01 산과 염기의 정의에 대한 설명 중 옳은 것은 ○, 옳지 않은 것은 Ｘ로 표시하시오.

Ⅳ. 닮은꼴 화학 반응 / 2. 산과 염기

23. 산과 염기 정의의 확장

소단원 문제

(1) 아레니우스 산은 수용액에서 H+을 내놓는 물질이다.

·························································(     )

(2) 루이스 염기는 비공유 전자쌍을 받는 물질이다.

························································(     )

(3) [eqn: rmNH _{3}]가 [eqn: rmH _{2} O]과 반응할 때 H+은 [eqn: rmH _{2} O]에서 NH3로 이동한

다.·····················································(     )

02 다음은 3가지 반응의 화학 반응식이다.

(가) NH3+HCl → NH4++Cl-

(나) HCO3-+H2O → H2CO3+OH-

(다) CH3COOH+H2O → CH3COO-+H3O+

(가)~(다)에서 브뢴스테드-로우리 염기로 작용하는 물질

을 각각 쓰시오.

03 브뢴스테드 로우리 산으로도 작용할 수 있고, 염기로도 작용할 수 있는 물질만을 <보기>에서 있는 대로 고르시오.

	<보 기>
ㄱ. H2O ㄴ. HCl ㄷ. NH3 ㄹ. HCO3- ㅁ. Na+ ㅂ. HSO4-

04 다음은 산 염기와 관련된 3가지 화학 반응식이다.

(가) H2CO3+H2O → HCO3-+H3O+

(나) HCO3-+H2O → H2CO3+OH-

(다) (CH3)3N+H+ →  (CH3)3NH+

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. H2O은 양쪽성 물질이다. ㄴ. (나)에서 HCO3-은 브뢴스테드-로우리 염기이다. ㄷ. (다)에서 (CH3)3N은 루이스 염기이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

05 다음은 몇 가지 산 염기와 관련된 반응에 대한 설명이다.

(가) 염화 수소(HCl)를 물에 녹이면 염화 이온(Cl-)과

하이드로늄 이온(H3O+)이 생성된다.

(나) 수산화 나트륨(NaOH)을 물에 녹이면 나트륨 이

온(Na+)과 수산화 이온(OH-)이 생성된다.

(다) 암모니아(NH3)를 염화 수소(HCl)와 반응시키면

염화 암모늄(NH4Cl)이 생성된다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① (가)에서 [eqn: rmH _{2} O]은 브뢴스테드-로우리 염기이다.

② (나)에서 NaOH은 아레니우스 염기이다.

③ (다)에서 [eqn: rmNH _{3}]는 루이스 염기이다.

④ (가)와 (다)에서 HCl는 아레니우스 산이다.

⑤ [eqn: rmNH _{3}]를 물에 녹이면 H2O은 브뢴스테드-로우리 산으로 작용한다.

06 그림은 나트륨(Na)과 관련된 몇 가지 반응을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 반응 (가)에서 H의 산화수는 증가한다. ㄴ. 수용액의 pH는 A가 B보다 크다. ㄷ. 반응 (나)에서 HCl은 브뢴스테드-로우리 산으로 작 용한다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

07 다음은 암모니아 (NH3)와 관련된 3가지 화학 반응식이다.

(가) N2+3H2 → 2NH3

(나) NH3+2O2 → HNO3+H2O

(다) NH3+HNO3 → NH4++NO3-

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. (가)에서 [eqn: rmNH _{3}] 1몰이 생성될 때 전자 3몰이 이동한다. ㄴ. (나)에서 [eqn: rmNH _{3}]는 루이스 염기로 작용한다. ㄷ. (다)에서 [eqn: rmHNO _{3}]은 브뢴스테드-로우리 산으로 작용한 다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

08 다음은 3가지 분자의 루이스 전자점식이다.

(가)                (나)               (다)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, X, Y, Z는 임의의 2주기 원소 기호이다.)

	<보 기>
ㄱ. 전기 음성도는 Y가 X보다 크다. ㄴ. (가)와 (나)가 반응할 때 (가)는 브뢴스테드-로우리 염기로 작용한다. ㄷ. (나)와 (다)가 반응할 때 (다)는 아레니우스 산으로 작용한다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

서술형 문제

09 다음은 암모니아수와 진한 염산을 이용한 실험이다.

[실험 과정 및 결과]

그림과 같이 진한 염산과 암

모니아수를 각각 시계 접

시에 담은 후 가까이 두었더

니 잠시 후 흰색 연기가 생성

되었다.

(1) 흰색 연기가 생성되는 반응을 화학 반응식으로 나타

내시오.

(2) (1)의 반응에서 브뢴스테드-로우리 산과 염기로 작용

하는 물질의 분자식을 쓰고, 그 이유를 서술하시오.

10 그림은 원자 A~C의 루이스 전자점식을 나타낸 것이고, 표는 화합물 (가)와 (나)를 구성하는 원소의 종류와 입자 수를 나타낸 것이다. (단, A~C는 임의의 1, 2주기 비금속 원소기호이다.)

화합물	A	B	C
(가)	1	3	0
(나)	0	1	1

(1) 화합물 (가)의 루이스 전자점식을 쓰고, 그 이유를 서

술하시오.

(2) 화합물 (가)와 (나)가 반응할 때 루이스 염기로 작용

하는 물질의 화학식을 쓰고, 그 이유를 서술하시오.

정답과 해설

01 (1)◯ (2)× (3)◯ 02 (가)[eqn: rmNH _{3}], (나)[eqn: rmHCO _{3} ` ^{-}], (다)[eqn: rmH _{2} O]

03 ㄱ, ㄹ, ㅂ 04 ⑤ 05 ④ 06 ④ 07 ③ 08 ⑤ 09 (1)[eqn: rmHCl``+``NH _{3} ``->`NH _{4} Cl] (2)해설참조 10 (1)해설참조 (2) 해설참조

01

(1) 아레니우스 산은 수용액에서 이온화하여 H+을 내놓는 물질이다.

(2) 루이스 염기는 분자나 이온의 중심 원자가 가지는 비공유 전자쌍을 주는 물질이다.

(3) 암모니아와 물이 반응할 때 물은 암모니아에게 양성자(H+)를 주므로 브뢴스테드-로우리 산으로 작용한다.

02

브뢴스테드-로우리 염기는 양성자(H+)를 받는 물질이다. 각 반응에서 브뢴스테드-로우리 산과 염기는 다음과 같다.

03

산과 염기로 모두 작용할 수 있는 물질은 H+을 줄 수도 있고 H+을 받을 수도 있는 양쪽성 물질이다.

04

ㄱ. H2O은 (가)에서는 브뢴스테드-로우리 염기로 작용하고, (나)에서는 브뢴스테드-로우리 산으로 작용하므로 양쪽성 물질이다.

ㄴ. (나)에서 [eqn: rmHCO _{3} ^{-}]은 H+을 받았으므로 브뢴스테드-로우리 염기이다.

ㄷ. (CH3)3N은 H+에게 전자쌍을 주어 (CH3)3NH+을 생성하므로

루이스 염기이다.

05

(가)~(다)를 화학 반응식으로 나타내면 다음과 같다.

(가) HCl(g)+H2O(l) → Cl-(aq)+H3O+(aq)

(나) NaOH(aq) → Na+(aq)+OH-(aq)

(다) NH3(g)+HCl(aq) → NH4+(aq)+Cl-(aq)

④ (가)에서 HCl는 물에 녹아 수소 이온을 내놓았으므로

아레니우스 산이다. 그러나 (다)에서는 HCl가 NH3와 반응

했으므로 아레니우스 산이 아니며, 브뢴스테드-로우리 산

으로 작용한다.

① (가)에서 H2O은 HCl로부터 양성자(H+)를 받았으므로 브뢴스테드-로우리 염기이다.

오답 체크

② (나)에서 NaOH은 물에 녹아 OH-을 내놓았으므로 아

레니우스 염기이다.

③ (다)에서 NH3는 N가 가지고 있는 비공유 전자쌍을 수

소 이온(H+)에게 주었으므로 루이스 염기이다.

⑤ NH3는 물에 녹으면 H2O로부터 양성자(H+)를 받으므로

브뢴스테드-로우리 염기로 작용하고, H2O은 양성자(H+)를

내놓으므로 브뢴스테드-로우리 산으로 작용한다.

06

ㄴ. A는 염기인 NaOH(aq)이고, B는 산인 HCl(aq)이므로 수용액의 pH는 A가 B보다 크다.

ㄷ. (나)에서 HCl은 물에 녹아 H+을 물에게 주므로 브뢴스테드-로우리 산으로 작용한다.

ㄱ. (가)에서 H의 산화수는 H2O에서 +1이고, H2에서 0이므로 감소한다.

오답 체크

07

ㄱ. (가)에서 N의 산화수가 0에서 -3으로 감소하므로 NH3 1몰이 생성될 때 전자 3몰이 이동한다.

ㄷ. (다)에서 HNO3은 NH3에게 H+을 주므로 브뢴스테드-

로우리 산으로 작용한다.

ㄴ. (나)는 산화 환원 반응으로 NH3는 루이스 염기로 작용하지 않는다.

오답 체크

08

X는 원자가 전자가 5개, Y는 원자가 전자가 6개, Z는 원자가 전자가 7개이므로 원자 번호는 Z>Y>X이다. X, Y, Z는 2주기 원소 기호이므로 X는 N, Y는 O, Z는 F이다. 따라서 (가)는 NH3, (나)는 H2O, (다)는 HF이다.

ㄱ. 2주기에서 전기 음성도는 원자 번호가 클수록 커지므로 전기 음성도는 Y가 X보다 크다.

ㄴ. (가)와 (나)가 반응할 때 (가)는 (나)로부터 H+을 받으므로 (가)는 브뢴스테드-로우리 염기이다.

ㄷ. (나)와 (다)가 반응할 때 (다)는 수용액에서 H+을 내놓

으므로 아레니우스 산이다.

09

모범답안_ (1) HCl+NH3, → [eqn: rmNH _{4} Cl]

(2) 브뢴스테드-로우리 산: HCl, 브뢴스테드-로우리 염기:

NH3, HCl는 NH3에게 H+을 주고, NH3는 H+을 받았기 때

문이다.

해설_ (1) 염화 수소와 암모니아가 반응하여 염화 암모늄을 생성하며, 염화 암모늄이 흰 연기처럼 보인다.

(2) 브뢴스테드-로우리 산은 H+을 내놓는 물질이고, 브뢴

스테드-로우리 염기는 H+을 받는 물질이다.

(2) H+을 준다. H+을 받는다.

정답 키워드

등급	채점 기준	배점(%)
A	브뢴스테드-로우리 산과 염기로 작용하는 물질의 분자식을 옳게 쓰고, 이유를 옳게 서술한 경우	100
B	브뢴스테드-로우리 산과 염기로 작용하는 물질의 분자식만 옳게 쓴 경우	40

10

모범답안_ (1) , A는 홀전자가 3개, B는 홀전자가 1개이므로 A 원자 1개는 B 원자 3개와 각각 공유 결합을 이루어 옥텟 규칙을 만족하기 때문이다.

(2) AB3 , (가) AB3의 A는 비공유 전자쌍을 (나) BC의 B에게 제공하기 때문이다.

해설_ (1) (가)는 A 원자 1개와 B 원자 3개로 이루어진 화합물이다.

(2) (가)와 (나)의 반응을 화학 반응식으로 나타내면 다음

과 같다.

AB3+BC → AB4++C-

AB3는 비공유 전자쌍을 B+에게 제공하므로 루이스 염기

이다.

(1) 홀전자, 공유 결합, 옥텟 규칙 (2) 비공유 전자쌍

정답 키워드

문항	등급	채점 기준	배점(%)
(1)	A	전자점식을 옳게 쓰고, 이유를 옳게 서술한 경우	100
		전자점식만 올게 나타낸 경우	50
(2)	B	화학식을 옳게 쓰고, 이유를 옳게 서술한 경우	100
		화학식만 옳게 쓴 경우	40