2020학년도 6월(6.18.) 고2 학력평가 화학1 풀이 [20번]

 

 

2020학년도 6월(6.18.) 고2 학력평가 화학1 풀이 [20번]

 

2020학년도 6월 고2 학력평가 화학1 20번

정답 : ④ 22

풀이 :

[자료]

  t ℃, 1 기압에서 XY₂ w [g]의 부피가 V [L] 라고 주어져 있다. 온도와 압력이 일정하게 유지되는 조건이면, 기체의 부피를 곧, 몰수라고 볼 수 있다.

  여기서는 기체의 질량, 부피, 온도가 임의의 값으로 제시되어 있지만, 그냥 문제 조건을 0 ℃, 1 기압, V = 22.4 [L]라고 생각하고 풀어도 좋다. 

  어차피 기체는 네 가지 변수인 압력과 온도, 부피, 몰수가 함께 맞물려 변한다. (찝찝하다면, w [g] = n [mol]으로 계산해 보자.)

기체 XY₂의 질량과 몰수 관계 w [g] = 1 [mol]이다.

[실험 과정]

  같은 온도, 같은 1 기압 조건에서 기체 Y₂ w [g]을 실린더에 넣고, 꼭지를 열어 실린더 부피가 V [L]가 되었을 때, 꼭지를 닫았다. 즉, 실린더에 1 [mol]의 Y₂가 남았을 때, 꼭지를 닫은 것이다. 실험 결과에서 용기에 Y₂가 6 g 들어있으니, Y₂ 1 [mol]의 질량은 w - 6 [g]이다.

기체 Y₂의 질량과 몰수 관계 : w - 6 [g] = 1 [mol]

  같은 방법으로 w [g]의 XY 기체 중에 실린더에 1 [mol]만 남겨두고 꼭지를 닫았을 때, 8 [g]이 용기에 남았으니, XY기체 1 mol의 질량은 w - 8 [g]이다

기체 XY의 질량과 몰수 관계 : w - 8 [g] = 1 [mol]

  1 mol의 질량은 분자량과 같은 값을 갖는다. 즉, XY₂ = w [g/mol] , Y₂ = (w - 6) [g/mol] , XY = (w - 8) [g/mol] 이므로, X의 원자량과 Y의 원자량 조합으로 식을 나타내보면,

XY₂ 1몰 질량 = X + 2Y = w
Y₂ 1몰 질량 = 2Y = w - 6
XY 1몰 질량 = X + Y = w - 8

  위 식을 연립하면, 원자량은 X = 6 , Y = 8 이므로, w = X + 2Y = 22 이다.

  * 만약, 풀이 초반에 w [g] = n [mol]으로 식을 세웠더라도, X 원자량 = 6/n [g/mol] , Y 원자량 = 8/n [g/mol] 이 되므로, w/n = 22/n 이 되어 n이 소거되고, 여전히 w = 22의 관계를 똑같이 얻을 수 있다.

 

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* 출처는 2020년도 6월 고2 학력평가 화학1이며, 주관은 부산광역시교육청, 문제는 EBSi 홈페이지에서 확인할 수 있습니다.