2017학년도 수능 9월 모의평가(2016.9.1.) 화학1 풀이 [20번]

 

2017학년도 수능 9월 모의평가(2016.9.1.) 화학1 풀이 [20번]

 

 

2017학년도 9월 모의수능 화학1 20번

 

[정답]  ④ 1/3

[풀이]

  폴더 정리를 하다가 이전에 만들어둔 풀이 pdf를 우연히 찾았다. 아마도 학생 질문으로 급하게 만들었던 것으로 기억한다. 이전 교육과정이지만 화학 반응의 양적관계 부분은 크게 달라진 것이 없기에 혹시나 하여 남겨둔다.

1. 반응물 A와 생성물 B, C는 모두 기체이다. 온도와 압력이 일정한 조건에서 기체의 부피와 몰수는 비례한다. 밀도는 질량/부피이므로, 기체의 부피(몰수)에 반비례 한다.

기체의 부피 ∝ 몰수 (온도, 압력 일정) ,  기체의 밀도 ∝ 1/부피

2. 따라서 그래프로 주어진 밀도(상댓값)의 역수값는 해당 지점에서의 전체 기체 부피(몰수)를 뜻한다고 할 수 있다. 밀도의 역수값은 다음과 같다. (반응이 완결되어 밀도 = 1.0 에서 더이상 변화가 없는 지점을 임의로 Z라 하자.)

전체 기체 부피(몰수) =  X 지점 : 2/5 = 0.4 [mol]  Y 지점 : 4/5 = 0.8 [mol]  Z 지점 : 5/5 = 1.0 [mol]

3. X 지점은 반응물 A만 존재하며, Z 지점은 생성물 B와 C만 존재한다. 즉, 0.4 [mol]의 A가 반응하여 완결되었을 때, 생성된 B와 C의 몰수 합은 1.0 [mol]이라는 뜻이다.

  반응물과 생성물 사이 몰비가 2 : 5 이므로, 화학 반응식의 계수비도 이와 같다. B와 C의 계수 합(b+c)이 5임을 알 수 있다.

b + c = 5

4. Y 지점은 0.4 [mol]의 A가 일부 반응하여 생성물 B와 C를 생성한 지점이다. 밀도의 역수값을 통해 남아있는 A와 만들어진 B, C의 총 몰수 합은 0.8 [mol]임을 알 수 있다. 화학 반응식과 b + c = 5 를 이용하면, Y 지점에서의 A의 몰수(0.4 - 2x)를 구할 수 있다.

x = 4/30 , 0.4 - 2x = 4/30

5. X 지점에서의 A 몰수 = 0.4 = 12/30 [mol], Y 지점에서의 A 몰수 = 4/30 [mol] 임을 찾았다. 이제 몰수와 질량 사이의 관계를 이용하면, 문제에서 요구하는 w_Y/w_X 를 구할 수 있다.

A의 질량 [g] = A의 몰수 [mol] * A의 몰질량 [g/mol]

6. A의 몰질량 [g/mol]은 모르지만, 이는 변하지 않는 상수이다. 따라서 X 지점과 Y 지점에서의 A의 질량 비(w_Y/w_X)는 몰 비와 같음을 알 수 있다. w_Y/w_X = 1/3 이다.

w_Y/w_X = n_Y지점에서의 A / n_X 지점에서의 A = 4 /12 = 1/3

 

 

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* 본문 중 잘못된 설명이나 보충 설명이 필요한 부분에 대해 지적해주시면, 참고하여 수정, 업데이트 하도록 하겠습니다. 문제의 출처는 한국교육과정평가원입니다.