2024학년도 9월 모의고사 화학1 18번[몰과 화학식량]

2023년 9월 6일에 치러진 9월 모의고사 화학1 18번 문항 해설입니다. 기체의 몰수, 질량, 부피, 원자량 등을 복합적으로 다루고 있는 문항으로 각 기체 분자의 양을 찾아내는 것만 성공하면 다음은 수월하지만 다른 문항에 비해 시간이 조금 많이 걸리는 문항입니다. 제 개인적으로도 18번에서 가장 많은 시간을 쓴 것 같아요.

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18번 풀이

2024학년도 9월 모의고사 화학1 18번

 

문제에서 주어진 조건들을 살펴보고 다음과 같이 풀이합니다.

1. 실린더의 부피비가 기체의 몰비임을 파악합니다.

2. 첫 번째, 두 번째 원자 수 단서를 활용하여 각 기체의 몰비를 구합니다.

3. 세 번째 조건에서 Z의 질량을 알려줬으니 Z의 원자량을 구할 수 있겠네요.

4. 실린더 내부의 질량이 주어졌고 Z의 원자량을 구했으니 X, Y의 원자량을 구할 수 있어요.

5. 마지막으로 w를 구합니다.

 

각 기체의 몰수를 다음과 같이 정합니다.

(가)에서 XY₄ = a

(가)에서 Y₂Z = b

(나)에서 XY₄ = c

(나)에서 XY₄Z = d

 

1. (a+b):(c+d)=5:4 이며 편의상 

a+b=5, c+d=4라고 할게요.

 

2. Y의 원자 수는 (가)=(7/8)x(나) 이므로

4a+2b = (7/8)x(4c+4d) 입니다.

c+d=4 이므로

4a+2b = 14네요.

 

3. 위의 두 식을 연립하면 a=2, b=3 임을 알 수 있어요.

 

4. (Z원자수/X원자수)는 (가) = 6x(나)이므로

3/2 = 6 x d/(c+d) = 6 x d/4 

따라서 d=1이 되고 c=3입니다.

 

5. 이제 각각 원자의 질량을 다뤄볼게요.

편의상 X의 원자량을 X, Y의 원자량을 Y, Z의 원자량을 Z라고 쓸게요~

 

(가)의 전체 질량은 8.6g이고 (가)에서 Z의 질량은 4.8g입니다.

2X+14Y+3Z = 2X+14Y+4.8 = 8.6

X+7Y=1.9

 

(나)의 전체 질량은 8.0g이고 3Z=4.8이었으니까 Z=1.6

4X+16Y+Z = 4X+16Y+1.6 = 8.0

X+4Y=1.6

 

위의 두 식을 연립하면 X=1.2, Y=0.1

 

6. (나)에서 XY4는 3몰이므로 질량은 3X+12Y=4.8이고

w=4.8이 됩니다.

 

따라서 답은 4.8 x (1.2/1.6) = 3.6,

5번입니다.