해설 보기
정답HF는 H-F 결합이 매우 강하고 수소결합의 영향으로 이온화가 잘 되지 않아 유일한 약산입니다.
핵심 개념
할로젠화 수소산(HX)의 산 세기 순서 — HI > HBr > HCl >> HF
수용액에서 할로젠화 수소산의 세기는 H-X 결합 세기(결합 해리 에너지)에 의해 결정됩니다. 할로젠 원자의 크기가 커질수록 수소와의 결합 길이가 길어지고 궤도 겹침이 나빠져 H-X 결합이 약해지므로, H+를 더 쉽게 내놓아 산의 세기가 강해집니다. 따라서 HI > HBr > HCl > HF 순이며, F는 원자 반지름이 가장 작아 H-F 결합이 매우 강하고 게다가 수용액에서 강한 수소결합을 형성하므로 HF만 유일하게 약산(Ka 약 6.8×10⁻⁴)으로 분류됩니다. 전기음성도가 크면 산이 강할 것이라는 직관과 반대라는 점이 이 문제의 함정입니다.
선지별 해설
①HF는 F의 원자 반지름이 작아 H-F 결합 해리 에너지가 약 570 kJ/mol로 가장 크고, 수용액에서 강한 수소결합까지 형성하므로 부분적으로만 이온화되는 약산입니다. 네 물질 중 산의 세기가 가장 약하므로 정답입니다.
②HI는 I의 원자 반지름이 가장 커 H-I 결합이 가장 약하므로 수용액에서 거의 완전히 해리되는 가장 강한 산입니다. 가장 약한 산을 묻는 문제이므로 정답이 될 수 없습니다.
③HBr은 HI보다는 약하지만 HCl보다 강한 강산입니다. 수용액에서 완전히 해리되므로 가장 약한 산에 해당하지 않습니다.
④HCl은 할로젠화 수소산 중 세 번째로 강한 산이지만 수용액에서 완전히 해리되는 대표적인 강산입니다. HF보다 훨씬 강하므로 답이 아닙니다.
해설 보기
정답아스팔트는 상압 증류탑 바닥에 남는 잔사유로 평균 탄소수가 가장 큽니다.
핵심 개념
원유 상압 증류 유분의 탄소수 순서 — 가솔린 < 등유 < 디젤(경유) < 아스팔트
원유를 상압 증류탑에서 분리하면 탄소수가 작을수록 끓는점이 낮아 탑 위쪽에서, 탄소수가 클수록 아래쪽에서 얻어집니다. 대략적인 탄소수 범위는 LPG C3~C4, 가솔린(나프타) C5~C12(약 30~200℃), 등유 C11~C16(약 170~250℃), 경유(디젤) C15~C22(약 250~350℃), 그리고 증류탑 바닥에 남는 잔사유·아스팔트는 C25 이상(대개 C30~C40 이상)입니다. 따라서 유분의 평균 탄소수는 아스팔트가 가장 큽니다.