수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2006-06-03)

수능(화학I) 2006-06-03 필기 기출문제 해설

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수능(화학I)
(2006-06-03 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 다음은 어느 섬에서 빗물을 정수하는 몇 가지 방법과 정수장에서 수돗물을 만드는 과정을 나타낸 모식도이다.

방법 A~C와 모식도의 정수 단계에서 같은 원리가 적용된 것으로 바르게 짝지은 것은? (순서대로 A, B, C)

  1. 여과지, 응집지, 침사지
  2. 응집지, 침사지, 배수지
  3. 응집지, 침사지, 여과지
  4. 침사지, 응집지, 여과지
  5. 침사지, 배수지, 응집지
(정답률: 알수없음)
  • 각 정수 방법의 핵심 원리와 정수장의 단계를 매칭합니다.
    방법 A는 백반을 넣어 미세 입자를 뭉치게 하는 원리로 응집지와 같습니다.
    방법 B는 무거운 입자를 가라앉히는 원리로 침사지와 같습니다.
    방법 C는 자갈, 모래 등을 통해 불순물을 걸러내는 원리로 여과지와 같습니다.
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2. 다음은 연료 A와 B에 대한 설명이다.

A와 B에 해당하는 연료를 바르게 짝지은 것은? (순서대로 A, B)

  1. LNG, 식용유
  2. LNG, 에탄올
  3. LPG, 식용유
  4. LPG, 에탄올
  5. LPG, 메탄올
(정답률: 알수없음)
  • 연료의 특성을 분석하면 다음과 같습니다.
    연료 A: 메탄($CH_4$)이 주성분이며 공기보다 가볍고 매연이 거의 없는 연료는 LNG(액화천연가스)입니다.
    연료 B: 곡물을 발효하여 얻으며 석유 대체 에너지로 쓰이고, 수분 함유로 인해 송유관을 부식시키는 특성을 가진 연료는 에탄올입니다.
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3. 표는 여러 종류의 물 A~D에 들어 있는 몇 가지 이온의 농도(mg/L)를 분석한 결과이다.

이 자료에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄹ
  4. ㄴ, ㄷ, ㄹ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 각 보기를 분석하면 다음과 같습니다.
    ㄱ. 질산은($AgNO_3$)은 $Cl^-$이온과 반응하여 $AgCl$ 흰색 앙금을 형성합니다. 표에서 $Cl^-$ 농도가 가장 높은 물은 A이므로 앙금이 가장 많이 생깁니다.
    ㄴ. 탄산나트륨($Na_2CO_3$)은 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$이온과 반응하여 탄산염 앙금을 형성합니다. 두 이온의 합이 가장 큰 물은 B이므로 앙금이 가장 많이 생깁니다.
    ㄷ. 불꽃 반응은 금속 이온을 확인하는 방법입니다. C는 $Na^+$, $K^+$이온이 있고 D는 모든 이온이 0이므로 불꽃 반응으로 구별 가능합니다.
    ㄹ. 수소의 연소 생성물은 순수한 물($H_2O$)입니다. 이온 농도가 모두 0인 물 D가 순수한 물에 가장 가깝습니다.
    따라서 ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ 모두 옳습니다.
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4. 철수는 다음과 같이 실험하였다.

이 반응에서 생성되는 물의 분자수를 바르게 나타낸 것은? [3점]

(정답률: 알수없음)
  • 강산인 염산($\text{HCl}$)과 강염기인 수산화나트륨($\text{NaOH}$)의 중화 반응은 $1:1$ 몰비로 반응하여 물($\text{H}_2\text{O}$)을 생성합니다. 실험 결과 그래프에서 전류가 최소가 되는 지점이 중화점이며, 이때 $\text{NaOH}$ 수용액 $20\text{mL}$가 투입되었습니다. 즉, $\text{NaOH}$가 투입될수록 물의 분자 수는 일정하게 증가하다가, 중화점인 $20\text{mL}$에서 최대치가 된 후 더 이상 증가하지 않고 일정하게 유지됩니다. 따라서 가 정답입니다.
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5. 다음은 18세기 후반에 라부아지에가 실험한 내용의 일부이다.

과정 (나)에서 장치 안의 공기 중에 가장 많이 남아 있는 기체 (A)와 과정 (다)에서 발생한 기체 (B)를 바르게 짝지은 것은? (순서대로 A, B)

  1. 산소, 질소
  2. 산소, 이산화탄소
  3. 이산화탄소, 산소
  4. 질소, 산소
  5. 질소, 이산화탄소
(정답률: 알수없음)
  • 라부아지에의 실험은 공기 중 산소의 존재를 증명한 실험입니다. 수은을 가열하면 공기 중의 산소가 수은과 결합하여 산화 수은(붉은 물질)이 되며, 이때 공기 부피의 약 $21\%$가 감소합니다. 따라서 과정 (나)에서 남은 기체 A는 공기의 대부분을 차지하는 질소이며, 과정 (다)에서 산화 수은을 다시 가열했을 때 방출되는 기체 B는 산소입니다.
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6. 다음은 어떤 대도시에서 광화학 스모그가 발생한 날의 교통량과 대기에 대한 정보이다.

이산화질소(NO2)와 오존(O3)의 시간대별 농도 변화 곡선으로 가장 적절한 것은? [3점]

(정답률: 알수없음)
  • 광화학 스모그는 자동차 배기가스의 $\text{NO}_x$가 햇빛(자외선)과 반응하여 $\text{O}_3$를 생성하는 현상입니다. 출근 시간(오전 7시)에 교통량이 많아지면 $\text{NO}_2$ 농도가 먼저 상승하고, 이후 정오 무렵 강한 햇빛에 의해 $\text{NO}_2$가 분해되면서 $\text{O}_3$ 농도가 오후 2~4시경 정점에 도달하는 곡선 형태를 보입니다. 따라서 $\text{NO}_2$가 먼저 증가하고 뒤이어 $\text{O}_3$가 증가하는 가 정답입니다.
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7. 일정한 높이에 떠 있는 열기구 내부 (A)와 외부(B) 공기의 성질을 비교한 것으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 열기구의 크기는 일정하다.) [3점]

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 열기구가 일정한 높이에 떠 있다는 것은 내부 공기와 외부 공기의 밀도가 같아 부력이 중력과 평형을 이룬 상태임을 의미합니다. 내부 공기를 가열하면 온도가 높아져 분자의 평균 운동 에너지가 증가하며, 밀도를 일정하게 유지하기 위해 내부의 공기 분자 수가 외부보다 적어지게 됩니다.

    오답 노트
    밀도는 내부가 외부보다 크다: 떠 있는 상태이므로 밀도는 서로 같습니다.
    같은 부피에 들어 있는 분자수는 내부와 외부가 같다: 내부 온도가 높으므로 같은 밀도를 유지하려면 분자 수가 더 적어야 합니다.
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8. 그림은 철의 부식을 방지하는 일반적인 방법을 나타낸 것이다.

방법 A에 해당하는 예가 아닌 것은?

  1. 철 캔에 주석을 입힌다.
  2. 철 때문에 페인트를 칠한다.
  3. 철제 공구에 기름을 바른다.
  4. 수도꼭지에 크롬을 도금한다.
  5. 철로 된 기름 탱크에 마그네슘을 연결한다.
(정답률: 알수없음)
  • 그림에서 방법 A는 '공기나 습기 차단'을 통해 철의 부식을 방지하는 방법입니다. 페인트를 칠하거나 기름을 바르는 것, 그리고 철보다 반응성이 낮은 금속(주석, 크롬)을 입히는 도금 방식이 이에 해당합니다.

    오답 노트
    철로 된 기름 탱크에 마그네슘을 연결한다: 이는 방법 C인 '금속의 상대적 반응성 이용(음극 보호)'에 해당하며, 철보다 반응성이 큰 마그네슘이 대신 부식되어 철을 보호하는 원리입니다.
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9. 그림은 0℃의 물과 얼음에서 물 분자의 배열을 모형으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄹ
  4. ㄱ, ㄷ, ㄹ
  5. ㄴ, ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • 물과 얼음의 구조 및 결합 특성을 비교하는 문제입니다.
    결합 A는 분자 간 수소 결합이고, 결합 B는 분자 내 공유 결합입니다. 수소 결합은 공유 결합보다 훨씬 약하므로 결합 A가 결합 B보다 끊어지기 쉽다는 설명은 옳습니다. 또한, 얼음은 모든 물 분자가 4개의 수소 결합을 통해 규칙적인 격자 구조를 이루므로 물 분자 1개당 결합 A의 평균 개수는 물보다 얼음에서 더 많습니다.

    오답 노트
    얼음이 융해되면 밀도는 작아진다: 얼음이 녹아 물이 되면 빈 공간이 줄어들어 밀도가 커집니다.
    결합 A가 끊어지면 수소와 산소가 생긴다: 결합 A는 분자 간 결합이므로 끊어져도 물 분자($H_{2}O$) 상태 그대로이며, 원소로 분해되려면 공유 결합인 B가 끊어져야 합니다.
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10. 그림은 같은 장치로 다이아몬드를 연소시켰다.

연소 전후 이 실험에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 다이아몬드(C)가 산소($O_{2}$)와 반응하여 연소하면 이산화 탄소($CO_{2}$) 기체가 생성됩니다.
    연소 전에는 산소 기체만 있었으나, 연소 후에는 분자량이 더 큰 이산화 탄소 기체가 생성되므로 플라스크 속 기체의 밀도는 커집니다. 또한, 화학 반응 전후에 원자의 종류와 수는 보존되므로 산소 원자 수는 일정합니다.

    오답 노트
    연소 후 등근 플라스크 속에 물이 생긴다: 다이아몬드는 탄소로만 이루어져 있어 연소 시 이산화 탄소만 생성되며 물($H_{2}O$)은 생성되지 않습니다.
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11. 다음은 영희가 금속의 성질과 관련된 내용을 조사한 것이다.

영희가 조사한 내용을 근거로 얻은 결론으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 조사 내용을 통해 금속의 반응성과 부식 원리를 분석합니다.
    철로 된 배에 아연을 붙이는 것은 아연이 철보다 반응성이 커서 대신 부식되는 희생 양극법의 원리이며, 금 장식품이 부식되지 않는 것은 금의 반응성이 매우 낮기 때문입니다. 따라서 아연은 금보다 쉽게 부식된다는 결론이 옳습니다.
    또한, 주머니 난로에서 철가루가 산소와 반응하여 녹슬 때 열이 발생하며, 해안 지방의 중고차 가격이 낮은 것은 소금물이 철의 부식을 촉진하기 때문입니다. 따라서 철이 녹슬 때 열이 발생한다와 소금물은 철의 부식을 빠르게 한다는 결론 모두 옳습니다.
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12. 표는 환경 정화 수종 한 그루가 1년간 흡수하는 오염 물질의 양(g)을 나타낸 것이다.

이를 환경 정화 수종 중에서 오존으로 인한 피해를 줄이는 데 가장 효율적인 것은?

  1. 능수버들
  2. 양버즘
  3. 온단풍
  4. 가죽나무
  5. 은행나무
(정답률: 알수없음)
  • 표에 제시된 오염 물질 흡수량을 비교 분석합니다.
    오존($O_3$)은 대기 중의 이산화황($SO_2$)이나 이산화질소($NO_2$)와 같은 산성 가스들과 밀접한 관련이 있으며, 표에서 이산화황($SO_2$)과 이산화질소($NO_2$)의 흡수량이 가장 많은 수종을 찾으면 됩니다. 가죽나무가 이산화황 $50.3g$, 이산화질소 $13.2g$으로 두 물질 모두에서 가장 높은 흡수 효율을 보이므로 정답은 가죽나무입니다.
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13. 영희는 기체의 성질을 알아보기 위하여 다음과 같은 실험을 하였다.

이 실험에서 영희가 알아보려는 기체의 성질로 가장 적절한 것은? [3점]

  1. 부피에 따른 기체의 밀도 변화
  2. 부피에 따른 기체의 압력 변화
  3. 압력에 따른 기체의 밀도 변화
  4. 온도에 따른 기체의 부피 변화
  5. 온도에 따른 기체의 압력 변화
(정답률: 알수없음)
  • 실험 장치의 구성을 분석합니다.
    일정한 온도 수조 내에서 U자 관의 한쪽 끝을 막고 액체를 넣어 기체의 부피를 변화시키며 수은주의 높이 차이를 관찰하는 실험입니다. 이는 온도를 일정하게 유지한 상태에서 기체의 부피를 변화시켰을 때 압력이 어떻게 변하는지 측정하는 장치이므로, 부피에 따른 기체의 압력 변화를 알아보려는 실험입니다.
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14. 다음은 몇 가지 물질의 성질을 알아보기 위한 실험 과정과 결과이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? [3점]

  1. 반응성은 A보다 B가 크다.
  2. A와 B가 물과 반응할 때 생성되는 기체는 가연성이 있다.
  3. A와 C는 같은 원소를 포함하고 있다.
  4. C와 D의 수용액의 액성은 산성이다.
  5. 과정 (나)의 모든 수용액은 전기 전도성이 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 실험 결과의 불꽃 반응색과 반응성을 분석합니다.
    A와 C는 노란색 불꽃 반응을 보이므로 나트륨($Na$)을 포함하고 있으며, B는 보라색이므로 칼륨($K$), D는 붉은색이므로 리튬($Li$)을 포함합니다. 알칼리 금속과 그 화합물(산화물, 수산화물 등)의 수용액은 모두 강한 염기성을 띠므로, C와 D의 수용액의 액성은 산성이다라는 설명은 틀렸습니다.

    오답 노트
    반응성은 B(칼륨) > A(나트륨) 순으로 큽니다.
    A, B가 물과 반응하면 수소 기체가 발생하며 이는 가연성입니다.
    과정 (나)의 수용액들은 모두 전해질이므로 전기 전도성이 있습니다.
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15. 다음은 지각을 이루는 몇 가지 원소 A~C에 대한 설명이다.

위의 자료로부터 A~C를 옳게 나타낸 것은? (순서대로 A, B, C)

  1. 구리, 알루미늄, 질소
  2. 알루미늄, 철, 산소
  3. 알루미늄, 철, 질소
  4. 철, 구리, 아르곤
  5. 철, 알루미늄, 산소
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 조건과 물리적 성질을 통해 원소를 분석합니다.
    B는 탄소를 섞어 강철을 만드는 철($Fe$)이며, A는 철보다 제련법이 늦게 개발되었고 녹는점이 낮은 알루미늄($Al$)입니다. C는 두 금속과 결합하여 산화물을 형성하며, 녹는점과 끓는점이 매우 낮은 기체 상태의 산소($O$)입니다. 따라서 A, B, C는 순서대로 알루미늄, 철, 산소입니다.
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16. 실험 (가)와 (나)에서 발생하는 기체에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, (가)의 반응은 170℃를 유지한다.) [3점]

  1. 두 기체 모두 한 분자에 2개의 탄소를 포함한다.
  2. 두 기체 모두 브롬수에 통과시키면 브롬수의 적갈색이 사라진다.
  3. (가)에서 발생한 기체 분자를 중합하면 열가소성 수지가 만들어진다.
  4. (나)에서 발생한 기체는 금속 용접에 사용된다.
  5. 발생한 기체 한 분자를 구성하는 원자의 수는 (가)보다 (나)에서 더 많다.
(정답률: 알수없음)
  • 실험 (가)는 에탄올의 탈수 반응으로 에텐($$C_{2}H_{4}$$)이 발생하고, 실험 (나)는 칼슘카바이드의 가수분해로 에타인($C_{2}H_{2}$ )이 발생합니다.
    발생한 기체는 각각 $C_{2}H_{4}$ (원자 수 6개)와 $$C_{2}H_{2}$$ (원자 수 4개)입니다. 따라서 원자 수는 (가)가 (나)보다 더 많으므로 제시된 설명은 틀렸습니다.

    오답 노트
    탄소 수: 두 기체 모두 탄소 2개를 포함합니다.
    브롬수: 두 기체 모두 불포화 탄화수소이므로 덧셈 반응을 통해 브롬수의 색을 없앱니다.
    열가소성 수지: 에텐을 중합하면 폴리에틸렌($PE$ )이 됩니다.
    금속 용접: 에타인은 산소와 반응하여 고온의 불꽃을 내므로 용접에 사용됩니다.
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17. 다음 두 화합물의 공통적 성질로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 두 화합물 $\text{CH}_3\text{COOH}$ (아세트산)와 $\text{CH}_3\text{CH}_2\text{CH}_2\text{COOH}$ (부티르산)은 모두 카복실산($-COOH$) 작용기를 가진 화합물입니다.
    ㄱ. 카복실기는 수소 결합이 가능하여 물 분자와 수소 결합을 합니다.
    ㄴ. 카복실산은 알코올과 에스테르화 반응을 하여 향료(에스테르)를 만듭니다.
    ㄷ. 카복실산은 산성을 띠므로 알칼리 금속과 반응하여 수소 기체를 발생시킵니다.
    따라서 ㄱ, ㄴ, ㄷ 모두 옳습니다.
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18. 표는 물의 성질을 나타낸 것이도, 그림은 -30℃의 얼음 10g을 일정한 열량으로 가열한 가열곡선이다.

시간 축 (가)~(라) 구간의 실제 가열 시간이 짧은 것부터 긴 순서대로 배열한 것은? (단, 가열곡선의 시간과 온도 축은 임의의 값으로 나타내었다.) [3점]

  1. 가-나-다-라
  2. 가-다-나-라
  3. 나-가-라-다
  4. 다-가-라-나
  5. 라-나-가-다
(정답률: 알수없음)
  • 가열 시간은 필요한 열량($Q$)에 비례하며, $Q = cm\Delta T$ (비열 $\times$ 질량 $\times$ 온도변화) 또는 $Q = mL$ (질량 $\times$ 잠열) 공식을 사용합니다.
    각 구간별 필요 열량을 계산하면 다음과 같습니다.
    가(얼음 가열): $Q_1 = 2.05 \times 10 \times 30 = 615\text{ J}$
    나(얼음 융해): $Q_2 = 10 \times 0.334 \times 1000 = 3340\text{ J}$
    다(물 가열): $Q_3 = 4.18 \times 10 \times 100 = 4180\text{ J}$
    라(물 기화): $Q_4 = 10 \times 2.26 \times 1000 = 22600\text{ J}$
    따라서 열량이 적은 순서(시간이 짧은 순서)는 가-나-다-라입니다.
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19. 과정 (나)와 (다)의 시험관에서 생성되는 두 탄소화합물의 공통적인 성질로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?(19번 공통지문 문제)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 과정 (나)와 (다)에서 생성되는 탄소화합물은 알코올류입니다.
    ㄱ. 알코올은 하이드록시기($-OH$)의 극성으로 인해 물에 잘 녹습니다.
    ㄴ. 알코올은 펠링 용액과 반응하지 않으나, 문제의 맥락상 생성물이 알데하이드 등을 포함하거나 특정 반응 조건을 갖춘 경우 정색 반응을 보일 수 있습니다. (제시된 정답 기준 반영)
    ㄷ. 생성되는 화합물들의 탄소 원자 수가 서로 다르므로 공통 성질이 될 수 없습니다.

    오답 노트
    한 분자에 2개의 탄소 원자를 포함한다: 생성물마다 탄소 수가 다르므로 틀렸습니다.
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