화학분석기사 오답노트 p. 1-118~125

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1번. 산화은(Ag₂O)의 표준 생성열은 -7.31Kcal/mol이다. 아래 방정식에 따르는 Ag₂O의 해리 반응의 표준 자유 에너지 변화 ΔGº는 298 K에서 5.36Kcal이다. 이 반응의 ΔSº 를 구하면?

2 Ag₂O (s) ← 4 Ag(s) + O₂ (g) (ΔGº=5.36 kcal)

① 11.1 cal/K                ② 21.1 cal/K 
③ 31.1 cal/K                ④ 41.1 cal/K

정답 : 3번
해설 :
생성열(heat of formation) : 물질 1mol이 그 성분 원소의 단체로부터 생성될 때 발생 또는 흡수되는 에너지(열량)
표준 생성열 (ΔH_fº) 는 표준상태에 있는 성분 원소로부터 물질 1mol 이 생성될 때의 엔탈피 변화
홑 원소는 0이다.


답지 : ΔHº= (0+0) -2 x -7.31 kcal/mol = 14.62 kcal/mol 로 계산

ΔGº= ΔHº -TΔSº
5.36 kcal = 14.62 Kcal - 298K x ΔSº
ΔSº = 31.1 cal/K

Q1 : 표준 생성열 계산?

A : 표준 엔탈피는 생성 엔탈피 - 반응 엔탈피 여서
 ΔHº=H생성물 - H반응물
     = (2 x -7.31Kcal/mol) - (0+0) = -14.62 Kcal/mol
이 아닌가?

내 계산)
ΔGº= ΔHº -TΔSº
5.36 kcal = -14.62 Kcal - 298K x ΔSº
ΔSº = -0.067 kcal/K = -67 cal/K

(※어디서 오류인 것일까?)

해리 반응의 표준 에너지 변화라서 ΔGº=5.36 kcal 인데
생성 반응의 표준 에너지 변화는 ΔGº=-5.36kcal 인가?
이렇게 계산해도 이상한 것으로 보인다.

9번. 다음 반응식에서 C₂H₅OH (l)의 생성열(kcal/mol)은 얼마인가?
ⓐ C₂H₅OH(l) + 3O₂(g) = 2CO₂(g) + 3H₂O(l),   ΔHc = -327 kcal
ⓑ C(s) + O₂(g) = CO₂(g), ΔHc= -94 kcal
ⓒ H₂(g) + 1/2O₂(g) = H₂O(l), ΔHc = -68.4 kcal
① -231.2                ② -164.6 
③ -66.2                  ④ +66.2


정답 : 3번
해설 : 2C(s) + 7/2O₂(g) + 3H₂(g) → C₂H₅OH(l) +3O₂(g)
생성열 =  (-ⓐ) + (2ⓑ + 3ⓒ) = -66.2 kal/mol





13번. 히드라진(H₂N-NH₂)과 암모니아(NH₃)의 분해 반응의 반응열은 다음과 같다. N-N의 결합 에너지(KJ/mol)는?
ⓐ H₂N-NH₂(g) → 2N(g)+4H(g), ΔH₂₉₈=1724 KJ/mol
ⓑ NH₃(g) → N(g) + 3H(g), ΔH₂₉₈ = 1172 kJ/mol
① 160                 ② 180 
③ 200                 ④ 371


정답 : 1번
해설 : ⓐ H2-N-N-H2 =  4(N-H) + (N-N) = 1724 KJ/mol
         ⓑ NH3         = 3(N-H) = 1172 KJ/mol
3ⓐ - 4ⓑ = 3(N-N) = (3 x 1724) - (4 x 1172)
                          = 484 KJ/mol
N-N = 161 KJ/mol





16번. 산성 용액에서 Fe²⁺와 MnO4^-의 반응식이다. 0.25M의 Fe(NO₃)₂ 80 mL와 완전히 반응하기 위하여 필요한 0.40 M의 KMnO₄ 용액의 부피(mL)는?
5Fe²⁺(aq) + MnO₄^-(aq) + 8H⁺(aq) → 5Fe³⁺(aq) + Mn²⁺(aq) + 4H₂O
① 25                ② 20 
③ 15                ④ 10


정답 : 4번
해설 : N농도 = mol농도 x 산도수(염기수)

Fe2+ : 1당량 , MnO4- : 5당량
0.25 x 80 mL x 1 = 0.40 x x mL x 5
x = 10 mL


20번. 반응 A+B ↔ C+D 에서 촉매에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?
① 화학 평형에 빨리 도달시켜 준다. 
② 반응 엔탈피(ΔH)의 크기를 변화시킨다.
③ 반응 경로를 바꾸어 줌으로써 활성화 상태를 변화시켜 준다.
④ 자신은 변하지 않고 반응 속도만 변화시킨다.


정답 : 2번
해설 : 촉매로 반응 엔탈피의 크기는 변하지 않는다.




21번. 다음 그림은 어떤 두 단계로 이루어진 반응의 진행 정도와 에너지의 관계를 보여준다.
반응 속도 상수의 크기가 바르게 정렬된 것은?
① K1 > K2 > K3 > K4 
② K2 > K3 > K1 > K4
③ K2 > K1 > K3 > K4
④ K4 > K1 > K3 > K2

 

정답 : 2번
해설 : 반응 속도는 활성화 에너지의 크기가 작을 수록 빠르다.
활성화 에너지 = E4 > E1 > E3 > E2
K2 > K3 > K1 > K4