수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2009-09-03)

수능(화학I)
(2009-09-03 기출문제)

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1. 그림 (가)는 폴리에틸렌판 위에 떨어뜨린 물과 에탄올의 방울 모양을, (나)는 물 분자의 결합 모형을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄷ"인 이유는, 그림 (가)에서 물과 에탄올의 방울 모양이 서로 다르게 나타나는 것을 보면, 물과 에탄올은 서로 다른 분자 구조를 가지고 있음을 알 수 있다. 이에 반해, 그림 (나)에서는 물 분자의 결합 모형이 나타나 있는데, 이는 물 분자가 어떻게 구성되어 있는지를 보여주는 것이다. 따라서, 보기에서 정답이 "ㄷ"인 것이다.
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2. 그림은 광화학 스모그와 관련된 반응과정의 일부를 나타낸 것이다.

이 자료에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 보기에서 "ㄱ"은 광화학 스모그의 원인물질인 NOx와 태양광선이 반응하여 NO와 O를 생성하는 과정을 나타내고 있으며, 이는 광촉매 반응이다.
    - "ㄴ"은 생성된 NO와 O가 대기 중의 다른 물질과 반응하여 오존(O3)을 생성하는 과정을 나타내고 있으며, 이는 오존 생성 반응이다.
    - "ㄷ"는 생성된 오존이 대기 중의 다른 물질과 반응하여 다시 NO와 O를 생성하는 과정을 나타내고 있으며, 이는 오존 파괴 반응이다.
    - 따라서, 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"이다.
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3. 다음은 대체 에너지(신재생 에너지)와 관련한 설명의 일부이다.

이 자료에 제시한 대체 에너지로 가장 적절한 것은?

  1. 지열
  2. 조력
  3. 연료전지
  4. 천연가스
  5. 바이오매스
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "바이오매스"입니다.

    이유는 그림에서 보이는 것처럼 바이오매스는 식물성 물질이나 동물성 폐기물 등을 이용하여 생산되는 에너지로, 재생 가능한 자원이기 때문입니다. 반면에 지열은 지하 깊은 곳에서 나오는 열기원을 이용하는데, 이는 한정된 자원이며 설치 비용이 매우 높습니다. 조력은 수력, 풍력 등을 이용하는데, 이 역시 설치 장소와 기상 조건에 따라 발전량이 크게 달라지며, 환경 파괴 문제도 있습니다. 연료전지는 화석 연료를 이용하지 않아 친환경적이지만, 아직까지는 개발 단계에 있습니다. 천연가스는 화석 연료 중 하나이며, 대체 에너지로는 적합하지 않습니다.
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4. 다음은 포르말린 용액의 은거울반응 실험이다. 이 실험에 사용되는 기구가 아닌 것은? [3점]

(정답률: 알수없음)
  • 정답: ""

    이유: 포르말린 용액의 은거울반응 실험에 사용되는 기구는 유리컵, 은반사경, 포르말린 용액, 식칼, 알코올 등이다. 하지만 ""는 실험에 사용되는 기구가 아니다. 이 기구는 물을 측정하는 용도로 사용되는 플라스틱 비커이기 때문이다.
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5. 다음은 기체의 성질을 알아보기 위한 실험이다.

이 실험에서 확인하려는 기체의 성질로 가장 적절한 것은?

  1. 압력에 따른 부피 변화
  2. 압력에 따른 밀도 변화
  3. 온도에 따른 부피 변화
  4. 온도에 따른 압력 변화
  5. 부피에 따른 밀도 변화
(정답률: 알수없음)
  • 이 실험에서는 가스를 가열하여 온도를 증가시키고, 그에 따라 부피가 감소하는 것을 확인한다. 따라서 이 실험에서 확인하려는 기체의 성질은 "온도에 따른 부피 변화"이다.
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6. 그림은 정수 과정의 일부를 나타낸 모식도이다.

단계 (가)~(다)와 가장 관련 깊은 사례로 옳은 것은? (순서대로 가, 나, 다)

  1. A, B, C
  2. A, C, B
  3. B, A, C
  4. B, C, A
  5. C, A, B
(정답률: 알수없음)
  • 가) 물이 얼어서 얼음이 되는 과정
    나) 물이 끓어서 수증기가 되는 과정
    다) 고체가 액체가 되는 과정

    정답: A, B, C

    그림에서는 물이 얼어서 얼음이 되는 과정, 물이 끓어서 수증기가 되는 과정, 고체가 액체가 되는 과정이 모두 나타나 있기 때문에 A, B, C가 모두 관련이 있다고 볼 수 있다.
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7. 다음은 아세트산과 지방산을 각각 수산화나트륨과 반응시켰을 때의 화학반응식이다.

생성물 A, B에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄷ, 아세트산과 지방산이 반응하여 생성된 A는 카복실산이고, B는 글리세롤이다." 이다.

    이유는 화학반응식에서 보면, 아세트산과 지방산이 수산화나트륨과 반응하여 카복실산과 글리세롤이 생성된다고 나와있다. 따라서 A는 카복실산, B는 글리세롤이다.
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8. 그림은 실생활에서 사용되고 있는 금속 A~D의 특성을 나타낸 것이다.

금속 A~D에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 금속 A~D는 각각 Al, Fe, Cu, Zn 의 하나이다.) [3점]

  1. A는 D보다 제련하기 어렵다.
  2. A와 C의 합금은 A보다 녹는점이 낮다.
  3. B와 C를 연결하면 C의 부식이 방지된다.
  4. 경량의 금속 재료로 가장 적합한 것은 A이다.
  5. 가정용 전선 재료로 가장 적합한 것은 B이다.
(정답률: 알수없음)
  • - A는 D보다 제련하기 어렵다. : 그림에서 A는 D보다 녹는점이 높으므로, A는 D보다 높은 온도에서 제련되어야 하기 때문에 옳지 않다.
    - A와 C의 합금은 A보다 녹는점이 낮다. : A와 C의 합금은 녹는점이 낮아지는 현상인 취성(취화)을 보이기 때문에, A와 C의 합금은 A보다 녹는점이 낮다.
    - B와 C를 연결하면 C의 부식이 방지된다. : 그림에서 B는 C보다 전기음극성이 높으므로, B와 C를 연결하면 C의 부식이 방지된다.
    - 경량의 금속 재료로 가장 적합한 것은 A이다. : 그림에서 A는 비교적 경량이며, 경량의 금속 재료로 가장 적합하다.
    - 가정용 전선 재료로 가장 적합한 것은 B이다. : 그림에서 B는 전기전도성이 높으며, 가정용 전선 재료로 가장 적합하다.

    따라서, 정답은 "A와 C의 합금은 A보다 녹는점이 낮다." 이며, A와 C의 합금은 취성(취화)을 보이기 때문에 녹는점이 낮아진다는 것을 간단명료하게 설명할 수 있다.
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9. 다음은 할로겐의 반응성을 알아보는 실험이다.

이 실험에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, X, Y는 임의의 할로겐 원소 기호이다.)[3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기 중에서 "ㄱ"은 할로겐 원소가 클수록 반응성이 강해진다는 것을 설명하기 때문이다. 이는 할로겐 원소의 전자 구성이 외전자 껍질에 가까울수록 전자를 더 쉽게 받아들일 수 있기 때문이다. 따라서, 클로륨(Cl)이 가장 반응성이 강하고, 플루오린(F)이 가장 반응성이 약하다.
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10. 다음은 어떤 기체의 성질을 알아보는 실험이다.

이 실험에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄷ"인 이유는, 실험에서 기체의 부피가 작아지면서 압력이 증가하는 것을 관찰할 수 있기 때문이다. 이는 보일의-마리어 법칙에 따라 압력과 부피는 반비례 관계에 있기 때문이다. 따라서, 기체의 성질을 알아보는 실험에서는 부피와 압력의 변화를 관찰하여 기체의 상태를 파악할 수 있다.
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11. 다음은 해열진통제인 아스피린과 아세트아미노펜을 합성하는 화학반응이다.

두 생성물을 구분하는 실험으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "ㄴ, ㄷ"

    - 보기에서 "ㄴ"은 페놀테스트로 아세트아미노펜이 양성반응을 보이고 아스피린은 음성반응을 보이기 때문에 구분할 수 있다.
    - 보기에서 "ㄷ"은 IR 분광법으로 아세트아미노펜은 C=O 결합을 가지고 있어서 특정 파장에서 흡수되는 반면, 아스피린은 C=O 결합을 가지고 있지 않아서 다른 파장에서 흡수되기 때문에 구분할 수 있다.
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12. 그림은 일정량의 헬륨(He) 기체에 대한 온도와 압력을 나타낸 것이다.

이 자료에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "ㄴ"이다.

    그림에서 온도가 증가할수록 압력도 증가하는 것을 알 수 있다. 이는 기체의 상태방정식인 보일-샤를의 법칙에 따라서 설명할 수 있다. 보일-샤를의 법칙은 일정한 양의 기체에 대해서 압력과 부피, 온도가 서로 비례한다는 것을 말한다. 따라서 온도가 증가하면 부피가 증가하게 되고, 이는 압력의 증가로 이어진다.

    그러나 그림에서는 일정한 양의 헬륨 기체에 대해서 온도와 압력이 변화하고 있기 때문에 보일-샤를의 법칙이 완전히 적용되지는 않는다. 따라서 보기 중 "ㄴ"이 정답이다.
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13. 표는 탄소화합물을 구분하기 위한 기준 (가)~(다)와 네 가지 탄소화합물의 구조식을 나타낸 것이다.

기준 (가)~(다)에 속하는 화합물의 수로 옳은 것은? (순서대로 가, 나, 다)

  1. 0, 1, 2
  2. 0, 2, 2
  3. 2, 2, 1
  4. 2, 3, 1
  5. 2, 4, 1
(정답률: 알수없음)
  • 기준 (가)는 총 3개의 이중결합을 가지고 있으므로, 이중결합이 3개인 화합물만 해당된다. 따라서 가에 해당하는 화합물의 수는 2개이다.

    기준 (나)는 총 4개의 탄소원자를 가지고 있으므로, 탄소원자가 4개인 화합물만 해당된다. 따라서 나에 해당하는 화합물의 수는 4개이다.

    기준 (다)는 총 1개의 삼중결합을 가지고 있으므로, 삼중결합이 1개인 화합물만 해당된다. 따라서 다에 해당하는 화합물의 수는 1개이다.

    따라서 정답은 "2, 4, 1"이다.
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14. 그림은 철의 제련을 나타낸 모식도이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - ㄱ: 모든 철광석은 먼저 산화물로 변환되어야 한다.
    - ㄴ: 산화물로 변환된 철광석은 화학적 반응을 통해 철과 산화물을 분리하여 순수한 철을 얻을 수 있다. 이때, 탄소가 철과 결합하여 탄소화물을 형성하면서 열에 의해 반응이 일어나는데, 이를 동위원소 철의 제련이라고 한다.
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15. 그림은 세 가지 고분자 화합물의 구조식을 나타낸 것이다.

화합물 A~C에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 화합물 A은 폴리에틸렌, B는 폴리프로필렌, C는 폴리스티렌으로 각각의 고분자 화합물은 다른 단위 구조를 가지고 있기 때문에 구조식도 다르다. 따라서 정답은 "ㄷ"이다.
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16. 그림은 금속 A 막대를 금속 B 이온 수용액에 넣었을 때, 금속 막대의 질량과 용액의 전체 이온수를 시간에 따라 나타낸 것이다.

이 자료에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 용액의 음이온수는 일정하다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄱ"이다. 이유는 시간이 지남에 따라 금속 A 막대의 질량이 감소하고 용액의 전체 이온수가 증가하는 것으로 보아, 금속 A가 용액에 녹아서 이온으로 떨어지고 있기 때문이다. 이에 따라 금속 A는 부식되고 용액은 이온으로 채워지는 과정이 일어나고 있다.
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17. 그림 (가)는 염산(HCl) 50mL에 수산화나트륨(NaOH) 수용액을, (나)는 (가)의 수산화나트륨 수용액 50mL에 염산을 가했을 때 혼합 용액의 최고 온도를 각각 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄴ, ㄷ"이다.

    - (ㄱ) 염산과 수산화나트륨은 중화반응을 일으키며, 열이 방출된다. 따라서 혼합 용액의 최고 온도는 초기 온도보다 낮아진다. (가)와 (나)에서 최고 온도가 낮아진 것은 이러한 이유 때문이다.
    - (ㄴ) (가)에서는 염산과 수산화나트륨의 양이 같았기 때문에 중화반응 후에는 열이 방출되어 최고 온도가 낮아졌다. 하지만 (나)에서는 수산화나트륨의 양이 더 많았기 때문에 중화반응 후에도 남은 수산화나트륨이 염산과 반응하여 열이 방출되어 최고 온도가 더 낮아졌다.
    - (ㄷ) (가)와 (나)에서 모두 중화반응이 일어나기 때문에 pH는 7에 가까워진다. 따라서 (가)와 (나)에서 모두 중성 용액이 된다.
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18. 다음은 일정한 온도에서 기체의 성질을 알아보기 위한 실험이다.

이 실험에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, X와 Y는 반응하지 않으며, 피스톤의 마찰은 없다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄴ"인 이유는 다음과 같다.

    ㄱ. 기체의 압력과 부피는 역의 관계에 있다.
    - 이 실험에서는 피스톤을 이용하여 기체의 부피를 변화시키고, 이에 따라 압력이 변화한다. 이때, 기체의 압력과 부피는 역의 관계에 있으므로, 부피가 작아지면 압력이 커지고, 부피가 커지면 압력이 작아진다.

    ㄴ. 기체의 온도와 압력은 정비례 관계에 있다.
    - 이 실험에서는 기체의 온도를 일정하게 유지하고, 이에 따라 피스톤으로 가해지는 압력을 측정한다. 이때, 기체의 온도와 압력은 정비례 관계에 있으므로, 온도가 일정하게 유지되면 압력도 일정하게 유지된다.

    따라서, 이 실험에서는 기체의 부피와 압력, 온도와 압력이 각각 역의 관계와 정비례 관계에 있으므로, 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄴ"이다.
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19. 그림은 묽은 염화마그네슘(MgCl2) 수용액을 질산은(AgNO3), 탄산칼륨(K2CO3)과 차례로 반응시켰을 때, 용액에 들어 있는 이온의 종류와 비율을 원그래프로 나타낸 것이다.

여과액에 들어 있는 이온의 종류와 비율을 나타낸 것으로 가장 적절한 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 그림에서 용액에 들어 있는 이온의 종류와 비율을 보면, Cl- 이온이 가장 많이 존재하고, 그 다음으로 Mg2+ 이온이 존재한다. 따라서 여과액에 들어 있는 이온의 종류와 비율은 Cl- 이온과 Mg2+ 이온이 존재하며, 비율은 Cl- 이온이 더 많을 것이다. 이유는 질산은(AgNO3)과 탄산칼륨(K2CO3)가 반응하여 AgCl과 MgCO3 침전이 일어나기 때문이다. 따라서 침전된 물질은 여과되어 용액에서 제거되고, Cl- 이온과 Mg2+ 이온만이 여과액에 남게 된다.
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20. 다음은 분자식이 동일한 화합물 A, B의 가수분해반응과 생성물 C~E에 대한 자료이다.

화합물 A~E에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ, ㄷ"인 이유는 다음과 같다.

    - 화합물 A는 수산화 나트륨과 반응하여 생성되는데, 이는 수산화 나트륨이 강력한 염기이기 때문이다. 따라서 A는 염기이다.
    - 화합물 B는 수산화 알루미늄과 반응하여 생성되는데, 이는 수산화 알루미늄이 약한 염기이기 때문이다. 따라서 B는 약한 염기이다.
    - 화합물 C는 수산화 철(III)와 반응하여 생성되는데, 이는 수산화 철(III)가 강한 염기이기 때문이다. 따라서 C는 염기이다.
    - 화합물 D는 수산화 구리(II)와 반응하여 생성되는데, 이는 수산화 구리(II)가 약한 염기이기 때문이다. 따라서 D는 약한 염기이다.
    - 화합물 E는 수산화 마그네슘과 반응하여 생성되는데, 이는 수산화 마그네슘이 약한 염기이기 때문이다. 따라서 E는 약한 염기이다.

    따라서, A, C은 염기이고, B, D, E는 약한 염기이다.
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