고2·3 화학Ⅱ 「액체와 고체」 단원은 물질의 성질이 어떤 결합과 구조에서 나오는지를 다룹니다. 액체에서는 증기 압력과 끓는점의 관계를, 고체에서는 이온 결정·분자 결정·금속 결정·공유 결정의 구분과 면심 입방 구조의 단위 세포를 배웁니다. 아래 시험지 20문항으로 표의 성질을 보고 결정의 종류를 가려내는 힘과, 증기 압력 표에서 끓는점을 읽어 내는 힘을 확인합니다.
📝 액체와 고체 시험지 — 20문항, 정답·해설은 뒤쪽 별지
이름
날짜
점수/100
배점 · 20문항 · 한 문항 5점 · 100점 만점 · 권장 풀이 시간 30분 · 기본·보통·심화가 섞여 나옵니다(정답·해설은 별지).
‘PDF 만들기’를 누르면 화면과 같은 문제로 A4 PDF 파일이 내려받아지고, 폰에서도 됩니다. 같은 학년·같은 과목 문제는 하루에 한 번 만들어지고, 그날은 같은 문제가 다시 나옵니다. 인쇄물 맨 위에 이름·날짜·점수 칸이 함께 찍힙니다.
원장 한마디
화학Ⅱ는 제가 풀이해 드릴 수 있는 과목이 아닙니다. 그래서 단원 설명을 덧붙이지 않고, 이 시험지 20문항을 어떻게 쓸지만 말씀드립니다.
채점이 끝나면 틀린 번호만 공책에 적어 두십시오. 그 자리에서 바로 해설을 읽고 넘어가는 것보다, 몇 주 지나 시험 기간이 가까울 때 그 번호만 다시 푸는 쪽이 낫다고 봅니다. 해설을 읽어서 알 것 같은 것과 며칠 뒤 손으로 풀리는 것은 다릅니다.
한 장을 다 푼 날 또 한 장을 풀리지는 마십시오. 많이 푸는 것보다 한 장을 제대로 다시 보는 쪽이 남습니다. 화면에서 풀고 채점하는 버튼은 틀린 번호를 바로 확인할 때 쓰시면 됩니다.
— 수학의 신호 원장
액체와 고체, 성질로 결정 가르기
이 단원은 크게 두 축으로 이루어집니다. 액체 쪽에서는 증기 압력이 외부 압력과 같아지는 온도가 끓는점이라는 관계가 중심이 됩니다. 고체 쪽에서는 녹는점과 끓는점, 고체와 액체 상태의 전기 전도성, 힘을 가했을 때의 모습으로 결정의 종류를 구분합니다.
두 축은 입자 사이의 힘으로 이어집니다. 같은 온도에서 증기 압력이 큰 액체는 분자 간 힘이 더 약합니다. 이온 결정은 이온의 전하량 곱이 크고 이온 사이 거리가 짧을수록 쿨롱 힘이 커서 녹는점이 높습니다. 금속 결정은 자유 전자가, 공유 결정은 원자들이 공유 결합으로 이어진 그물 구조가 성질의 바탕입니다.
시험지에서 뽑아 본 문제
H₂O의 상평형 그림 (가)는 융해 곡선이 왼쪽 위로 기울어져 있고, CO₂의 상평형 그림 (나)는 융해 곡선이 오른쪽 위로 기울어져 있다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? ① (가)에서 온도를 일정하게 유지하며 압력을 높이면 고체가 액체로 변할 수 있다. ② (나)에서 압력을 높이면 고체의 녹는점이 낮아진다. ③ (가)에서 고체의 밀도는 액체의 밀도보다 크다. ④ (나)에서 고체의 밀도는 액체의 밀도보다 작다.정답 · ① (가)에서 온도를 일정하게 유지하며 압력을 높이면 고체가 액체로 변할 수 있다. — (가)는 융해 곡선의 기울기가 음(-)이므로 압력이 높아지면 녹는점이 낮아진다. 따라서 일정한 온도에서 압력을 높이면 고체가 액체로 변할 수 있다. 이는 고체(얼음)의 밀도가 액체(물)보다 작기 때문이다. (나)는
원소 W~Z의 바닥상태 전자 배치가 다음과 같을 때, 옳은 설명은? (W~Z는 임의의 원소 기호이다.) W: 1s²2s²2p⁶3s², X: 1s²2s²2p⁴, Y: 1s²2s²2p⁵, Z: 1s²2s²2p⁶3s¹ ① W와 Y가 결합한 화합물에서 양이온과 음이온의 개수비는 1 : 1이다. ② Z와 X가 결합한 화합물에서 양이온과 음이온의 개수비는 1 : 1이다. ③ Z와 Y가 결합한 화합물에서 양이온과 음이온의 개수비는 1 : 1이다. ④ W와 Z는 비금속 원소이고 X와 Y는 금속 원소이다.정답 · ③ Z와 Y가 결합한 화합물에서 양이온과 음이온의 개수비는 1 : 1이다. — W와 Z는 각각 2족, 1족의 금속 원소로 W²⁺, Z⁺이 되고, X와 Y는 비금속 원소로 X²⁻, Y⁻가 된다. 따라서 Z와 Y의 화합물은 ZY(1 : 1), W와 Y는 WY₂(1 : 2), Z와 X는 Z₂X(2
외부 압력이 400 mmHg일 때 액체 X의 끓는점은 정상 끓는점보다 몇 ℃ 낮은가? (단위 포함) 액체 X의 온도에 따른 증기 압력은 20 ℃에서 100 mmHg, 40 ℃에서 200 mmHg, 60 ℃에서 400 mmHg, 80 ℃에서 760 mmHg이다.정답 · 20 ℃ — 정상 끓는점은 증기 압력이 760 mmHg(1기압)가 되는 온도이므로 80 ℃이다. 외부 압력이 400 mmHg이면 증기 압력이 400 mmHg인 60 ℃에서 끓으므로 80 − 60 = 20 ℃ 낮다.
표는 이온 결합 물질 NaCl, NaF, MgO의 이온 전하의 크기와 양이온·음이온 사이의 거리이다. 이온 사이의 정전기적 인력은 (전하 크기의 곱)/(이온 사이 거리)²에 비례한다고 할 때, 세 물질의 녹는점을 비교한 것으로 옳은 것은? (세 물질은 모두 같은 결정 구조이다.) | 물질 | NaCl | NaF | MgO | |---|---|---|---| | 전하의 크기(양이온, 음이온) | 1, 1 | 1, 1 | 2, 2 | | 이온 사이 거리(pm) | 282 | 231 | 210 | ① NaCl > NaF > MgO ② MgO > NaCl > NaF ③ MgO > NaF > NaCl ④ NaF > MgO > NaCl정답 · ③ MgO > NaF > NaCl — 인력에 비례하는 값은 NaCl이 1/282² ≈ 1.3×10⁻⁵, NaF가 1/231² ≈ 1.9×10⁻⁵, MgO가 4/210² ≈ 9.1×10⁻⁵이다. 이온 결합이 강할수록 녹는점이 높으므로 MgO > NaF >
시험지는 같은 단원의 기본·보통·심화 문항을 섞어 20개로 냅니다. 위 문제는 그 가운데 몇 개를 옮겨 놓은 것입니다.
액체와 고체에서 자주 헷갈리는 곳
이온 결정과 금속 결정의 전기 전도 이온 결정은 고체에서는 전기가 통하지 않고 액체에서 통합니다. 금속은 고체에서도 통합니다. 표의 고체 칸과 액체 칸을 따로 읽어야 합니다.
분자 결정과 공유 결정의 구분 둘 다 고체와 액체에서 전기가 통하지 않지만, 분자 결정은 녹는점이 매우 낮고 공유 결정은 매우 높습니다. 공유 결정은 분자가 아니라 원자 사이의 공유 결합이 끊어져야 녹습니다.
기준 끓는점과 주어진 외부 압력 기준 끓는점은 외부 압력이 760 mmHg일 때의 값입니다. 외부 압력이 560 mmHg나 330 mmHg처럼 주어지면 표에서 그 증기 압력에 해당하는 온도를 찾아야 합니다.
액체와 고체 시험지에 나오는 문항 모양
4지선다
선다
단답
집에서 공부하는 순서
먼저 결정 네 종류를 녹는점, 고체와 액체 상태의 전도성, 힘을 가했을 때의 모습으로 나누어 비교표로 손수 그려 봅니다. 하루 15분씩 며칠 되풀이하면 성질 표가 나왔을 때 어느 결정인지 가려내는 순서가 잡힙니다.
그다음에는 증기 압력 표에서 외부 압력에 맞는 온도를 찾는 연습을 하고, 이온 결정은 전하량 곱과 이온 사이 거리를 먼저 비교합니다. 면심 입방 구조는 꼭짓점 8개×1/8과 면 6개×1/2로 원자 수 4를 직접 세어 봅니다. 하루 20~30분이면 충분합니다.