2023 동백고 2학년 2학기 기말고사 화학
기출문제·해설
동백고등학교 2023학년도 2학기 기말고사 화학 전 문항(24문항)과 선지별 해설, 기출 변형문항을 무료로 제공합니다. 중화 반응의 양적 관계 · 화학 반응의 세계 (진로) · 산과 염기, 물의 자동 이온화와 pH · 가역 반응과 동적 평형
📍 경기 용인시 기흥구📅 2023 · 2학기 기말고사🧪 화학📝 24문항 (객관식 24 · 서술형 0)
문제 미리보기 (2문항)
1번산과 염기, 물의 자동 이온화와 pH산 염기 정의하
다음은 산 염기와 관련된 반응에 대한 설명이다.
(가) $\mathrm{CH_3COOH}$을 물($\mathrm{H_2O}$)에 녹이면 양성자($\mathrm{H^+}$)는 $\mathrm{CH_3COOH}$에서 $\mathrm{H_2O}$로 이동한다.
(나) $\mathrm{NH_3}$를 물($\mathrm{H_2O}$)에 녹이면 양성자($\mathrm{H^+}$)는 $\mathrm{H_2O}$에서 $\mathrm{NH_3}$로 이동한다.
이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
ㄱ. (나)에서 $\mathrm{NH_3}$는 아레니우스 염기이다.
ㄴ. (가)에서 $\mathrm{CH_3COOH}$는 아레니우스 산이다.
ㄷ. $\mathrm{CH_3COOH}(aq)$과 $\mathrm{NH_3}(aq)$을 혼합하면 $\mathrm{H_2O}(l)$이 생성된다.
① ㄱ
② ㄷ
③ ㄱ, ㄴ
④ ㄴ, ㄷ
⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
정답 ④ · 해설
(가)는 $\mathrm{CH_3COOH}$이 물에서 $\mathrm{H^+}$을 내놓는 반응이고, (나)는 $\mathrm{NH_3}$가 물로부터 $\mathrm{H^+}$을 받아 $\mathrm{NH_4^+}$과 $\mathrm{OH^-}$이 생기는 반응이다.
ㄱ. (나)에서 $\mathrm{NH_3}$는 $\mathrm{H_2O}$로부터 양성자를 받으므로 브뢴스테드-로리 염기로 설명된다. $\mathrm{NH_3}$ 자체에는 $\mathrm{OH^-}$이 없어 스스로 이온화하여 $\mathrm{OH^-}$을 내놓는 아레니우스 염기로 보지 않는다.
ㄴ. $\mathrm{CH_3COOH}$은 물에 녹아 $\mathrm{H^+}$($\mathrm{H_3O^+}$)을 내놓으므로 아레니우스 산이다.
ㄷ. 두 수용액을 혼합하면 $\mathrm{H^+}$과 $\mathrm{OH^-}$이 반응하는 중화 반응이 일어나 물이 생성된다.
따라서 정답은 ④이다.
2번산과 염기, 물의 자동 이온화와 pHpH 계산상
표는 $25\,^\circ\mathrm{C}$의 $\mathrm{HCl}(aq)$ 또는 $\mathrm{NaOH}(aq)$ (가)~(다)에 대한 자료이다.
| 수용액 | pH | 수용액의 몰 농도(M) | 부피(mL) |
|---|---|---|---|
| (가) | $a$ | $10^{-4}$ | |
| (나) | $2a$ | $10^{-6}$ | $2\mathrm{V}$ |
| (다) | $3a$ | $10^{-2}$ | $\mathrm{V}$ |
이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, $25\,^\circ\mathrm{C}$에서 물의 이온화 상수($K_w$)는 $1\times10^{-14}$이다.)
ㄱ. (나)에 페놀프탈레인 용액을 넣으면 붉은색으로 변한다.
ㄴ. $\frac{\mathrm{pOH}}{\mathrm{pH}}$는 (가)가 (다)의 15배이다.
ㄷ. $\mathrm{OH^-}$의 양(mol)은 (다)가 (나)의 $5\times10^{3}$배이다.
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄱ, ㄷ
④ ㄴ, ㄷ
⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
정답 ⑤ · 해설
Step 1. 각 수용액의 종류 찾기
$10^{-4}\,\mathrm{M}$이면 pH는 4(HCl) 또는 10(NaOH), $10^{-6}\,\mathrm{M}$이면 6 또는 8, $10^{-2}\,\mathrm{M}$이면 2 또는 12이다. pH가 $a$, $2a$, $3a$가 되는 경우는 $a=4$뿐이므로 (가)는 pH 4인 HCl(aq), (나)는 pH 8인 NaOH(aq), (다)는 pH 12인 NaOH(aq)이다.
Step 2. 보기 판단
ㄱ. (나)는 pH 8인 염기성 수용액이므로 페놀프탈레인 용액을 넣으면 붉은색을 띤다.
ㄴ. (가)는 $\frac{10}{4}=\frac{5}{2}$, (다)는 $\frac{2}{12}=\frac{1}{6}$이므로 (가)가 (다)의 15배이다.
ㄷ. $\mathrm{OH^-}$의 양은 (다)가 $10^{-2}\times\mathrm{V}$, (나)가 $10^{-6}\times2\mathrm{V}$이므로 (다)가 (나)의 $5\times10^{3}$배이다.
따라서 정답은 ⑤이다.
문항 구성
| 1번 | 산과 염기, 물의 자동 이온화와 pH | 산 염기 정의 | 하 | 객관식 |
| 2번 | 산과 염기, 물의 자동 이온화와 pH | pH 계산 | 상 | 객관식 |
| 3번 | 화학 반응의 세계 (진로) | 산화 환원 반응식 | 중 | 객관식 |
| 4번 | 가역 반응과 동적 평형 | 증발 동적 평형 | 중 | 객관식 |
| 5번 | 중화 반응의 양적 관계 | 중화 적정 | 상 | 객관식 |
| 6번 | 화학 반응의 세계 (진로) | 산화 환원 반응식 | 중 | 객관식 |
| 7번 | 중화 반응의 양적 관계 | 혼합 용액 이온 수 | 중 | 객관식 |
| 8번 | 산과 염기, 물의 자동 이온화와 pH | pH 계산 | 상 | 객관식 |
| 9번 | 가역 반응과 동적 평형 | 용해 평형 | 중 | 객관식 |
| 10번 | 화학 반응의 세계 (진로) | 산화 환원 양적 관계 | 상 | 객관식 |
| 11번 | 중화 반응의 양적 관계 | 혼합 용액 이온 농도 | 중 | 객관식 |
| 12번 | 중화 반응의 양적 관계 | 혼합 용액 이온 수 | 중 | 객관식 |
| 13번 | 중화 반응의 양적 관계 | 중화 반응 양적 관계 | 상 | 객관식 |
| 14번 | 산과 염기, 물의 자동 이온화와 pH | pH 계산 | 상 | 객관식 |
| 15번 | 산과 염기, 물의 자동 이온화와 pH | 산 염기 정의 | 중 | 객관식 |
| 16번 | 화학 반응의 세계 (진로) | 금속과 이온 반응 | 중 | 객관식 |
| 17번 | 중화 반응의 양적 관계 | 혼합 용액 이온 수 | 상 | 객관식 |
| 18번 | 중화 반응의 양적 관계 | 혼합 용액 이온 수 | 상 | 객관식 |
| 19번 | 물질과 에너지 (진로) | 용해열 측정 | 중 | 객관식 |
| 20번 | 화학 반응의 세계 (진로) | 산화 환원 반응식 | 상 | 객관식 |
| 21번 | 물질과 에너지 (진로) | 발열·흡열 반응 | 하 | 객관식 |
| 22번 | 화학 반응의 세계 (진로) | 산화수 구하기 | 중 | 객관식 |
| 23번 | 중화 반응의 양적 관계 | 중화 적정 | 중 | 객관식 |
| 24번 | 화학 반응의 세계 (진로) | 산화 환원 반응식 | 중 | 객관식 |