01 다음 (   ) 안에 알맞은 말을 <보기>에서 골라 기호를 쓰시오.

Ⅰ. 화학의 언어 / 1. 인류 문명과 화학

03. 몰과 아보가드로수

소단원 문제

	<보 기>
ㄱ. 밀도		ㄴ. 화학식량
ㄷ. 몰 부피		ㄹ. 몰

(1) 원자, 분자, 이온과 같이 매우 작은 입자 6.02×1023

개를 나타내는 묶음 단위를 1(   )(이)라고 한다.

(2) 물질 1몰의 질량은 (   )에 g을 붙인 값과 같다.

(3) 0℃, 1기압에서 기체 1몰이 차지하는 부피를 (   )

(이)라고 한다.

(4) 온도와 압력이 같을 때 두 기체의 (  )비는 분자

량비와 같다.

02 탄소(C)에 대한 다음 물음에 답하시오. (단, C의 원자량은 12이고, 아보가드로수는 6×1023이다.)

(1) C 1몰의 질량은 몇 g인지 쓰시오.

(2) C 원자 1개의 질량은 몇 g인지 쓰시오.

(3) C 1 g에 포함된 C 원자의 수는 몇 개인지 쓰시오.

03 염화 마그네슘(MgCl2) 95 g에 들어 있는 염화 이온(Cl-)의 몰수를 구하시오. (단, 원자량은 Mg=24, Cl=35.5이다.)

04 수소(H2), 헬륨(He), 질소(N2) 기체가 각각 1 g씩 있을 때, 0℃, 1기압에서 각 기체가 차지하는 부피가 가장 큰 것부터 순서대로 나열하시오. (단, 원자량은 H=1, He=4, N=14이다.)

05 다음 중 가장 많은 수의 수소(H) 원자를 포함하는 것은?

① 9 g의 물(H2O)

② 0.5몰의 메테인(CH4)

③ 6.02×1023개의 수소 원자

④ 3.01×1023개의 수소 분자

⑤ 0℃, 1기압에서 11.2 L의 암모니아(NH3)

06 그림 (가)와 (나)는 0℃, 1기압에서 부피가 다른 2개의 용기에 H2(g)와 NH3(g)가 각각 들어 있는 것을 나타낸 것이다.

(가)                (나)

(가)와 (나)에 들어 있는 전체 원자 수의 비로 옳은 것은?

① 1 : 1	② 1 : 2	③ 1 : 3

④ 2 : 1	⑤ 2 : 3

07 다음은 25℃, 1기압에서 이산화 탄소(CO2) [eqn: a] g의 부피와 분자 수를 구하는 과정이다.

(가) CO2 [eqn: a] g의 몰수를 구한다.

CO2의 몰수=[eqn: {a} over {㉠}]

(나) CO2의 몰수로부터 CO2의 부피를 구한다.

CO2의 부피=CO2의 몰수×㉡

(다)  ㉢ 으로부터 CO2의 분자 수를 구한다.

CO2의 분자 수= ㉢ ×아보가드로수

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. ㉠은 CO2의 분자량이다. ㄴ. ㉡은 25℃, 1기압에서의 기체 1몰의 부피이다. ㄷ. ㉢는 CO2의 질량이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

08 그림 (가)와 (나)는 0℃, 1기압에서 부피가 같은 용기 속에 들어 있는 기체 O2와 XO2의 질량을 나타낸 것이다.

(가)               (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?(단, X는 임의의 원소 기호이고, O의 원자량은 16이다.)

	<보 기>
ㄱ. 분자 수는 (가)와 (나)가 같다. ㄴ. 기체의 밀도는 (나)가 (가)의 2배이다. ㄷ. X의 원자량은 12이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

09 그림과 같이 0℃, 1기압에서 동일한 두 실린더에 같은 질량의 기체 A와 B를 넣었더니 피스톤의 높이가 [eqn: h _{1}]과 [eqn: h _{2}]가 되었다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 피스톤의 질량과 마찰은 무시한다.)

	<보 기>
ㄱ. 기체의 몰수비는 A:B=[eqn: h _{1}]:[eqn: h _{2}]이다. ㄴ. 기체의 밀도비는 A:B=[eqn: h _{1}]:[eqn: h _{2}]이다. ㄷ. 기체의 분자량비는 A:B=[eqn: h _{1}]:[eqn: h _{2}]이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

서술형 문제

10 표는 0℃, 1기압에서 기체 A~C에 대한 자료이다.

기체	분자량	질량(g)	부피(L)	몰수(몰)
A		28	22.4
B	44		16.8
C	64			0.5

A~C 중에서 다음을 구하고, 그 이유를 서술하시오. (단, 0℃, 1기압에서 기체 1몰의 부피는 22.4 L이다.)

(1) 분자 수가 가장 많은 기체의 종류와 몰수

(2) 질량이 가장 큰 기체의 종류와 질량

11 그림과 같이 비커에 물(H2O) 90 g이 들어 있다. 비커에 들어 있는 물 분자의 수와 수소 원자(H)의 수는 몇 개인지 구하고, 구하는 방법을 서술하시오. (단, 원자량은 H=1, O=16이고, 아보가드로수는 6Ｘ1023이다.)

12 어떤 용기에 질소(N2) 기체 2.8 g을 넣었더니 1기압이 되었고, 같은 온도에서 부피가 같은 용기에 기체 X 3.2 g을 넣었더니 1기압이 되었다. 기체 X의 분자량을 구하고, 구하는 방법을 서술하시오. (단, N의 원자량은 14이다.)

정답과 해설

01 (1)ㄹ (2)ㄴ (3)ㄷ (4)ㄱ  02 (1)12g (2)2×10-23 (3)5×10-22개 03 2몰   04 H2, He, N2  05 ② 06 ③ 07 ③   08 ③  09 ①  10 해설참조  11 해설참조  12 해설참조

01

(1) 몰은 원자, 분자, 이온과 같이 매우 작은 입자의 개수

를 묶음으로 나타내는 단위이다.

(2) 물질 1몰의 질량은 화학식량에 g을 붙인 값이다.

(3) 0℃, 1기압에서 모든 기체 1몰이 차지하는 부피는 22.4

L로 같고, 이를 몰 부피라고 한다.

(4) 온도와 압력이 같을 때 두 기체의 밀도비는 분자량비

와 같다.

02

(1) 1몰의 질량은 화학식량에 g을 붙인 값과 같으므로 C

1몰의 질량은 12 g이다.

(2) C 1몰속에는 C 원자가 아보가드로수만큼 포함되어

있으므로 C 원자 1개의 질량은 1몰의 질량을 아보가드로

수로 나누어 구할 수 있다.

따라서 C원자 1개의 질량 = [eqn: {12`rmg} over {6 TIMES 10 ^{23}} =2 TIMES 10 ^{-23}]이다.

(3) C 1 g의 몰수는[eqn: {1} over {12}]몰이므로 C 원자의 수는

[eqn: {1} over {12} TIMES 6 TIMES 10 ^{23} =5 TIMES 10 ^{22}]개다.

03

MgCl2의 화학식량은 24+35.5×2=95이므로 MgCl2  95 g은 1

몰이고, MgCl2  1몰에는 Mg2+  1몰과 Cl- 2몰이 들어있다.

04

각 기체 1 g의 몰수는 H2=[eqn: {1} over {2}]몰, He=[eqn: {1} over {4}]몰, N2=[eqn: {1} over {28}]몰이다. 온도와 압력이 같을 때 기체의 몰수가 클수록 차지하는

부피가 크므로 각 기체가 차지하는 부피는 H2>He>N2이

다.

05

② CH4 1몰에는 H 원자가 4몰 포함되어 있으므로 CH4 0.5몰에는 H 원자가 0.5몰×4=2몰 포함되어 있다.

① H2O의 분자량은 18이므로 물 9 g은 0.5몰이고, H2O 1몰당 H 원자가 2개 있으므로 몰수는 1몰이다.

오답 체크

③ 6.02×1023개의 H 원자는 1몰이다.

④ 3.01×1023개의 H2 분자는 0.5몰이므로 H 원자는 1몰이

다.

⑤ 0℃, 1기압에서 기체 1몰의 부피는 22.4 L이므로 11.2L

에는 NH3 0.5몰이 존재하고, NH3 1몰당 H 원자가 3개 있

으므로 H 원자는 1.5몰 존재한다.

06

온도와 압력이 같을 때 기체 분자 수의 비는 부피비와 같

으므로 분자 수의 비는 (가):(나)=2:3이다. 그리고 (가)는 2

원자 분자이고, (나)는 4원자 분자이므로 전체 원자 수의

비는 (가):(나)=(2×2):(4×3)=4:12=1:3이다.

07

ㄱ. 몰수=[eqn: {질량} over {화학식량}] 이므로 ㉠은 CO2의 분자량이다.

ㄴ. 몰수=[eqn: {기체의`부피} over {1몰의`부피}]이므로 ㉡은 25℃, 1기압에서의 기체 1몰의 부피이다.

ㄷ. 몰수=[eqn: {입자`수} over {아보가드로수}]이므로 ㉢은 CO2의 몰수이다.

오답 체크

08

ㄱ. 온도, 압력, 부피가 같으므로 분자 수는 (가)와 (나)가

같다.

ㄴ. 밀도=[eqn: {질량} over {부피}]이고, (가)와 (나)의 부피가 같으므로 기체의 밀도는 질량에 비례한다. 따라서 기체의 밀도는 (나)가

(가)의 2배이다.

ㄷ. 온도, 압력, 부피가 같으므로 기체의 질량은 분자량에 비례한다. (나)의 질량은 (가)의 2배이므로 XO2의 분자량도 O2의 2배이다. 따라서 X의 원자량은 32이다.

오답 체크

09

ㄱ. 온도와 압력이 같을 때 기체의 몰수는 기체의 부피에

비례하므로 기체의 몰수비는 A:B=h1:h2이다.료 분석

ㄴ. 질량이 같을 때 기체의 밀도는 부피에 반비례하므로 기체의 밀도비는 A:B=h2:h1이다.

오답 체크

ㄷ. 온도와 압력이 같을 때 기체의 밀도는 분자량에 비례

하므로 기체의 분자량비는 A:B=h2:h1이다.

10

모범답안_ (1) A, 1몰, 몰수=[eqn: {질량} over {분자량}]=[eqn: {기체의`부피} over {22.4`rmL}] (0℃, 1기압)이고, 분자 수는 몰수에 비례한다. 따라서 A의 몰수는 1몰, B의 몰수는 0.75몰, C의 몰수는 0.5몰이므로 분자 수가 가장 많은 기체는 A이다.

(2) B, 33 g, 몰수=[eqn: {질량} over {분자량}]이므로 질량=몰수×분자량이다. 따라서 A의 질량은 28 g, B의 질량은 33 g, C의 질량은

32 g이므로 질량이 가장 큰 기체는 B이다.

해설_ (1) A의 몰수=[eqn: {22.4`rmL} over {22.4rm`L/몰}]=1몰

B의 몰수=[eqn: {16.8rm`L} over {22.4rm`L/몰}]=0.75몰이다.

(2) B의 질량은 0.75몰×44 g/몰=33 g이고, C의 질량은 0.5몰×64 g/몰=32 g이다.

[eqn: 몰수= {질량} over {분자량} = {기체의`부피} over {24.4`rm`L}]

정답 키워드

문항	등급	채점 기준	배점(%)
(1)	A	기체의 종류와 몰수를 옳게 쓰고, 구하는 방법을 옳게 서술한 경우	100
	B	기체의 종류와 몰수만 옳게 쓴 경우	40
(2)	A	기체의 종류와 몰수를 옳게 쓰고, 구하는 방법을 옳게 서술한 경우	100
	B	기체의 종류와 몰수만 옳게 쓴 경우	40

11

모범답안_ 물 분자의 수: 3×1024개, 수소 원자의 수: 6×1024개, 물(H2O)의 분자량은 18이므로 물 90 g은

[eqn: {90} over {18}]=5몰이고, 물 분자의 수는 5×6×1023=3×1024개이다. 또한 물(H2O) 분자 1몰에는 H 원자 2몰이 포함되어 있으므

로 수소 원자의 몰수는 10몰이고, 개수는

10×6×1023=6×1024개이다.

몰, 분자량, 분자 수

정답 키워드

등급	채점 기준	배점(%)
A	물 분자의 수와 수소 원자의 수를 옳게 쓰고, 구하는 방법을 옳게 서술한 경우	100
B	물 분자의 수와 수소 원자의 수 중 한 가지에 대해서만 옳게 서술한 경우	50

12

모범답안_ 32, 온도와 압력이 같을 때 부피가 같은 용기에 들어있는 기체의 분자 수는 같고, 질량(w)은 분자량(M)에 비례한다.

따라서[eqn: {w _{X}} over {w _{N _{2}}}]=[eqn: {M _{X}} over {M _{N _{2}}}]이므로, [eqn: {3.2} over {2.8}]=[eqn: {M _{X}} over {28}]에서 X의 분자량은 32이다.

등급	채점 기준	배점(%)
A	분자량을 옳게 쓰고, 구하는 과정을 옳게 서술한 경우	100
B	분자량만 옳게 쓴 경우	40