[9급 서울시 화학] 19년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

${}^{19}_{9}\mathrm{F^-}$의 양성자, 중성자, 전자 수가 바르게 적힌 것은?

양성자 : 9, 중성자 : 10, 전자 : 9

양성자 : 10, 중성자 : 9, 전자 : 9

양성자 : 10, 중성자 : 9, 전자 : 10

양성자 : 9, 중성자 : 10, 전자 : 10

<보기>는 수소와 질소가 반응하여 암모니아를 만드는 화학 반응식이다. 이에 대한 설명으로 가장 옳은 것은? (단, 수소 원자량은 1.0g/mol, 질소 원자량은 14.0g/mol 이다.)
<보기>
$3\mathrm{H_2}(g)\ +\ \mathrm{N_2}(g)\ \rightarrow\ 2\mathrm{NH_3}(g)$

암모니아를 구성하는 수소와 질소의 질량비는 3 : 14 이다.

암모니아의 몰질량은 34.0g/mol이다.

화학 반응에 참여하는 수소 기체와 질소 기체의 질량비는 3 : 1이다.

2몰의 수소 기체와 1몰의 질소 기체가 반응할 경우 이론적으로 2몰의 암모니아 기체가 생성된다.

물에 1몰이 녹았을 때 1몰의 $\mathrm{A^{2+}}$와 2몰의 $\mathrm{B^-}$ 이온으로 완전히 해리되는 미지의 고체 시료 $\mathrm{AB_2}$를 생각해 보자. $\mathrm{AB_2}$ 15g을 물 250g에 녹였을 때 물의 끓는점이 1.53K 증가함이 관찰되었다. $\mathrm{AB_2}$의 몰질량[g/mol]은 얼마인가? (단, 물의 끓는점 오름 상수($\mathrm{K_b}$)는 $0.51\mathrm{K\cdot kg\cdot mol^{-1}}$로 한다.)

30

40

60

80

$-d[W]/dt=k[W]^2$로 반응속도가 표현되는 화학종 $W$를 포함하는 화학 반응에 대하여, 가장 반감기를 짧게 만들 수 있는 방법으로 옳은 것은?

$W$의 초기 농도를 3배로 높인다.

속도상수 $k$를 3배로 크게 한다.

$W$의 초기 농도를 10배로 높인다.

속도상수 $k$와 $W$의 초기 농도를 각각 3배로 크게 한다.

암모니아의 합성 반응이 <보기>에 제시되었으며, 특정 실험 온도에서 $K$값이 $6.0\times10^{-2}$으로 알려져 있다. 해당 온도에서 초기 농도가 $[\mathrm{N_2}]=1.0\mathrm{M}$, $[\mathrm{H_2}]=1.0\times10^{-2}\mathrm{M}$, $[\mathrm{NH_3}]=1.0\times10^{-4}\mathrm{M}$일 때, 평형에 도달하기 위해 화학 반응이 이동하는 방향을 예측한다면?
<보기>
$\mathrm{N_2}(g)\ +\ 3\mathrm{H_2}(g)\ \rightleftarrows\ 2\mathrm{NH_3}(g)$

정반응과 역반응 모두 일어나지 않는다.

정반응 방향

역반응 방향

정반응과 역반응의 속도가 같다.

25℃에서 어떤 수용액의 $[\mathrm{H^+}]=2.0\times10^{-5}\mathrm{M}$일 때, 이 용액의 $[\mathrm{OH^-}]$ 값[M]으로 옳은 것은?

$2.0\times10^{-5}$

$3.0\times10^{-6}$

$4.0\times10^{-8}$

$5.0\times10^{-10}$

외벽이 완전히 단열된 6kg의 철 용기에 담긴 물 23kg이 20℃의 온도에서 평형상태에 존재한다. 이 물에 온도가 70℃인 10kg의 철 덩어리를 넣고 평형에 도달하게 하였을 때 물의 최종 온도[℃]는? (단, 팽창 또는 수축에 의한 영향은 무시한다. 모든 비열은 온도에 무관하다고 가정하며, 물의 비열은 $4\mathrm{kJ\cdot kg^{-1}\cdot{}^{\circ}C^{-1}}$, 철의 비열은 $0.5\mathrm{kJ\cdot kg^{-1}\cdot{}^{\circ}C^{-1}}$로 한다.)

20

22.5

25

27.5

$\mathrm{KOH}(aq)$와 $\mathrm{Fe(NO_3)_2}(aq)$의 균형이 맞추어진 화학 반응식에서 반응물과 생성물의 모든 계수의 합은?

3

4

5

6

<보기>의 물질 중 입체수(SN, steric number)가 다른 물질은?
<보기>
ㄱ. $\mathrm{SF_4}$　　ㄴ. $\mathrm{CF_4}$
ㄷ. $\mathrm{XeF_2}$　　ㄹ. $\mathrm{PF_5}$

ㄱ

ㄴ

ㄷ

ㄹ

<보기>에 제시된 이상 기체 및 실제 기체에 대한 방정식을 설명한 것으로 가장 옳지 않은 것은?
<보기>
이상 기체 방정식 : $\mathrm{PV=nRT}$
실제 기체 방정식 : $\mathrm{[P+a(n/V)^2]\times(V-nb)=nRT}$

실제 기체 입자들 사이에서 작용하는 인력을 고려할 때, 일정한 압력에서 온도가 낮을수록 실제 기체는 이상 기체에 가까워진다.

실제 기체 입자들 사이에서 작용하는 인력을 보정하기 위해 P대신 $\mathrm{[P+a(n/V)^2]}$를 사용한다.

실제 기체는 기체 입자가 부피를 가지고 있으므로 이를 보정하기 위해 V대신 $\mathrm{V-nb}$를 사용한다.

실제 기체는 낮은 압력일수록 이상 기체에 근접한다.

완충 용액에 대한 설명 중 가장 옳지 않은 것은?

완충 용액은 약산과 그 짝염기의 혼합으로 만들 수 있다.

완충 용액은 약염기와 그 짝산의 혼합으로 만들 수 있다.

완충 용액은 센산(strong acid)이나 센염기(strong base)가 조금 가해졌을 때 pH가 잘 변하지 않는다.

완충 용량은 pH가 완충 용액에서 사용하는 약산의 $\mathrm{p}K_\mathrm{a}$에 근접할수록 작아진다.

약산인 아질산($\mathrm{HNO_2}$)은 0.23M의 초기 농도를 갖는 수용액일 때 2.0의 pH를 갖는다. 아질산의 산 이온화 상수(acid ionization constant)인 $K_\mathrm{a}$는?

$1.8\times10^{-5}$

$1.7\times10^{-4}$

$4.5\times10^{-4}$

$7.1\times10^{-4}$

$\mathrm{PCl_3}$ 분자의 VSEPR 구조와 $\mathrm{PCl_3}$ 분자에서 P 원자의 형식 전하를 옳게 짝지은 것은?

삼각평면 / +1

삼각평면 / 0

사면체 / +1

사면체 / 0

다음 중에서 가장 작은 이온 반지름을 가지는 이온은?

$\mathrm{F^-}$

$\mathrm{Mg^{2+}}$

$\mathrm{O^{2-}}$

Ne

탄소($\mathrm{C}(s)$), 수소($\mathrm{H_2}(g)$), 메테인($\mathrm{CH_4}(g)$)의 연소 반응(생성물은 기체 이산화탄소와 액체 물 또는 두 물질 중 하나임.)은 각각 순서대로 390kJ/mol, 290kJ/mol, 890kJ/mol의 열을 방출하는 반응이다. <보기> 반응에서 방출하는 열[kJ/mol]은?
<보기>
$\mathrm{C}(s)\ +\ 2\mathrm{H_2}(g)\ \rightarrow\ \mathrm{CH_4}(g)$

80

210

1,570

1,860

어떤 동핵 이원자 분자($\mathrm{X_2}$)의 전자 배치는 <보기>와 같다. 이 분자의 결합 차수는 얼마인가?
<보기>
$(\sigma_{2s})^2(\sigma^*{}_{2s})^2(\sigma_{2p})^2(\pi_{2p})^4(\pi^*{}_{2p})^4$

1

1.5

2

2.5

미지의 화학종 A가 포함된 두 가지 반쪽반응의 표준환원 전위(E°)는 각각 $\mathrm{E^\circ(A^{2+}|\,A)=+0.3V}$와 $\mathrm{E^\circ(A^{+}|\,A)=+0.4V}$이다. 이를 바탕으로 계산한 $\mathrm{E^\circ(A^{2+}|\,A^{+})}$ 값[V]은?

+0.2

+0.1

-0.1

-0.2

$\mathrm{S^{2-}}$ 이온의 전자 배치를 옳게 나타낸 것은?

$\mathrm{1s^22s^22p^63s^23p^4}$

$\mathrm{1s^22s^22p^63s^23p^6}$

$\mathrm{1s^22s^22p^63s^23p^43d^2}$

$\mathrm{1s^22s^22p^63s^23p^44s^2}$

$\mathrm{HSO_4}^-(K_a=1.2\times10^{-2})$, $\mathrm{HNO_2}(K_a=4.0\times10^{-4})$, $\mathrm{HOCl}(K_a=3.5\times10^{-8})$, $\mathrm{NH_4}^+(K_a=5.6\times10^{-10})$ 중 1M의 수용액을 형성하였을 때 가장 높은 pH를 보이는 일양성자산은?

$\mathrm{HSO_4}^-$

$\mathrm{NH_4}^+$

HOCl

$\mathrm{HNO_2}$

강산인 0.10M $\mathrm{HNO_3}$용액 0.5L에 강염기인 0.12M KOH용액 0.5L를 첨가하였다. 반응이 완료된 후의 pH는? (단, 생성물로 생기는 물의 부피는 무시한다.)

6

8

10

12