수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2006-03-11)

수능(화학I) 2006-03-11 필기 기출문제 해설

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수능(화학I)
(2006-03-11 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 그림은 물 분자 내 산소(O)원자와 수소(H)원자 사이의 결합(가)와 물 분자 사이의 결합(나)를 모형으로 나타낸 것이다.

일정량의 물을 변화시킬 때, (가)또는 (나)결합의 개수 변화에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • (가)는 물 분자 내부의 공유 결합이고, (나)는 물 분자 사이의 수소 결합입니다.
    전기 분해를 하면 물 분자 자체가 분해되어 $\text{H}_{2}$와 $\text{O}_{2}$가 되므로 공유 결합인 (가)의 개수가 감소합니다.
    기화가 일어나면 분자 사이의 거리가 멀어지며 분자 간 인력인 수소 결합 (나)가 끊어지므로 개수가 감소합니다.

    오답 노트
    물 얼림: 상태 변화(액체 $\rightarrow$ 고체)는 분자 간의 결합(나)에 영향을 줄 뿐, 분자 내부의 공유 결합(가) 개수는 변하지 않습니다.
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2. 그래프는 온도에 따른 얼음과 물의 밀도 변화를 나타낸 것이다.

위 자료에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 그래프와 보기를 분석한 결과입니다.
    ㄴ. 물은 $0^{\circ}C$에서 얼음으로 변할 때 밀도가 급격히 감소(부피 증가)합니다. 그래프의 BC 구간은 액체인 물이 고체인 얼음으로 변하며 밀도가 낮아지는 과정을 보여주므로, 겨울철 수도관이 얼어 부피가 팽창해 터지는 현상을 정확히 설명합니다.

    오답 노트
    ㄱ. 얼음(AB 구간)은 온도가 높아질수록 밀도가 감소하므로 부피는 증가합니다.
    ㄷ. 물고기가 겨울을 날 수 있는 것은 $4^{\circ}C$에서 밀도가 최대가 되어 찬물이 아래로 내려가고 따뜻한 물이 위로 올라가는 대류 현상 때문이며, 이는 CD 구간의 밀도 증가와 DE 구간의 밀도 감소를 모두 포함하는 특성입니다.
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3. 그림은 어느 하천 주변의 지형과 주요 시설물을 나타낸 것이다.

각 지점 A, B, C, D의 물에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 하천의 수질 특성을 분석하는 문제입니다.
    ㄱ. B는 석회암 지대를 지나며 $CaCO_{3}$ 성분이 용해되어 A보다 pH가 큽니다. (옳음)
    ㄴ. C는 화력발전소의 열수 방류로 인해 수온이 상승하며, 수온이 높을수록 용존 산소량(DO)은 감소하므로 B보다 DO가 작습니다. (틀림)
    ㄷ. D는 축산 폐수가 유입되어 유기물 농도가 높아지므로, 이를 분해하는 데 필요한 산소량인 BOD가 C보다 큽니다. (옳음)
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4. 그래프는 묽은 황산(H2SO4)에 수산화나트륨(NaOH) 수용액을 가할 때, 수산화나트륨 수용액의 부피에 따른 혼합 용액의 전류의 세기를 나타낸 것이다.

점 A, B, C에 해당하는 혼합 용액에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 묽은 황산과 수산화나트륨 수용액의 온도는 같다.)

  1. A의 pH가 가장 크다.
  2. B에는 이온이 없다.
  3. B의 온도가 가장 높다.
  4. C에서 가장 많은 이온은 이다.
  5. C에 마그네슘 리본을 넣으면 수소 기체가 발생한다.
(정답률: 알수없음)
  • 강산인 $H_{2}SO_{4}$와 강염기인 $NaOH$의 중화 반응 그래프입니다. 전류의 세기는 용액 속 이온 수에 비례하며, 중화점인 B에서 이온 수가 최소가 됩니다.
    중화 반응은 발열 반응이므로, 반응이 완결되어 열이 가장 많이 발생한 중화점 B에서 온도가 가장 높습니다.

    오답 노트
    A의 pH가 가장 크다: A는 산성 영역이므로 pH가 낮습니다.
    B에는 이온이 없다: 구경꾼 이온인 $Na^{+}$, $SO_{4}^{2-}$가 존재합니다.
    C에서 가장 많은 이온은 $\text{OH}^{-}$: $NaOH$가 과량 투입된 지점이므로 $\text{OH}^{-}$가 가장 많으나, 이미지 $\text{}$가 무엇인지 명확하지 않으며 원리상 $\text{OH}^{-}$가 정답이어야 합니다.
    C에 마그네슘 리본을 넣으면 수소 기체가 발생한다: C는 염기성이므로 마그네슘과 반응하여 수소 기체를 발생시키지 않습니다.
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5. 표는 몇 가지 금속의 성질을 조사하여 정리한 것이다.

위 자료를 참고로 하여 항공기 동체의 재료(가)와 난방용 파이프의 재료(나)로 적당한 금속을 옳게 짝지은 것은? (단, 금속의 다른 성질은 고려하지 않는다.) (순서대로 가, 나)

  1. A, B
  2. A, C
  3. B, C
  4. B, D
  5. D, B
(정답률: 알수없음)
  • 항공기 동체는 가벼우면서 강해야 하므로 밀도가 낮아야 하며, 난방용 파이프는 열을 잘 전달해야 하므로 열전도성이 높아야 합니다.
    제시된 표에서 밀도가 가장 낮은 금속은 $2.70g/cm^{3}$인 A이며, 열전도성이 가장 높은 금속은 $4.01W/cm\cdot K$인 B입니다. 따라서 (가)는 A, (나)는 B가 적당합니다.
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6. 다음은 물의 표면장력과 관련된 실험이다.

실험 (나)와 (다)에서 측정한 높이 b, c를 a와 옳게 비교한 것은? [3점]

  1. a > b, a > c
  2. a > b, a < c
  3. a > b, a = c
  4. a < b, a > c
  5. a < b, a < c
(정답률: 알수없음)
  • 액체 방울의 높이는 표면장력이 클수록, 그리고 액체와 바닥면의 부착력이 작을수록 높게 형성됩니다.
    실험 (나)는 물에 비누를 섞어 표면장력을 감소시켰으므로 높이 $b$는 $a$보다 작습니다. 실험 (다)는 친수성인 폴리비닐알코올 $(+CH_{2}CH(OH)+)_{n}$ 필름을 사용하여 부착력을 높였으므로 물방울이 더 넓게 퍼져 높이 $c$는 $a$보다 작습니다. 따라서 $a > b, a > c$ 입니다.
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7. 다음은 서로 다른 지역에서 채취한 지하수 A, B, C를 이용한 실험이다.

지하수 A, B, C에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 비누 거품이 적게 생기는 것은 물속에 $\text{Ca}^{2+}$, $\text{Mg}^{2+}$이온이 많아 비누와 반응하여 앙금을 형성하기 때문입니다.
    지하수 A는 끓여도 거품 양에 변화가 없으므로, 열에 의해 제거되지 않는 $\text{Ca}^{2+}$, $\text{Mg}^{2+}$이온이 포함된 영구적 센물입니다.
    지하수 C는 끓인 후 거품이 많이 생기므로, $\text{HCO}_{3}^{-}$이온이 열분해되어 $\text{CaCO}_{3}$ 앙금으로 제거된 일시적 센물입니다. 이 과정에서 $\text{HCO}_{3}^{-}$의 수는 감소합니다.

    오답 노트
    이온 총량: 끓이기 전 거품 양이 B(많음) > C(적음)이므로, $\text{Ca}^{2+}$, $\text{Mg}^{2+}$이온의 총량은 C가 B보다 많습니다.
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8. 표는 공기를 구성하는 기체들에 대한 자료이다.

기체 A～D에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄷ, ㄹ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 자료를 분석하면 A는 네온($Ne$), B는 아르곤($Ar$), C는 질소($N_{2}$), D는 이산화탄소($CO_{2}$)입니다.
    C(질소)는 하버-보슈법을 통해 암모니아 합성의 원료로 쓰이며, D(이산화탄소)는 드라이아이스로 승화되는 성질이 있어 분별 증류 전 미리 제거합니다.

    오답 노트
    A(네온)는 비활성 기체로 불연성입니다.
    광고용 풍선에는 B(아르곤)가 아닌 헬륨($He$)이 주로 사용됩니다.
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9. 그림은 합성세제 A와 B의 구조를 나타낸 것이다.

A와 B에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 합성세제 A는 가지형 구조를 가지고 있고, B는 직쇄형 구조를 가지고 있습니다.
    미생물은 가지형 구조보다 직쇄형 구조를 더 쉽게 분해하므로, B가 A보다 자연에서 더 쉽게 분해됩니다.

    오답 노트
    합성세제는 센물 속의 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$이온과 반응해도 침전물을 형성하지 않습니다.
    합성세제 수용액은 중성에 가깝습니다.
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10. 그림은 에탄올의 여러 가지 반응을 나타낸 것이다.

물질 A～C에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 에탄올($\text{C}_{2}\text{H}_{5}\text{OH}$)의 반응 결과 물질 A는 에스테르(아세트산 에틸), B는 에텐, C는 아세트알데하이드(또는 아세트산)입니다.
    물질 A인 에스테르는 특유의 과일 향기가 나는 것이 특징입니다.

    오답 노트
    물질 B: 에텐은 철의 절단/용접에 사용되는 아세틸렌($\text{C}_{2}\text{H}_{2}$)이 아닙니다.
    물질 C: 아세트알데하이드는 나트륨($\text{Na}$)과 반응하여 수소 기체를 발생시키는 하이드록시기($-OH$)가 없습니다.
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11. 다음은 온도와 압력에 따른 기체의 변화를 알아보기 위한 실험이다.

실험에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 이상 기체 상태 방정식 $PV = nRT$를 통해 부피 $h$의 변화를 분석합니다.
    압력 $P$는 대기압 1개에서 추 추가 후 2개로 2배 증가하였고, 절대 온도 $T$는 $20^{\circ}C(293K)$에서 $313^{\circ}C(586K)$로 약 2배 증가하였습니다.
    $$h \propto \frac{T}{P}$$
    압력이 2배 증가($\frac{1}{2}$)하고 온도가 약 2배 증가($\times 2$)했으므로 부피 $h$는 거의 일정하거나 약간 변합니다. 하지만 정확한 수치상 $293 \rightarrow 586$은 정확히 2배이므로 $h$는 변화하지 않습니다.

    오답 노트
    기체 A의 밀도는 증가한다: 밀도는 $\frac{질량}{부피}$이며, 부피 $h$가 일정하므로 밀도도 일정합니다.
    기체 A 분자들의 평균운동속력은 증가한다: 평균운동속력은 절대 온도 $T$의 제곱근에 비례하므로, 온도가 상승함에 따라 속력은 증가합니다. (옳음)
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12. 다음은 산성비의 원인과 피해에 대한 신문 기사의 일부분이다.

자료의 밑줄 친 부분에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 산성비의 원인 물질인 황 산화물($SO_x$)과 질소 산화물($NO_x$)을 줄이는 것이 핵심입니다.
    (다)의 대기 오염 물질 배출 관리를 위해 공장 굴뚝에 이산화황 제거 장치를 설치하는 것이 옳습니다.

    오답 노트
    (가)의 산성비 유발 반응은 주로 $SO_2$나 $NO_2$가 물과 반응하는 것이며, $CO_2$에 의한 탄산 생성은 자연적인 비의 약산성을 결정하는 요인으로 산성비의 주원인으로 보지 않습니다.
    (나)의 석조 문화재(주성분 $CaCO_3$)가 산성비와 반응하면 이산화탄소($CO_2$) 기체가 발생합니다.
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13. 다음은 알칸에 속하는 몇 가지 탄화수소의 분자 구조이다.

위 탄화수소들의 공통점이 아닌 것은? [3점]

  1. 물에 잘 녹지 않는다.
  2. 일반식은 CnH2n+2이다.
  3. 완전 연소하면 물과 이산화탄소가 생성된다.
  4. 염소와 혼합하여 빛을 쪼이면 치환 반응이 일어난다.
  5. H 원자 1개를 Br으로 치환하면 1가지 물질이 생성된다.
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 물질들은 메테인, 에테인, 프로페인으로 모두 알칸(Alkane) 계열의 탄화수소입니다.
    알칸은 무극성 분자로 물에 녹지 않으며, 일반식 $C_n H_{2n+2}$를 따르고, 완전 연소 시 $CO_2$와 $H_2 O$를 생성하며, 빛 조건에서 염소와 치환 반응을 합니다.

    오답 노트
    프로페인의 경우 H 원자가 결합된 탄소의 환경이 서로 다르므로, Br으로 치환되는 위치에 따라 서로 다른 구조 이성질체가 생성됩니다.
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14. 다음은 기체의 확산과 관련된 실험 과정이다.

과정 (다)에서 흰 연기가 생성되는 시험관을 모두 고른 것은? [3점]

  1. A, B
  2. A, D
  3. A, B, C
  4. A, B, D
  5. A, B, C, D
(정답률: 알수없음)
  • 암모니아($NH_3$)와 염산($HCl$)이 만나면 흰색 연기인 염화암모늄($NH_4Cl$) 고체가 생성됩니다.
    시험관 A, B에는 암모니아가 들어있고, C, D에는 아르곤이 들어있지만, (나) 과정에서 입구가 마주 본 A-C, B-D 사이로 기체가 서로 확산됩니다. 따라서 모든 시험관의 입구 부근에는 암모니아와 염산이 반응할 수 있는 환경이 조성되어 A, B, C, D 모두에서 흰 연기가 관찰됩니다.
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15. 그림은 합성수지 A와 B의 구조를 나타낸 것이다.

A와 B에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄱ, ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • A는 페놀 수지(열경화성 수지)이고, B는 폴리스티렌(열가소성 수지)입니다.
    A는 페놀과 포름알데히드 두 종류의 단위체로 이루어진 그물 구조의 고분자입니다.

    오답 노트
    A는 열경화성 수지로 한 번 굳으면 열을 가해도 모양을 바꿀 수 없습니다.
    B는 투명한 플라스틱 용기 등에 쓰이며, 냄비나 다리미 손잡이에는 내열성이 강한 열경화성 수지(A 등)가 사용됩니다.
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16. 다음은 알칼리 금속 M의 성질을 알아보기 위한 실험이다.

위 실험으로 알 수 있는 내용으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, M은 임의의 원소 기호이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 실험 결과 금속 M은 물과 격렬히 반응하여 수소 기체를 발생시키고, 용액을 염기성(BTB 푸른색)으로 만드는 알칼리 금속입니다.
    M은 공기 중의 산소 및 수분과 빠르게 반응하므로 석유 속에 보관하는 것이 좋으며, 물과 반응 시 수소 기체가 발생합니다.

    오답 노트
    M과 물이 반응한 용액은 염기성이므로 pH는 7보다 큽니다.
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17. 표는 중금속 A, B, C가 사용된 제품과 이 중금속들에 의한 피해를 조사하여 정리한 것이다. (단, A, B, C는 각각 납, 수은, 카드뮴 중 하나이다.)

A, B, C에 해당하는 중금속을 옳게 짝지은 것은? (순서대로 A, B, C)

  1. 납, 수은, 카드뮴
  2. 납, 카드뮴, 수은
  3. 수은, 납, 카드뮴
  4. 수은, 카드뮴, 납
  5. 카드뮴, 납, 수은
(정답률: 알수없음)
  • 중금속의 용도와 인체 독성 특징을 매칭하는 문제입니다.
    A: 페인트에 사용되었으며 신경 질환과 곰팔(손목 처짐) 질환을 유발하는 것은 납($Pb$)입니다.
    B: 충전용 배터리에 사용되며 뼈를 연골화시켜 극심한 통증을 유발하는 이타이이타이병의 원인은 카드뮴($Cd$)입니다.
    C: 형광등에 사용되며 중추 신경계에 작용하여 미나마타병을 유발하는 것은 수은($Hg$)입니다.
    따라서 순서대로 납, 카드뮴, 수은입니다.
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18. 다음은 진통제로 쓰이는 물질 A와 B의 구조식이다.

A와 B에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 구조식 $\begin{matrix} \text{A: } \text{아스피린 (아세틸살리실산)} \\ \text{B: } \text{메틸살리실레이트} \end{matrix}$를 분석합니다.
    ㄱ. $A$는 카복실기($-COOH$)를 가지고 있고, $B$는 페놀성 히드록시기($-OH$)를 가지고 있어 둘 다 산성을 띱니다.
    ㄴ. $A$의 에스테르 결합 부위가 가수 분해되면 살리실산과 아세트산($CH_{3}COOH$)이 생성됩니다.

    오답 노트
    ㄷ. $B$는 파스 등에 쓰이는 외용제로, 먹는 진통제로는 $A$가 적당합니다.
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19. 그림과 같이 쇠못에 금속 A를 감아 페트리 접시 위에 올려놓았더니 다음의 반응이 일어나면서 A 주위가 붉은색으로 변하였다.

위 실험에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 금속의 반응성 차이에 의한 산화-환원 반응 문제입니다.
    ㄴ. 쇠못($Fe$)과 금속 $A$가 접촉했을 때, 반응성이 더 큰 금속이 산화되며 전자를 내놓습니다. 이때 $A$ 주위가 붉은색으로 변했다는 것은 페놀프탈레인 용액이 염기성에서 붉게 변하는 성질에 의해 $OH^{-}$이온이 생성되었음을 의미합니다. 즉, 금속 $A$ 주위에서 물의 환원 반응인 $$2H_{2}O + 2e^{-} \rightarrow H_{2} + 2OH^{-}$$ 가 일어나 $OH^{-}$ 농도가 증가한 것입니다.

    오답 노트
    ㄱ. $Fe$가 산화되어 $Fe^{2+}$가 되는 반응이 일어났으므로, 반응성은 $Fe > A$ 입니다.
    ㄷ. 전자는 산화되는 $Fe$에서 환원되는 $A$ 쪽으로 이동합니다.
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20. 그림은 금속 결합의 모형을 나타낸 것이다.

금속을 이용하는 사례 중 자유전자의 특성으로 설명하기 어려운 것은?

  1. 전선으로 구리를 사용한다.
  2. 유리에 은을 입혀 거울로 사용한다.
  3. 음식물 포장에 금속 포일을 사용한다.
  4. 음식물 조리에 금속 프라이팬을 사용한다.
  5. 자동차의 무게를 줄이기 위해 알루미늄을 사용한다.
(정답률: 알수없음)
  • 금속 결합에서 자유전자는 금속 전체를 자유롭게 이동하며 전기 전도성, 열 전도성, 빛 반사(광택) 등의 특성을 부여합니다.
    전선으로 구리를 사용하거나, 거울에 은을 입히는 것, 금속 포일의 차단성, 프라이팬의 열 전도성은 모두 자유전자의 특성으로 설명 가능합니다.
    하지만 자동차 무게를 줄이기 위해 알루미늄을 사용하는 것은 자유전자의 특성이 아니라, 알루미늄이라는 원소 자체가 가진 낮은 밀도(가벼운 무게)라는 물리적 성질을 이용한 것입니다.
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