궤도함수는 d2sp3이고, 이 때 s-character는 약 17%입니다. 따라서 보기 ㄷ은 틀렸습니다. 따라서 정답은 5번입니다. 2021학년도 16번 상평형 그래프 해석에 대한 문제입니다. ㄱ. A에서 X(..

[PEET 일반화학] 2020학년도 10회 PEET 일반화학 고난도 기출문제 풀이/해설

2020학년도 1번 아세트산은 약산이고 이를 강염기로 적정하는 상황이므로 당량점에 도달하면 염기성 용액이 됩니다. 따라서 염기성 pH를 변색 범위로 가지고 있는 페놀프탈레인 시약을 사용해야합니다. 아세트산의 몰농도는 MV = 일정 공식을 사용하면 20mL임을 알 수 있습니다. 따라서 정답은 4번입니다. 2020학년도 6번 몰농도와 몰랄농도에 대해서 묻는 문제입니다. 몰농도는 용액 부피에 반비례하고, 밀도 또한 용액 부피에 반비례하므로 몰농도의 비와 밀도 비는 같습니다. 따라서 M2/M1 = d2/d1이므로 M2 = M1 * d2/d1이고, M1 = 1이므로 (나) 용액의 몰농도는 d2/d1입니다. 그 다음 몰랄농도는 용액 질량에서 용질 질량을 빼주어야 하므로 분모에 d2 - 0.04가 들어가게 됩니다. ..

[PEET 일반화학] 2019학년도 9회 PEET 일반화학 고난도 기출문제 풀이/해설

2019학년도 10번 화학 반응속도론 문제입니다. 총 2단계로 구성된 반응에서 느린 반응에 해당하는 단계 1이 속도결정단계임을 알 수 있습니다. 따라서 -d[H2O2]/dt_1단계 = k1[H2O2][I-]라는 식을 얻을 수 있습니다. 그러나 이 문제가 어려운 이유는 단계 1에서 H2O2가 소모되는 속도와 전체 반응에서 H2O2가 소모되는 속도가 다르다는 것입니다. 전체 반응에서 H2O2의 소모 속도는 단계 1에서의 H2O2 소모 속도의 2배이므로, v = -d[H2O2]/dt = 2k1[H2O2][I-]입니다. 또한 [I-]에 대한 차수를 구할 필요가 없는 이유는, I-는 단계 1에 투입되었다가 단계 2에서 생성물로 얻어지는 촉매이기 때문입니다. 따라서 k1이 아니라, 2k-[I-]까지가 전체 반응 속..

[PEET 일반화학] 2018학년도 8회 PEET 일반화학 고난도 기출문제 풀이/해설

2018학년도 4번 2018학년도 7번 2018학년도 9번 2018학년도 10번 2018학년도 13번 ㄱ. pi 2p 마디면은 1개이고, pi* 2p 마디면은 2개입니다. ㄴ. 결합 차수와 결합 길이를 급하게 읽다가 잘못 생각하지 않도록 주의해야 합니다. 2018학년도 14번 2018학년도 15번 2018학년도 18번 2018학년도 19번 2018학년도 20번 2018학년도 22번 2018학년도 25번

[전기화학] 반쪽 반응식 두 개와 전위 그래프를 주고 미지수를 찾는 문제 (2013학년도 13번 풀이)

문제 전기화학 파트 문제입니다. 두 개의 갈바니 전지에 대한 반쪽 반응식을 주고 일부를 미지수로 두었다고 할 때, 주어진 pH에 따른 환원전위의 그래프만 가지고 변수를 찾는 문제를 해결해봅시다. 풀이 먼저 산화 전극의 반쪽 반응식과 환원 전극의 반쪽 반응식이 모두 환원 반응식으로 주어졌기 때문에 어떤 것이 산화 전극의 반응이고 어 떤 것이 환원 전극의 반응인지를 구별해야 합니다. 갈바니 전지가 형성이 되기 위해서는 자발성이 더 큰 쪽의 반쪽 반응이 정반응으로 일어나야 나머지 한 쪽이 역반응으로 일어나도 자발적인 전지가 형성이 되기 때문에 E 값이 더 작은 위쪽의 반응식이 산화 전극의 반응식임을 알 수 있습니다. 그러면 이제 알았으니 환원 전극에서 환원되는 물질을 찾아줄 수 있습니다. (저는 한눈에 쉽게 ..

[배위화학] 빈 오비탈만 알려주고 화합물의 특성을 찾는 문제 (2017학년도 18번 풀이)

문제 위와 같이 같은 전이금속을 중심 원소로 가지는 두 종류의 배위 화합물과 각각의 오비탈을 빈 형태로 알려줬을 때 각 화합물의 오비탈의 특성에 대해 묻는 문제를 해결해봅시다. 풀이 우선 문제에서 X2-가 두 자리 리간드라고 하였기 때문에 반드시 위와 같이 전이금속 M을 중심으로 4자리에서 결합하게 됩니다. 전이금속에서 전자가 있는 가장 높은 에너지 준위를 가지는 오비탈인 3d 오비탈들을 생각해보면, d(x^2-y^2) 오비탈의 에너지 준위가 가장 높을 것임을 예상해볼 수 있습니다. 왜냐하면 오비탈이 리간드와 가까이 위치할수록 에너지 준위가 높아지기 때문입니다. 같은 원리로 생각해보면 그 다음으로 높은 에너지 준위는 d(xy) 오비탈이며 나머지 오비탈 3종류는 리간드와 인접하지 않으므로 비슷한 에너지 준..

[배위화학] 배위화합물 구조를 알려주고 특성을 묻는 문제 (2021학년도 8번 풀이)

문제 위처럼 전이금속을 중심으로 한 배위화합물의 구조 및 화학식을 알려주고 각 특성에 대해 옳고 그름을 파악하는 문제를 풀이해봅시다. 풀이 각 리간드의 형식전하를 계산해보면 위와 같이 -1인 리간드가 4개가 있으므로 Pt의 산화수는 +4가 됨을 알 수 있습니다. 따라서 1번 보기는 맞습니다. 그 다음 2번 보기의 경우 (가)의 배위화합물은 광학활성이 없다고 하였는데 광학활성이 없으려면 거울상과 완전히 겹쳐져야합니다. 그러나 실제로 (가)의 거울상을 그린 뒤 180도 회전시켜보면 CN과 OH2 원자단이 서로 다른 위치에 있어서 겹쳐지지 않음을 알 수 있습니다. 따라서 (가)는 광학이성질체가 존재하므로 광학활성이 있습니다. 따라서 보기 2번이 틀렸고 정답은 2번입니다. 보기 3번에서는 (가)와 (나)가 기하..

[화학평형] 용해도곱상수를 주고 공통이온효과를 묻는 문제 (2014학년도 13번 풀이)

문제 위와 같이 공통 이온이 포함된 반응식 여러개를 주고 용해도곱상수 K_sp값을 제시한 뒤 여러 가지 정보를 묻는 문제를 풀이해봅시다. 풀이 우선 문제에서 주어진 용해도곱 상수를 이용하여 여러 가지 농도를 이용한 등식을 만들어주는 것이 중요합니다. 우선 보기 ㄱ은 pH를 주었으므로 OH-의 농도를 알 수 있고 따라서 Ni2+의 농도를 쉽게 구할 수 있습니다. 첫 번째 반응식의 용해도곱 상수에 OH- 농도만 대입해주면 보기 ㄱ이 맞다는 사실을 알 수 있습니다. 보기 ㄴ에서는 두 가지 이상의 반응식에 공통되는 이온이 포함될 경우 한 가지 이온의 농도가 증가하면 다른 반응식의 농도는 어떻게 되는지에 대해서 묻고 있습니다. 이러한 효과를 공통이온 효과라고 부르는데, 이 문제를 이용하여 설명드리겠습니다. 우선 ..

[산염기] 약산을 강염기로 적정하는 그래프를 해석하는 문제 (2021학년도 23번 풀이)

문제 약산 HA와 HB 두 종류의 수용액을 강염기 NaOH으로 적정하며 나타나는 곡선을 이용해 분석하고 각 보기의 옳고 그름을 추론해봅시다. 풀이 먼저 HB의 적정 그래프를 보도록 합시다. 당량점에서 가해진 NaOH의 부피는 100mL임을 문제에서 제공해주었습니다. 해당 지점의 pH가 9로 염기성 환경이기 때문에 K_b 값에 대해서 생각해보면 위와 같은 공식을 쓸 수 있으며, 해당 조건에서 당량점이라고 하였으므로 HB의 농도와 -OH의 농도가 같습니다. 또는 [OH-] = 루트(c * K_a)라는 공식을 사용해서 바로 풀어줘도 됩니다. 어쨌든 pH가 9이기 때문에 pOH = 14 - 9 = 5라서 OH의 농도는 10^(-5)가 됩니다. 그러면 K_a를 구하는데 필요한 변수들의 값들은 모두 얻어졌으므로 K..

[기체] 피스톤과 연결된 기체가 혼합될 때의 엔트로피와 에너지 구하기 (2013학년도 20번 풀이)

문제 위와 같이 피스톤이 연결되어 있는 실린더 내에서 기체가 혼합될 때 기체가 한 일, 엔트로피 변화, 내부 에너지 변화량에 대해 물어보는 문제를 풀이해봅시다. 풀이 우선 (가)에서 피스톤 고정장치는 해제하지 않은 상태로 콕 I만 열었을 때 기체가 어떻게 섞이는지 생각해봅시다. 계산의 편의를 위해 RT = 1로 가정하면 기체의 몰수가 n_He : n_Ne = 2 : 1이므로 2 : 1의 비율로 각 공간에서 섞일 것을 예상할 수 있습니다. 따라서 오른쪽과 같은 기체의 이동이 나타나며 각 공간에서 P_tot = 1atm의 내부 압력이 발생합니다. 보기 ㄱ은 위의 정보를 사용할 필요없이 기체가 한 일의 양은 부피 변화가 없으면 0이라는 사실만 인지하고 있으면 해결할 수 있습니다. 다만 위의 정보는 보기 ㄴ을 ..

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