9급 지방직 공무원 과학 필기 기출문제복원 (2019-06-15)

9급 지방직 공무원 과학 2019-06-15 필기 기출문제 해설

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9급 지방직 공무원 과학
(2019-06-15 기출문제)

목록

1과목: 과목 구분 없음

1. 그림은 염색체 돌연변이 중 하나를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 전좌가 일어난 것이다.
  2. 감수분열 때 염색체가 비분리되어 발생한다.
  3. 그림의 돌연변이는 핵형 분석으로 알아낼 수 있다.
  4. 터너 증후군이 위와 같은 돌연변이에 의해 나타난다.
(정답률: 58%)
  • 그림을 보면 염색체의 일부 구간(D)이 소실된 결실 돌연변이가 일어났음을 알 수 있습니다. 결실은 염색체의 크기나 모양이 변하는 구조적 변화이므로, 염색체의 수와 모양을 관찰하는 핵형 분석을 통해 충분히 확인할 수 있습니다.

    오답 노트
    전좌: 서로 다른 염색체 간의 일부가 교환되는 현상이 아님
    비분리: 염색체 수의 변화(이배체 등)를 일으키는 원인임
    터너 증후군: 성염색체 하나가 부족한 수적 돌연변이임
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2. 표의 A～C는 각각 DNA, 단백질, 중성 지방을 순서 없이 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 ＜보기＞에서 모두 고르면?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
(정답률: 59%)
  • 표의 조건을 분석하면 A는 단백질(항체 주성분), B는 DNA(유전 정보 저장), C는 중성 지방(인체 구성 성분)입니다.
    A(단백질)는 질소를 포함하고 있어 세포 호흡이나 분해 시 암모니아가 생성되므로 ㄱ은 옳은 설명입니다.

    오답 노트
    ㄴ: B(DNA)의 당은 리보스가 아니라 디옥시리보스입니다.
    ㄷ: C(중성 지방)가 아니라 인지질이 세포막의 주요 구성 성분입니다.
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3. 그림은 어떤 개체군의 이론상의 생장 곡선과 실제의 생장 곡선을 나타낸 것이다. 이 개체군에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. t2에서 개체수가 증가하지 않는 것은 환경 저항이 사라지기 때문이다.
  2. 환경 저항이 없다면 J자 모양의 생장 곡선을 나타낼 것이다.
  3. 개체수가 (가)에 도달할 때까지 환경 저항을 받지 않는다.
  4. t1에서 t2로 갈수록 개체 간 경쟁이 감소한다.
(정답률: 79%)
  • 이론상의 생장 곡선은 환경 저항이 없을 때 나타나는 지수적 증가(J자형)를 의미하며, 실제 생장 곡선은 환경 저항으로 인해 개체수가 환경 수용력 (가)에 수렴하는 S자형을 나타냅니다.
    따라서 환경 저항이 없다면 J자 모양의 생장 곡선을 나타낼 것입니다.
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4. 그림은 혈당량 조절 과정의 일부를 나타낸 것이며, ㉠과 ㉡은 각각 저혈당과 고혈당 중 하나이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 실선과 점선은 서로 다른 기작을 나타낸다)

  1. ㉠은 저혈당이다.
  2. 호르몬 A는 글루카곤이다.
  3. 식사 후에는 호르몬 A의 분비량이 감소한다.
  4. 호르몬 B는 간에 저장된 글리코젠의 양을 감소시킨다.
(정답률: 69%)
  • 혈당 조절 피드백 경로를 분석하는 문제입니다.
    호르몬 A는 혈당량을 감소시키므로 인슐린이며, 호르몬 B는 혈당량을 증가시키므로 글루카곤입니다.
    따라서 ㉠은 고혈당, ㉡은 저혈당 상태를 의미합니다.
    글루카곤(호르몬 B)은 간에 저장된 글리코젠을 포도당으로 분해하여 혈액으로 방출시키므로, 간의 글리코젠 양을 감소시킵니다.

    오답 노트
    ㉠은 저혈당이다 : ㉠은 인슐린 분비를 촉진하는 고혈당 상태입니다.
    호르몬 A는 글루카곤이다 : 호르몬 A는 인슐린입니다.
    식사 후에는 호르몬 A의 분비량이 감소한다 : 식후 고혈당 상태에서는 인슐린(호르몬 A) 분비가 증가합니다.
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5. 그림은 유전병 A에 대한 가계도를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 돌연변이는 고려하지 않는다)

  1. 유전병 A는 열성 형질이다.
  2. 유전병 A 대립 유전자는 성염색체에 존재한다.
  3. 2의 유전병 A 대립 유전자 중 하나는 3을 거쳐 5에게 전달되었다.
  4. 6의 동생이 태어날 때, 이 동생에게 유전병 A가 나타날 확률은 1/4이다.
(정답률: 75%)
  • 가계도를 통해 유전 방식(상/성염색체, 우/열성)을 분석하는 문제입니다.
    정상인 부모(3, 4) 사이에서 유전병 자녀(5)가 태어났으므로, 유전병 A는 열성 형질입니다.
    만약 성염색체(X) 열성이라면, 유전병 딸(5)의 아버지(3)는 반드시 유전병이어야 하지만, 아버지(3)가 정상이므로 이 유전병은 상염색체 열성 유전입니다.
    따라서 유전병 A 대립 유전자가 성염색체에 존재한다는 설명은 틀렸습니다.
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6. 그림은 직선 경로를 따라 한쪽 방향으로 운동하는 질량 m인 물체의 운동량을 시간에 따라 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 4t일 때 물체의 가속도의 크기는 p0/2mt이다.
  2. 3t부터 5t까지 물체가 받은 충격량의 방향은 운동 방향과 같다.
  3. 0~2t까지 물체에 작용하는 알짜힘은 일정하게 증가한다.
  4. 2t일 때 물체의 속력은 2p0/m이다.
(정답률: 42%)
  • 운동량-시간 그래프의 기울기가 알짜힘(충격량)이자 질량 $\times$가속도임을 이용하는 문제입니다.
    가속도는 운동량의 시간 변화율을 질량으로 나눈 값입니다.
    $3t$부터 $5t$까지 운동량이 $p_0$에서 $0$으로 감소하므로, 기울기는 다음과 같습니다.
    ① [기울기(힘) 공식] $F = \frac{\Delta p}{\Delta t}$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{0 - p_0}{5t - 3t} = \frac{-p_0}{2t}$
    ③ [최종 결과] $F = -\frac{p_0}{2t}$
    가속도의 크기는 $a = \frac{|F|}{m}$이므로, $4t$일 때의 가속도 크기는 다음과 같습니다.
    ① [가속도 공식] $a = \frac{p_0}{2mt}$
    ② [숫자 대입] $a = \frac{p_0}{2mt}$
    ③ [최종 결과] $a = \frac{p_0}{2mt}$

    오답 노트
    3t부터 5t까지 물체가 받은 충격량의 방향은 운동 방향과 같다 : 운동량이 감소하므로 충격량의 방향은 운동 방향과 반대입니다.
    0~2t까지 물체에 작용하는 알짜힘은 일정하게 증가한다 : 운동량이 일정하므로 알짜힘은 $0$입니다.
    2t일 때 물체의 속력은 $2p_0/m$이다 : $v = \frac{p}{m} = \frac{p_0}{m}$입니다.
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7. 그림의 A~C는 도체, 반도체, 절연체의 에너지띠 구조를 순서 없이 나타낸 것이다. 색칠한 부분은 에너지띠에 전자가 차 있는 것을 나타낸다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. A는 반도체이다.
  2. 상온에서 전기 전도도는 일반적으로 A가 B보다 높다.
  3. B의 띠틈의 크기는 C의 띠틈의 크기보다 작다.
  4. C는 도핑에 의해 전기 전도도가 낮아진다.
(정답률: 69%)
  • 에너지띠 구조를 통해 물질의 전기적 성질을 구분하는 문제입니다.
    A는 원자가띠와 전도띠가 겹쳐 있어 전자가 자유롭게 이동하는 도체, B는 띠틈이 좁아 열에 의해 전자가 전도띠로 전이될 수 있는 반도체, C는 띠틈이 매우 넓은 절연체입니다.
    도체인 A는 반도체인 B보다 자유 전자가 훨씬 많으므로 상온에서 전기 전도도가 더 높습니다.

    오답 노트
    A는 반도체이다 : A는 도체입니다.
    B의 띠틈의 크기는 C의 띠틈의 크기보다 작다 : B(반도체)의 띠틈이 C(절연체)보다 작으므로 옳은 설명이나, 정답 보기인 전기 전도도 비교가 더 핵심적인 물리적 특성입니다. (제시된 정답 기준)
    C는 도핑에 의해 전기 전도도가 낮아진다 : 도핑은 반도체의 전도도를 높이는 방법이며, C는 절연체입니다.
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8. 그림은 자동차가 직선도로를 따라 등가속도 운동을 하는 모습을 나타낸 것이다. P점에서 정지해 있다가 출발한 자동차가 10초 후 Q점을 통과할 때 속력은 10m/s이었다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 자동차의 가속도의 크기는 2m/s2이다.
  2. P와 Q 사이의 거리는 100m이다.
  3. 자동차가 출발하고 5초가 지날 때 속력은 5m/s이다.
  4. 자동차가 출발해서 5초 동안 이동한 거리는 50m이다.
(정답률: 62%)
  • 등가속도 직선 운동에서 속력과 이동 거리를 구하는 문제입니다.
    먼저 가속도를 구한 뒤, 이를 이용해 특정 시간의 속력과 거리를 계산합니다.
    ① [가속도 공식] $a = \frac{v - v_0}{t}$
    ② [숫자 대입] $a = \frac{10 - 0}{10}$
    ③ [최종 결과] $a = 1\text{ m/s}^2$
    자동차의 가속도가 $1\text{ m/s}^2$이므로, 5초 후의 속력은 다음과 같습니다.
    ① [속력 공식] $v = v_0 + at$
    ② [숫자 대입] $v = 0 + 1 \times 5$
    ③ [최종 결과] $v = 5\text{ m/s}$

    오답 노트
    자동차의 가속도의 크기는 $2\text{ m/s}^2$ : 가속도는 $1\text{ m/s}^2$입니다.
    P와 Q 사이의 거리는 $100\text{m}$ : $s = \frac{1}{2}at^2 = \frac{1}{2} \times 1 \times 10^2 = 50\text{m}$ 입니다.
    자동차가 출발해서 5초 동안 이동한 거리는 $50\text{m}$ : $s = \frac{1}{2} \times 1 \times 5^2 = 12.5\text{m}$ 입니다.
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9. 그림과 같이 질량이 m으로 동일한 두 물체 A, B를 실과 도르래로 연결한 후 가만히 놓았더니 두 물체가 화살표 방향으로 움직이기 시작하였다. 물체 A의 연직 높이가 h만큼 내려왔을 때 물체 B의 연직 높이는 h'만큼 올라갔다. A의 감소한 중력 퍼텐셜 에너지가 A의 증가한 운동 에너지의 3배일 때 h'은? (단, 실은 길이가 변하지 않고 질량이 없으며 도르래는 마찰이 없고 질량이 없으며, 빗면은 바닥에 고정되어 있고 표면의 마찰이 없으며, 공기 저항은 무시한다)

  2. h
(정답률: 56%)
  • 역학적 에너지 보존 법칙을 이용합니다. 물체 A의 감소한 중력 퍼텐셜 에너지가 A의 증가한 운동 에너지의 3배이므로, 나머지 2배만큼의 에너지가 물체 B의 증가한 중력 퍼텐셜 에너지와 B의 증가한 운동 에너지의 합과 같아야 합니다. 두 물체는 실로 연결되어 속력이 같으므로 운동 에너지의 비율은 질량비와 같습니다.
    ① [기본 공식] $mgh = 3(\frac{1}{2}mv^{2})$ 및 $$mgh' + \frac{1}{2}mv^{2} = mgh - 3(\frac{1}{2}mv^{2})$$
    ② [숫자 대입] $mgh' + \frac{1}{3}mgh = mgh - mgh$ (에너지 관계식 정리) $\rightarrow$ $$mgh' = \frac{1}{3}mgh - \frac{1}{2}mv^{2}$$ 가 아니라, 전체 에너지 보존에서 A의 손실분 $mgh$가 B의 상승분 $mgh'$와 두 물체의 운동 에너지 합 $\frac{1}{2}mv^{2} \times 2$와 같음을 이용합니다. 문제 조건에서 $mgh = 3(\frac{1}{2}mv^{2})$이므로 $\frac{1}{2}mv^{2} = \frac{1}{3}mgh$ 입니다.
    ③ [최종 결과] $mgh' + 2(\frac{1}{3}mgh) = mgh \rightarrow mgh' = \frac{1}{3}mgh \rightarrow h' = \frac{1}{3}h$
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10. 그림 (가)～(다)는 정보 저장 매체인 하드디스크, CD와 DVD, 플래시 메모리를 각각 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. (가)는 전자기 유도 현상을 이용하여 정보를 읽는다.
  2. (나)는 빛을 이용하여 정보를 읽는다.
  3. (나)에서 DVD는 CD보다 같은 면적에 더 많은 정보를 저장할 수 있다.
  4. (다)는 강자성체를 이용하여 정보를 저장한다.
(정답률: 56%)
  • (다)는 플래시 메모리로, 강자성체가 아닌 반도체 소자(플로팅 게이트)에 전하를 저장하는 방식입니다.

    오답 노트
    (가) 하드디스크: 강자성체 이용, 전자기 유도로 읽음
    (나) CD/DVD: 레이저 빛 이용, DVD가 피트 간격이 좁아 저장 용량이 더 큼
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11. 표의 A～D는 판 경계부에서 발달한 지형을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 동아프리카 열곡대는 A에 해당한다.
  2. 히말라야산맥은 B에 해당하고 화산 활동이 활발한 곳이다.
  3. 대서양 중앙 해령은 C에 해당하고 현무암질 마그마가 분출한다.
  4. D에서는 판의 생성도 소멸도 없다.
(정답률: 77%)
  • B는 대륙판과 대륙판이 충돌하는 수렴형 경계로, 히말라야산맥이 대표적입니다. 이곳은 지각이 두꺼워져 마그마가 분출하기 어려우므로 화산 활동이 거의 일어나지 않습니다.

    오답 노트
    A(대륙-대륙 발산): 동아프리카 열곡대
    C(해양-해양 발산): 대서양 중앙 해령, 현무암질 마그마 분출
    D(해양-해양 보존): 판의 생성과 소멸이 없는 변환 단층
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12. 그림은 지구의 환경 변화를 모식적으로 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, ㉠과 ㉡은 자외선과 태양풍을 순서 없이 제시한 것이다)

  1. ㉠은 자외선이고, ㉡은 태양풍이다.
  2. 지구의 표면온도는 A시기보다 B시기에 더 높다.
  3. 대기 중의 산소 농도는 A시기보다 C시기에 더 높다.
  4. 최초의 육상 생물은 A시기에 출현하였다.
(정답률: 62%)
  • C시기는 오존층이 형성된 이후로, 광합성 생물의 증가로 인해 대기 중 산소 농도가 A시기보다 훨씬 높습니다.

    오답 노트
    ㉠은 태양풍(자기권에서 차단), ㉡은 자외선(오존층에서 차단)
    B시기는 온실 효과로 인해 A시기보다 표면온도가 높음
    최초의 육상 생물은 오존층이 형성된 C시기에 출현함
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13. 그림은 어느 한 지점에서 발생한 지진을 서로 다른 관측소 A와 B에서 관측한 지진기록이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. PS시는 관측소 A보다 관측소 B가 더 짧다.
  2. 진앙과 관측소 사이의 거리는 B보다 A가 더 멀다.
  3. P파는 S파보다 늦게 도착한다.
  4. 지진의 규모는 장소에 관계없이 일정하다.
(정답률: 62%)
  • 지진의 규모는 지진 발생 시 방출되는 에너지의 절대적인 양을 나타내므로, 관측소의 위치와 관계없이 동일한 지진에 대해서는 항상 일정합니다.

    오답 노트
    PS시: 그래프상 P파와 S파의 시간 간격은 B가 A보다 더 깁니다.
    진앙 거리: PS시가 길수록 진앙에서 멀므로 B가 A보다 더 멉니다.
    P파/S파: P파(종파)가 S파(횡파)보다 속도가 빨라 항상 먼저 도착합니다.
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14. 그림은 하천 A～C에서 2005년부터 2015년까지의 BOD기준 수질변화를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
(정답률: 50%)
  • BOD(생물학적 산소 요구량)는 수치가 낮을수록 수질이 깨끗함을 의미하며, 수질이 깨끗할수록 용존 산소량(DO)은 높게 나타납니다.
    ㄴ. 2015년 그래프에서 C의 BOD 수치가 가장 낮으므로, 용존 산소량은 C에서 가장 높습니다.

    오답 노트
    ㄱ. 수질 개선도는 초기 대비 감소폭을 보아야 하며, C가 가장 크게 감소하여 가장 많이 개선되었습니다.
    ㄷ. A는 BOD 수치가 증감을 반복하고 있으므로 지속적으로 개선되었다고 볼 수 없습니다.
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15. 위도 37.5°N인 지역에서 태양의 남중고도를 측정하였더니 29°였다. 관측지역에서 이 날에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 밤과 낮의 길이는 같다.
  2. 태양의 적경은 약 12h이다.
  3. 태양의 적위는 약 23.5°이다.
  4. 태양은 남동쪽에서 떠서 남서쪽으로 진다.
(정답률: 35%)
  • 태양의 남중고도 공식을 통해 적위를 구하면 현재 태양이 남반구에 위치함을 알 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\text{남중고도} = 90^{\circ} - \text{위도} + \text{적위}$
    ② [숫자 대입] $29^{\circ} = 90^{\circ} - 37.5^{\circ} + \text{적위}$
    ③ [최종 결과] $\text{적위} = -23.5^{\circ}$
    적위가 $-23.5^{\circ}$인 날은 동지이며, 이때 태양은 남회귀선 위에 위치하므로 북반구에서는 태양이 남동쪽에서 떠서 남서쪽으로 지게 됩니다.
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16. 산화 환원 반응이 아닌 것은?

  1. C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O
  2. CuO＋H2→Cu＋H2O
  3. CaCO3＋2HCl→CaCl2＋H2O＋CO2
  4. Mg＋2HCl→MgCl2＋H2
(정답률: 63%)
  • 산화 환원 반응은 물질 간에 전자의 이동이 일어나는 반응입니다. $\text{CaCO}_{3} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_{2} + \text{H}_{2}\text{O} + \text{CO}_{2}$ 반응은 산과 염기의 중화 반응 및 분해 반응의 일종으로, 각 원소의 산화수가 변하지 않으므로 산화 환원 반응이 아닙니다.
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17. 다음 이온들의 크기를 비교한 것으로 옳은 것은?

  1. 20Ca2+<19K+<17Cl-<16S2-
  2. 19K+<20Ca2+<17Cl-<16S2-
  3. 16S2-<17Cl-<20Ca2+<19K+
  4. 16S2-<17Cl-<19K+<20Ca2+
(정답률: 59%)
  • 제시된 이온들은 모두 전자 배치가 동일한 등전자 이온입니다. 등전자 이온의 경우, 원자 번호가 클수록(핵전하량이 클수록) 전자를 더 강하게 끌어당기므로 이온의 크기는 작아집니다. 따라서 원자 번호가 가장 큰 $_{20}\text{Ca}^{2+}$가 가장 작고, 가장 작은 $_{16}\text{S}^{2-}$가 가장 큽니다.
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18. 다음 에탄올의 연소 반응에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, t℃, 1기압에서 기체 1몰의 부피는 24L이고, 에탄올의 분자량은 46이다)

  1. a는 c보다 크다.
  2. b는 a보다 크다.
  3. 완전 연소 시 반응한 에탄올의 양은 1.15g이다.
  4. 반응물의 전체 분자수와 생성물의 전체 분자수는 같다.
(정답률: 59%)
  • 에탄올의 완전 연소 화학 반응식을 통해 계수를 결정하고 반응한 질량을 계산합니다.
    반응식: $\text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{CO}_2 + 3\text{H}_2\text{O}$ (따라서 $a=3, b=2, c=3$)
    산소의 몰수: $\text{mol} = \frac{1.8}{24} = 0.075 \text{ mol}$
    에탄올의 몰수: $\text{mol} = \frac{0.075}{3} = 0.025 \text{ mol}$
    에탄올의 질량: $\text{mass} = 0.025 \times 46 = 1.15 \text{ g}$
    따라서 완전 연소 시 반응한 에탄올의 양은 1.15g입니다.
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19. 그림은 DNA를 구성하는 뉴클레오타이드의 구조 중 하나를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 염기의 종류에는 A(아데닌), T(티민), C(사이토신), G(구아닌)이 있다.
  2. 인산과 당은 DNA의 골격을 형성한다.
  3. 인산을 구성하는 원소들은 모두 옥텟 규칙을 만족한다.
  4. (가)는 인산, (나)는 당, (다)는 염기이다.
(정답률: 56%)
  • 제시된 구조식에서 (가)는 인산, (나)는 당(디옥시리보스), (다)는 염기입니다.
    인산($\text{PO}_4^{3-}$)의 중심 원자인 인($\text{P}$)은 최외각 전자가 5개이며, 결합 후 주변에 5개의 전자쌍을 가져 옥텟 규칙(8전자 규칙)을 만족하지 않는 예외 원소입니다.
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20. 수소 원자의 수가 가장 많은 것은? (단, 원자량은 H＝1, O＝16이고, 0℃1기압에서 기체 1몰의 부피는 22.4L이다)

  1. 9g의 물(H2O)
  2. 0.5몰의 암모니아(NH3)
  3. 3.01×1023개의 수소 분자(H2)
  4. 0℃, 1기압에서 11.2L의 메테인(CH4)
(정답률: 69%)
  • 각 보기의 수소 원자 수를 몰수로 계산하여 비교합니다. 수소 원자 수 = (물질의 몰수) × (분자당 수소 원자 수)입니다.
    ① 물: $\frac{9}{18} \times 2 = 1.0 \text{ mol}$
    ② 암모니아: $0.5 \times 3 = 1.5 \text{ mol}$
    ③ 수소 분자: $\frac{3.01 \times 10^{23}}{6.02 \times 10^{23}} \times 2 = 1.0 \text{ mol}$
    ④ 메테인: $\frac{11.2}{22.4} \times 4 = 2.0 \text{ mol}$
    따라서 수소 원자 수가 가장 많은 것은 0℃, 1기압에서 11.2L의 메테인($\text{CH}_4$)입니다.
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