일반화학 I 기말고사 Useful P

Similar documents
슬라이드 제목 없음

untitled

Chapter 11 Rate of Reaction

1

10 (10.1) (10.2),,

현대대학물리학 36(545~583p)

(Vacuum) Vacuum)? `Vacua` (1 ) Gas molecular/cm 3

歯49손욱.PDF

untitled

<4D F736F F F696E74202D2035BBF3C6F2C7FC5FBCF8BCF6B9B0C1FA2E BC8A3C8AF20B8F0B5E55D>

PowerPoint 프레젠테이션

36 Chap 20 : Conjugated Systems 20.1 Stability of Conjugated Dienes Diene : 2 개의 C=C 이중결합을가진화합물 C 1,4-Pentadiene 1,3-Pentadiene 1,2-Pentadiene (unconj

1 n dn dt = f v = 4 π m 2kT 3/ 2 v 2 mv exp 2kT 2 f v dfv = 0 v = 0, v = /// fv = max = 0 dv 2kT v p = m 1/ 2 vfvdv 0 2 2kT = = vav = v f dv π m

Microsoft PowerPoint - 7-Work and Energy.ppt


<4D F736F F F696E74202D20362EC8A5C7D5B9B0C0C7BCBAC1FA2E BC8A3C8AF20B8F0B5E55D>

ePapyrus PDF Document

11¹ÚÇý·É

72 Chap 4 : Acids and Bases 4.1 Arrhenius acids and bases 4.2 Brϕnsted-Lowry acids and bases 4.3 Acid dissociation constants, pk a, and strengths of a

- 2 -

表紙(化学)

Precipitation prediction of numerical analysis for Mg-Al alloys

e hwp

Microsoft PowerPoint - GC1-CH8_2016

Microsoft PowerPoint - ch4note

2 폐기물실험실

untitled

°ø¾÷-01V36pš

PJTROHMPCJPS.hwp

6자료집최종(6.8))

13-darkenergy

歯전용]

歯전기전자공학개론


<B4EBC7D0BFF85F F31C7D0B1E25FB0EDB1DEB9ABB1E2C8ADC7D0315FB1E2B8BBB0EDBBE72E687770>

슬라이드 1

歯TR PDF

00....

#Ȳ¿ë¼®

1.4 van der Waals 상태식 (a) 식의유도, 1873 P RT =, P = V m nrt P V RT a nrt n = -, P = - a V - b V V - nb V m 2 2 m 2 P' = nrt V - nb 부피의존성 ( 분자부피보정 ) 압력의존성

Version 3.0 SOP 24 이산화탄소 fugacity October 12, 2007 SOP 24 순수이산화탄소가스나공기중 이산화탄소의 fugacity 계산 1. 대상및적용분야 이절차는순수이산화탄소가스나공기에서이산화탄소의 fugacity 를계산하는 방법을다룬다.

음주측정을 위한 긴급강제채혈의 절차와 법리, A Study on the Urgent Compulsory Blood

sna-node-ties

¾Ë·¹¸£±âÁöħ¼�1-ÃÖÁ¾

01....b

2007백서-001-특집

00목차

(291)본문7

7 7.1 Chapter 7 Covalent Bonding

歯174구경회.PDF

hwp

PowerPoint 프레젠테이션

본문01

14.fm

1. A B C 4. ABC B C A B A B C A C AB BC ABC. ABC C + A + B C A B A B C A B C B A C B C A C A B C B A 5. AB xy pqr x B xy p -y AB. A. A. B. TV B. C. AB

< F32C7D0B1E25FB1E2B8BB5FC8ADC7D0325FB4E42E687770>

歯부담금편람.PDF

#중등독해1-1단원(8~35)학

164

아니라 일본 지리지, 수로지 5, 지도 6 등을 함께 검토해야 하지만 여기서는 근대기 일본이 편찬한 조선 지리지와 부속지도만으로 연구대상을 한정하 기로 한다. Ⅱ. 1876~1905년 울릉도 독도 서술의 추이 1. 울릉도 독도 호칭의 혼란과 지도상의 불일치 일본이 조선

KAERIAR hwp


Á¶´öÈñ_0304_final.hwp

02-19~-44-하이퍼루프다시


50(5)-07.fm

Chapter 16

< F32C7D0B1E25FC1DFB0A35FC8ADC7D0325FB4E42E687770>

11.8.HUHkoreanrock.hwp

PowerPoint 프레젠테이션

Ch1_Solow Growth.hwp

(Microsoft PowerPoint - src.ppt [\300\320\261\342 \300\374\277\353] [\310\243\310\257 \270\360\265\345])

100, Jan. 21, 호, Jan. 21, , Jan. 21, 2005

<B3EDB9AEC1FD5F3235C1FD2E687770>

저작자표시 2.0 대한민국 이용자는아래의조건을따르는경우에한하여자유롭게 이저작물을복제, 배포, 전송, 전시, 공연및방송할수있습니다. 이차적저작물을작성할수있습니다. 이저작물을영리목적으로이용할수있습니다. 다음과같은조건을따라야합니다 : 저작자표시. 귀하는원저작자를표시하여야합니

04-다시_고속철도61~80p

2005 7

저작자표시 - 비영리 - 변경금지 2.0 대한민국 이용자는아래의조건을따르는경우에한하여자유롭게 이저작물을복제, 배포, 전송, 전시, 공연및방송할수있습니다. 다음과같은조건을따라야합니다 : 저작자표시. 귀하는원저작자를표시하여야합니다. 비영리. 귀하는이저작물을영리목적으로이용할

단위: 환경정책 형산강살리기 수중정화활동 지원 10,000,000원*90%<절감> 형산강살리기 환경정화 및 감시활동 5,000,000원*90%<절감> 9,000 4, 민간행사보조 9,000 10,000 1,000 자연보호기념식 및 백일장(사생,서예)대회 10

歯1.PDF

< E C0E520C8ADC7D0BEE7B7D02E687770>

Microsoft PowerPoint - ch03ysk2012.ppt [호환 모드]

Stage 2 First Phonics

제 2 장 골프장의 경영

산선생의 집입니다. 환영해요

Ä¡¿ì³»ÁöÃÖÁ¾

Product A4


<B0E6C8F1B4EBB3BBB0FA20C0D3BBF3B0ADC1C E687770>

공학박사학위 논문 운영 중 터널확대 굴착시 지반거동 특성분석 및 프로텍터 설계 Ground Behavior Analysis and Protector Design during the Enlargement of a Tunnel in Operation 2011년 2월 인하대

Microsoft PowerPoint - Chap7note

<303720C7CFC1A4BCF86F6B2E687770>


untitled

COVER.HWP

이슈분석 2000 Vol.1

가볍게읽는-내지-1-2

한눈에-아세안 내지-1

kbs_thesis.hwp


Transcription:

일반화학 I 기말고사 2004. 12. 14. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Useful Physical Constants and Equations Universal gas constant R = 0.08206 L atm / K mol = 8.314 J / K mol) Plank s constant h = 6.626 x 10-34 Js Mass of electron m e = 9.109 x 10-31 kg Avogadro s number N A = 6.022 x 10 23 Speed of light c = 2.9979 x 10 8 m s -1 Permittivity of the vacuum ε 0 = 8.854 x 10-12 C 2 J -1 m -1 Electron charge q e = 1.062 x 10-19 C Plank s formula E = hν de Broglie s wavelength λ = h / mv = h / p Bohr s formula E n = - (2.178 x 10-18 J)(Z 2 /n 2 ) G o = H o - T S o Arrhenius Equation k = A e -Ea/RT 1. (10 점 ) 다음물음에간단히답하시오. (a) (2 점 ) 20 Ca 의 ground-state electronic configuration 을 1s orbital 부터쓰시오. (b) (2점) many electron atom에서 3s, 3p, 3d orbital은 nondegenerate 상태이다. 그이유를설명하시오. (c) (2 점 ) 4p z orbital 의 radial node 와 angular node 의수는각각몇개인가? (d) (4점) O가 N에비해이온화에너지가낮은이유를설명하시오. 7 N 1s 2 2s 2 2p 3 8 O 1s 2 2s 2 2p 4 1

2. (10 점 ) 수업시간에는주로 ideal gas (PV = nrt) 의경우에대하여 molar Gibbs energy 에관한표현을배웠다. 그렇다면다음식으로표현되는 non-ideal gas 에관해서 생각해보자. PV = nrt + nbp (constant b 0, b = 0 일때는 ideal gas) 이때 molar Gibbs energy 와압력 (P) 의상관관계는다음과같다. ΔG o vap(g) = - RT ln P - b(p-1) 이상기체의경우와달리위식에나타난 non-ideal gas의 nbp term 이 vapor pressure와온도의상관관계 에어떤영향을미칠것인지를식을이용하여설명하시오. 3. (5 점 ) 물 (H 2 O) 의 entropy of fusion 과 vaporization 은아래와같다. ΔS o fus = 20.5 J K -1 mol -1 ΔS o vap = 109.1 J K -1 mol -1 ΔS o vap 값이 ΔS o fus 보다훨씬큰값을갖는이유를설명하시오. 4. (8점) Constant pressure 1 atm 하에서다음각반응이자발적으로일어나는온도범위를구하시오. 필요하면아래값들을사용하시오. o ΔH f (25 o C) kj mol -1 o S (25 o C) J K -1 mol -1 o ΔG f (25 o C) C p (25 C) kj mol -1 J K -1 mol -1 Fe (s) 0 27.28 0 25.10 O 2 (g) 0 205.03 0 29.36 Fe 2 O 3 (s) - 824.2 87.40-742.2 103.85 NH 4 NO 3 (s) - 365.56 151.08-184.02 139.3 N 2 O (g) 82.05 219.74 104.18 38.45 H 2 O (g) - 241.82 188.72-228.59 35.58 (a) (4 점 ) 4 Fe (s) + 3 O 2 (g) 2 Fe 2 O 3 (s) (b) (4 점 ) NH 4 NO 3 (s) N 2 O (g) + 2 H 2 O (g) 2

5. (12점) Suppose H 2 (g) and I 2 (g) are sealed in a flask at T = 400K with partial pressures P(H 2 )= 1.320 atm and P(I 2 ) = 1.140 atm. At this temperature H 2 and I 2 do not react rapidly to form HI(g), although after a long enough time they would produce HI(g) at its equilibrium partial pressure. Suppose, instead, that the gases are heated in the sealed flask at 600K, a temperature at which they quickly reach equilibrium: H 2 (g) + I 2 (g) 2HI (g) The equilibrium constant for the reaction is 92.6 at 600K: P 2 (HI) / P(H 2 )P(I 2 ) = 92.6 (a) (4 점 ) What are the equilibrium values of P(H 2 ), P(I 2 ), and P(HI) at 600K? (b) (4 점 ) What percentage of I 2 originally present has reacted when equilibrium is reached? (c) (4점) Enough H 2 is added to increase its partial pressure to 2.000 atm at 600K before any reaction takes place. The mixture then once again reaches equilibrium at 600K. What are the final partial pressures of the three gases? 6. (10점) Dinitrogen tetraoxide (N 2 O 4 ) 는실온에서다음과같은 first-order 반응을따라분해된다. N 2 O 4 (g) 2 NO 2 (g), - d[n 2 O 4 ] / dt = k [N 2 O 4 ] 30 o C 에서의 k = 5.1 x 10 6 s -1 이고, 이반응의 activation energy 는 54.0 kj mol -1 이다. (a) (5점) 30 o C 에서, N 2 O 4 (g) 의 partial pressure가 0.10 atm에서 0.010 atm으로줄어드는데필요한시간 (in seconds) 을계산하시오. (b) (5 점 ) 300 o C 일때 (a) 의조건을만족시키는데걸리는시간을계산하시오. 3

7. (15 점 ) Ce (IV) 에의한 Fe (II) 의산화반응은아래와같고, 각각의반응물을초기농 도를변화시키면서반응속도를측정한값은아래표와같다. Ce 4+ (aq) + Fe 2+ (aq) Ce 3+ (aq) + Fe 3+ (aq) [Ce 4+ ] (mol L -1 ) [Fe 2+ ] (mol L -1 ) Rate (mol L -1 s -1 ) 1.1 X 10-5 1.8 X 10-5 2.0 X 10-7 1.1 X 10-5 2.8 X 10-5 3.1 X 10-7 3.4 X 10-5 2.8 X 10-5 9.5 X 10-7 (a) (5 점 ) 이반응의 rate 는어떻게표현되는가? (b) (5 점 ) rate constant k 를구하고, 단위를표시하시오. (c) (5점) [Ce 4+ ] = 2.6 x 10-5 M, 구하시오. [Fe 2+ ] = 1.3 x 10-5 M 에서의용액의초기반응속도를 8. (10점) Silver ion (Ag 2+ ) 에의한다음산화-환원촉매반응의 mechanism은다음과같다. Reactive intermediate Ag 2+ 의농도에대하여 steady-state approximation ( 정류상태근사법 ) 을써서이반응 mechanism에대한 rate law를구하시오. Tl + (aq) + 2 Ce 4+ (aq) Tl 3+ (aq) + 2 Ce 3+ (aq) (Mechanism) k 1 Ag + (aq) + Ce 4+ (aq) Ag 2+ (aq) + Ce 3+ (aq) (fast) k -1 k 2 Tl + (aq) + Ag 2+ (aq) Tl 2+ (aq) + Ag + (aq) (slow) k 3 Tl 2+ (aq) + Ce 4+ (aq) Tl 3+ (aq) + Ce 3+ (aq) (fast) 4

9. (10 점 ) Hydrogen atom 의 3s 와 3p wave function 은다음과같다. σ = Zr / a 0 이고, a 0 = 0.529 X 10-10 m 일때, (a) (5 점 ) 3s wave function 에대해서 node 가존재하는 r 값을구하시오. (b) (5 점 ) 3p wave function 에대해서 node 가존재하는 r 값을구하시오. 10. (10점) 탄소-탄소이중결합 (C=C) 의길이는약 1.34 Å 이다. 이이중결합에서의 electron 의 motion은 particle in a one-dimensional box 의경우로간주될수있다. d 2 Ψ dx 2 + 2m e E Ψ (x) h 2 = 0 h = h 2π 0 x a (a = 1.34 Å) (a) (5점) Calculate the energy of an electron in each of its three lowest allowed states (E 1, E 2, and E 3 ) if it is confined to move in a one-dimensional box of length 1.34 Å. (b) (5점) Calculate the wavelength (λ) of light necessary to excite the electron from its ground state to the first excited state. ( 한학기동안수고하셨습니다.) 5

일반화학 I 기말고사 2004. 12. 14. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Useful Physical Constants and Equations Universal gas constant R = 0.08206 L atm / K mol = 8.314 J / K mol) Plank s constant h = 6.626 x 10-34 Js Mass of electron m e = 9.109 x 10-31 kg Avogadro s number N A = 6.022 x 10 23 Speed of light c = 2.9979 x 10 8 m s -1 Permittivity of the vacuum ε 0 = 8.854 x 10-12 C 2 J -1 m -1 Electron charge q e = 1.062 x 10-19 C Plank s formula E = hν de Broglie s wavelength λ = h / mv = h / p Bohr s formula E n = - (2.178 x 10-18 J)(Z 2 /n 2 ) G o = H o - T S o Arrhenius Equation k = A e -Ea/RT 1. (10 점 ) 다음물음에간단히답하시오. (a) (2 점 ) 20 Ca 의 ground-state electronic configuration 을 1s orbital 부터쓰시오. 답 ) 20 Ca = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 (b) (2점) many electron atom에서 3s, 3p, 3d orbital은 nondegenerate 상태이다. 그이유를설명하시오. 답 ) They are shielded by the core electron to different degree. (c) (2 점 ) 4p z orbital 의 radial node 와 angular node 의수는각각몇개인가? 답 ) 2 radial nodes & 1 angular node. 1

(d) (4 점 ) O 가 N 에비해이온화에너지가낮은이유를설명하시오. 7 N 1s 2 2s 2 2p 3 8 O 1s 2 2s 2 2p 4 답 ) 산소의전자배치는 p궤도에 3개의전자가하나씩다채워진후에 1개의전자가더채워져쌍을이루어야하고쌍을이룬전자들간의반발력때문에산소의이온화에너지가더작다. ( 즉산소의경우, 같은공간에전자두개가있어야하는요소가이온화가되면해소가되기때문에이온에서더욱안정한형태를유지한다.) 2. (10 점 ) 수업시간에는주로 ideal gas (PV = nrt) 의경우에대하여 molar Gibbs energy 에관한표현을배웠다. 그렇다면다음식으로표현되는 non-ideal gas 에관해서 생각해보자. PV = nrt + nbp (constant b 0, b = 0 일때는 ideal gas) 이때 molar Gibbs energy 와압력 (P) 의상관관계는다음과같다. ΔG o vap(g) = - RT ln P - b(p-1) 이상기체의경우와달리위식에나타난 non-ideal gas의 nbp term 이 vapor pressure와온도의상관관계 에어떤영향을미칠것인지를식을이용하여설명하시오. 답 ) ΔG o vap = ΔH o vap - TΔS o vap = - RT ln P - b(p-1) (ΔH o vap, ΔS o vap f (T)) RT 1 ln P 1 b(p 1 1) = ΔH o vap T 1 ΔS o vap 으로부터 R ln P 1 b(p 1 1) / T 1 = ΔH o vap /T 1 ΔS o vap ------ (a) R ln P 2 b(p 2 1) / T 2 = ΔH o vap /T 2 ΔS o vap ------ (b) (a) (b) : R ln (P 1 / P 2 ) b[{(p 1 1) / T 1 } {(P 2 1) / T 2 }] = ΔH o vap [(1/T 1 ) (1/T 2 )] ln (P 1 / P 2 ) = (ΔH o vap / R) [(1/T 1 ) (1/T 2 )] (b/r)[{(p 1 1) / T 1 } {(P 2 1) / T 2 }] (van t Hoff Equation for ideal gas) + (extra term) The extra term clearly changes P vap (T). 2

3. (5 점 ) 물 (H 2 O) 의 entropy of fusion 과 vaporization 은아래와같다. ΔS o fus = 20.5 J K -1 mol -1 ΔS o vap = 109.1 J K -1 mol -1 ΔS o vap 값이 ΔS o fus 보다훨씬큰값을갖는이유를설명하시오. 답 ) The S liq for water is smaller than in other liquids because it has smaller degree of freedom due to the hydrogen-bonding. 4. (8점) Constant pressure 1 atm 하에서다음각반응이자발적으로일어나는온도범위를구하시오. 필요하면아래값들을사용하시오. o ΔH f (25 o C) kj mol -1 o S (25 o C) J K -1 mol -1 o ΔG f (25 o C) C p (25 C) kj mol -1 J K -1 mol -1 Fe (s) 0 27.28 0 25.10 O 2 (g) 0 205.03 0 29.36 Fe 2 O 3 (s) - 824.2 87.40-742.2 103.85 NH 4 NO 3 (s) - 365.56 151.08-184.02 139.3 N 2 O (g) 82.05 219.74 104.18 38.45 H 2 O (g) - 241.82 188.72-228.59 35.58 (a) (4 점 ) 4 Fe (s) + 3 O 2 (g) 2 Fe 2 O 3 (s) 답 ) ΔH o = 2 x (-824.2 kj mol -1 ) 4 x 0 3 x 0 = - 1648.4 kj mol -1 ΔS o = 2 x (87.40 J K -1 mol -1 ) 4 x (27.28) 3 x (205.03) = - 549.41 J K -1 mol -1 Boyle Temperature T* = ΔH o / ΔS o = (- 1648.4 x 10 3 J mol -1 ) / (- 549.41 J K -1 mol -1 ) 3000 K G o = H o - T S o 에서 ΔH o < 0, ΔS o < 0 이므로, 자발적반응이일어날조건 ( G o < 0) 은 T < T* 이반응은 (0 < ) T < 3000K 범위에서자발적이다. (b) (4 점 ) NH 4 NO 3 (s) N 2 O (g) + 2 H 2 O (g) 답 ) ΔH o = (82.05 kj mol -1 ) + 2 x (-241.82) (- 365.56) = - 36.03 kj mol -1 ΔS o = (219.74 J K -1 mol -1 ) + 2 x (188.72) 151.08 = 446.1 J K -1 mol -1 G o = H o - T S o 에서 ΔH o < 0, ΔS o > 0 이면항상 G o < 0 이다. 이반응은모든 temperature range ( 온도범위 ) 에서자발적이다. 3

5. (12점) Suppose H 2 (g) and I 2 (g) are sealed in a flask at T = 400K with partial pressures P(H 2 )= 1.320 atm and P(I 2 ) = 1.140 atm. At this temperature H 2 and I 2 do not react rapidly to form HI(g), although after a long enough time they would produce HI(g) at its equilibrium partial pressure. Suppose, instead, that the gases are heated in the sealed flask at 600K, a temperature at which they quickly reach equilibrium: H 2 (g) + I 2 (g) 2HI (g) The equilibrium constant for the reaction is 92.6 at 600K: P 2 (HI) / P(H 2 )P(I 2 ) = 92.6 (a) (4점) What are the equilibrium values of P(H 2 ), P(I 2 ), and P(HI) at 600K? 답 ) refer to Chapter 9 example 9.10 (p289) (b) (4점) What percentage of I 2 originally present has reacted when equilibrium is reached? 답 ) refer to Chapter 9 example 9.10 (p290) (c) (4점) Enough H 2 is added to increase its partial pressure to 2.000 atm at 600K before any reaction takes place. The mixture then once again reaches equilibrium at 600K. What are the final partial pressures of the three gases? 답 ) refer to Chapter 9 example 9.15 (p295) 6. (10점) Dinitrogen tetraoxide (N 2 O 4 ) 는실온에서다음과같은 first-order 반응을따라분해된다. N 2 O 4 (g) 2 NO 2 (g), - d[n 2 O 4 ] / dt = k [N 2 O 4 ] 30 o C 에서의 k = 5.1 x 10 6 s -1 이고, 이반응의 activation energy 는 54.0 kj mol -1 이다. (a) (5점) 30 o C 에서, N 2 O 4 (g) 의 partial pressure가 0.10 atm에서 0.010 atm으로줄어드는데필요한시간 (in seconds) 을계산하시오. 답 ) -dc/dt = kt 로부터 ln (c/c 0 ) = - kt ln (0.010 atm / 0.10 atm) = - (5.1 x 10 6 s -1 ) t t = 4.5 x 10-7 s 4

(b) (5점) 300 o C 일때 (a) 의조건을만족시키는데걸리는시간을계산하시오. 답 ) ln (k 2 / k 1 ) = (E a / R) [(1/T 2 ) (1/T 1 )] ln [ k 300 / (5.1 x 10 6 )] = [(54 x 10 3 J mol -1 ) / (8.314 J K -1 mol -1 )] / [(1 / 573.15 K ) (1 / 303.15 K )] k 300 = 1.2 x 10 11 s -1 ln (0.010 atm / 0.10 atm) = - (1.2 x 10 11 s -1 ) t t = 1.9 x 10-11 s 7. (15점) Ce (IV) 에의한 Fe (II) 의산화반응은아래와같고, 각각의반응물을초기농도를변화시키면서반응속도를측정한값은아래표와같다. Ce 4+ (aq) + Fe 2+ (aq) Ce 3+ (aq) + Fe 3+ (aq) [Ce 4+ ] (mol L -1 ) [Fe 2+ ] (mol L -1 ) Rate (mol L -1 s -1 ) 1.1 X 10-5 1.8 X 10-5 2.0 X 10-7 1.1 X 10-5 2.8 X 10-5 3.1 X 10-7 3.4 X 10-5 2.8 X 10-5 9.5 X 10-7 (a) (5점) 이반응의 rate는어떻게표현되는가? 답 ) 1) [Ce 4+ ] 가 constant 일때, [Fe 2+ ] 가 1.6배증가함에따라반응속도도 1.6배증가 [Fe 2+ ] 에대하여 first-order. 2) [Fe 2+ ] 가 constant 일때, [Ce 4+ ] 가 3.1배증가함에따라반응속도도 3.1배증가 [Ce 4+ ] 에대하여 first-order. rate = k [Fe 2+ ][Ce 4+ ] (b) (5점) rate constant k 를구하고, 단위를표시하시오. 답 ) 2.0 x 10-7 mol L -1 s -1 = k (1.8 x 10-5 mol L -1 )(1.1 x 10-5 mol L -1 ) k = 1.0 x 10 3 L mol -1 s -1 (c) (5점) [Ce 4+ ] = 2.6 x 10-5 M, [Fe 2+ ] = 1.3 x 10-5 M 에서의용액의초기반응속도를구하시오. 답 ) rate = k [Fe 2+ ][Ce 4+ ] = (1.0 x 10 3 L mol -1 s -1 ) (1.3 x 10-5 M )(2.6 x 10-5 M) = 3.4 x 10-7 mol L -1 s -1 5

8. (10 점 ) Silver ion (Ag 2+ ) 에의한다음산화 - 환원촉매반응의 mechanism 은다음과같 다. Reactive intermediate Ag 2+ 의농도에대하여 steady-state approximation ( 정류상태 근사법 ) 을써서이반응 mechanism 에대한 rate law 를구하시오. Tl + (aq) + 2 Ce 4+ (aq) Tl 3+ (aq) + 2 Ce 3+ (aq) (Mechanism) k 1 Ag + (aq) + Ce 4+ (aq) Ag 2+ (aq) + Ce 3+ (aq) (fast) k -1 k 2 Tl + (aq) + Ag 2+ (aq) Tl 2+ (aq) + Ag + (aq) (slow) k 3 Tl 2+ (aq) + Ce 4+ (aq) Tl 3+ (aq) + Ce 3+ (aq) (fast) 답 ) Steady-state approximation 에따라, d [Ag 2+ ] / dt = k 1 [Ag + ][Ce 4+ ] k -1 [Ag 2+ ][Ce 3+ ] k 2 [Tl + ][Ag 2+ ] = 0 로부터 [Ag 2+ ] = k 1 [Ag + ][Ce 4+ ] / (k -1 [Ce 3+ ] + k 2 [Tl + ]) rate = k 2 [Tl + ][ Ag 2+ ] = k 1 k 2 [Tl + ][Ag + ][Ce 4+ ] / (k -1 [Ce 3+ ] + k 2 [Tl + ]) 9. (10 점 ) Hydrogen atom 의 3s 와 3p wave function 은다음과같다. σ = Zr / a 0 이고, a 0 = 0.529 x 10-10 m 일때,, (a) (5점) 3s wave function에대해서 node가존재하는 r값을구하시오. 답 ) A node occurs when R(3p) = 0. The function equals zero when 6σ σ 2 = 0, which means it equals zero when σ = 6. Therefore, the node is at r = 6 a 0 = 6 (0.529 x 10-10 m) = 3.17 x 10-10 m = 3.17 Å (b) (5점) 3p wave function에대해서 node가존재하는 r값을구하시오. 답 ) Node occurs at the roots of 27-18σ + 2σ 2 = 0 r / a 0 = σ = {18 ± (324 8 x 27)} / 4 = 1.902 & 7.098 r 1 = 1.902 (0.529 x 10-10 m) = 1.01 Å r 2 = 7.098 (0.529 x 10-10 m) = 3.75 Å 6

10. (10 점 ) 탄소 - 탄소이중결합 (C=C) 의길이는약 1.34 Å 이다. 이이중결합에서의 electron 의 motion 은 particle in a one-dimensional box 의경우로간주될수있다. d 2 Ψ dx 2 + 2m e E Ψ (x) h 2 = 0 0 x a (a = 1.34 Å) (a) (5 점 ) Calculate the energy of an electron in each of its three lowest allowed states (E 1, E 2, and E 3 ) if it is confined to move in a one-dimensional box of length 1.34 Å. h = h 2π (b) (5 점 ) Calculate the wavelength (λ) of light necessary to excite the electron from its ground state to the first excited state. ( 한학기동안수고하셨습니다.) 7