
정답Hess의 법칙(총열량 불변의 법칙)입니다.
핵심 개념
헤스의 법칙(총열량 불변의 법칙)
헤스의 법칙은 어떤 화학 반응의 엔탈피 변화량이 반응의 경로와 관계없이 처음과 마지막 상태에 의해서만 결정된다는 법칙입니다. 즉 반응이 여러 단계를 거쳐 연속적으로 일어나더라도 전체 반응의 엔탈피 변화값은 각 단계의 엔탈피 변화값의 총합과 같습니다. 엔탈피가 상태함수라는 성질에서 비롯되며, 직접 측정하기 어려운 반응열을 간접적으로 계산하는 데 활용됩니다.
선지별 해설
①Raoult의 법칙은 이상용액에서 용액의 증기압이 각 성분의 몰분율에 비례한다는 증기압 관련 법칙으로, 엔탈피 변화의 가법성과는 무관합니다.
②Hess의 법칙은 엔탈피가 상태함수임을 근거로, 전체 반응의 엔탈피 변화가 경로에 상관없이 각 단계 엔탈피 변화의 합과 같음을 나타냅니다. 문제 발문과 정확히 일치합니다.
③Henry의 법칙은 일정 온도에서 기체의 용해도가 그 기체의 부분압력에 비례한다는 기체 용해 법칙으로, 엔탈피 가법성과 관련이 없습니다.
④Nernst의 법칙(분배 법칙 또는 전극전위 관련 식)은 용질의 분배나 전기화학 전위에 관한 것으로, 반응 엔탈피의 합산과는 무관합니다.

정답2,2,4-트리메틸펜탄(이소옥탄) 구조인 ④번입니다.
핵심 개념
옥탄가 기준물질 이소옥탄(2,2,4-트리메틸펜탄)
옥탄가는 가솔린의 노킹 저항성을 나타내는 척도로, 이소옥탄(2,2,4-트리메틸펜탄)의 옥탄가를 100, n-헵탄을 0으로 정한 상대적 값입니다. 가지가 많은 이소옥탄은 노킹에 강해 기준 상한이 되고, 곧은 사슬 탄화수소는 노킹에 약해 옥탄가가 낮습니다. 따라서 옥탄가 100의 기준물질은 5개 탄소 주사슬에 메틸기 3개가 붙은 2,2,4-트리메틸펜탄입니다.
선지별 해설
①곧은 사슬의 n-옥탄(n-octane)으로, 노킹에 약해 옥탄가가 매우 낮은 물질입니다. 기준물질이 아닙니다.
②2-메틸헵탄에 해당하는 구조로, 옥탄가 100의 기준물질인 이소옥탄이 아닙니다.
③2,2-디메틸헥산 형태의 구조로, 2,2,4-트리메틸펜탄과는 탄소 골격이 다릅니다.
④펜탄 주사슬 2번 탄소에 메틸기 2개, 4번 탄소에 메틸기 1개가 붙은 2,2,4-트리메틸펜탄(이소옥탄)으로, 옥탄가 100의 기준물질입니다.