수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2010-03-12)

수능(화학I)
(2010-03-12 기출문제)

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1. 다음은 신소재 A, B, C의 특성을 설명한 것이다.

A ~ C의 용도와 가장 거리가 먼 것은?

  1. 비행기 동체
  2. 연료 전지
  3. 자기 부상 열차
  4. 파라볼라 안테나
  5. 화재 경보 장치
(정답률: 알수없음)
  • A는 연료 전지, B는 자기 부상 열차, C는 파라볼라 안테나의 용도에 적합하다. 가장 거리가 먼 것은 "비행기 동체"이다. 이유는 A, B, C는 모두 경량화와 내구성이 중요한 분야에서 사용되는 반면, 비행기 동체는 고속 이동과 고도에서의 안정성이 중요하기 때문이다.
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2. 다음은 산성비와 관련된 글이다.

ⓐ~ⓓ와 가장 관련 깊은 화학 반응식을 <보기>에서 골라 옳게 짝지은 것은? (순서대로 ⓐ, ⓑ, ⓒ, ⓓ)

  1. ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ
  2. ㄱ, ㄹ, ㄴ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ, ㄱ, ㄹ
  4. ㄴ, ㄷ, ㄹ, ㄱ
  5. ㄷ, ㄹ, ㄱ, ㄴ
(정답률: 알수없음)
  • ⓐ과 ⓒ는 산화제와 환원제의 반응식이므로 산성비와는 관련이 없다. ⓑ은 이산화질소와 물이 반응하여 산성비를 생성하는 반응식이다. ⓓ는 이산화황과 물이 반응하여 황산을 생성하는 반응식이므로 산성비와는 관련이 있다. 따라서 정답은 "ㄴ, ㄷ, ㄱ, ㄹ"이다. "ㄴ"은 이산화질소가 산성비를 생성하는 반응식이므로 가장 관련이 깊다. "ㄷ"는 황산이 산성비의 주요 성분 중 하나이므로 관련이 있다. "ㄱ"은 산화제와 환원제의 반응식으로 산성비와는 직접적인 관련이 없다. "ㄹ"은 이산화질소와 황산이 산성비를 생성하는 반응식이므로 관련이 있다.
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3. 다음은 주어진 조건에 따라 N2, O2, He, Ne, Ar을 정육면체의 각 면에 한 가지씩 표시하는 과정이다.

이 정육면체를 던져 윗면에 Ne이 나왔다면 밑면에 표시된 기체는?

  1. N2
  2. O2
  3. Ar
  4. CO2
  5. He
(정답률: 알수없음)
  • 정육면체의 대각선을 따라 반대편 면이 짝을 이루고 있으므로, 윗면에 나온 Ne의 짝은 정육면체의 밑면에 위치한 He이다. 따라서 정답은 "He"이다. CO2는 정육면체에 표시되어 있지 않으므로, 이 문제와는 무관하다.
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4. 그림은 탄산칼슘(CaCO3)과 관련된 몇 가지 화학 반응을 나타낸 것이다.

이에 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 탄산칼슘과 염산이 반응하여 이산화탄소와 염화칼슘, 물이 생성되는 화학 반응식을 나타내고 있다. 이 반응은 탄산칼슘이 산성 용액과 반응하여 분해되는 것을 보여준다.
    - 보기에서 "ㄷ"는 탄산칼슘과 염화칼슘이 반응하여 탄산칼슘과 염화나트륨이 생성되는 화학 반응식을 나타내고 있다. 이 반응은 염화칼슘이 탄산칼슘과 반응하여 칼슘 이온과 이산화탄소가 생성되는 것을 보여준다.
    따라서, "ㄱ, ㄷ"가 정답이다.
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5. 그림은 묽은 염산과 마그네슘의 반응에서 염산의 농도가 반응 속도에 미치는 영향을 알아보기 위한 장치를 나타낸 것이다.

이 장치에서 온도를 일정하게 유지하기 위해 수조 속에 물을 사용하는 이유와 가장 관련 깊은 물의 성질은?

  1. 비열이 크다.
  2. 극성을 띤다.
  3. 기화열이 크다.
  4. 끓는점이 높다.
  5. 표면 장력이 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 수조 속에 물을 사용하여 온도를 일정하게 유지하는 이유는 물의 열 용량이 크기 때문이다. 물은 비열이 크기 때문에 온도 변화에 대해 더 많은 열을 흡수하거나 방출할 수 있다. 따라서 수조 속에 물을 사용하여 온도를 일정하게 유지할 수 있다.
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6. 다음은 기체의 성질을 알아보기 위한 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 피스톤의 마찰은 무시한다.)

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

    - 가압 시 부피가 감소하는 것은 기체의 보일-샤를 법칙에 따른 것이다. (ㄴ)
    - 부피가 감소하면서 압력이 증가하는 것은 가압 시 기체의 성질에 따른 것이다. (ㄷ)
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7. 다음은 프라이팬의 (가)와 (나) 부분에 사용된 고분자 화합물의 단위체를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ, ㄷ"가 정답인 이유는 다음과 같다.
    - (가) 부분에 사용된 고분자 화합물의 단위체는 폴리스티렌으로, 이는 스티렌 단위체가 중합되어 만들어진다.
    - (나) 부분에 사용된 고분자 화합물의 단위체는 폴리프로필렌으로, 이는 프로필렌 단위체가 중합되어 만들어진다.
    따라서, "ㄱ, ㄷ"가 정답이다.
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8. 그림 (가)는 0℃ 물이 담긴 용기에 0℃ 얼음 조각을 넣은 것을, (나)는 이 용기를 서서히 가열할 때 시간에 따른 수면의 높이를 나타낸 것이다.

이에 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 정답이 "ㄴ"인 이유는, 그림 (가)에서 얼음 조각이 물에 녹아서 수면의 높이가 변하지 않고 일정한 상태로 유지되다가, 용기를 가열하기 시작하면 수면의 높이가 서서히 올라가는 것을 보여주고 있기 때문이다. 이는 물이 가열되면서 부피가 커지고 밀도가 감소하면서 수면이 올라가는 것을 나타내는 것이다. 따라서, 보기에서 정답이 "ㄴ"이다.
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9. 그림은 원유의 처리 과정을 간단히 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 분자 사이의 인력은 A < C이다.
  2. 한 분자가 완전 연소할 때 발생하는 열량은 B < D이다.
  3. 잔류물은 도로 포장재로 사용할 수 있다.
  4. (가)는 원유의 성분 물질의 분자 구조를 변화시키는 과정이다.
  5. (나)의 과정에서 분자수가 증가한다.
(정답률: 알수없음)
  • "(가)는 원유의 성분 물질의 분자 구조를 변화시키는 과정이다."가 옳지 않은 설명이다. (가)는 원유의 성분 물질을 분리하는 과정이며, 분자 구조를 변화시키는 과정은 (나)이다. (나)의 과정에서는 분자수가 증가한다.
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10. 그림은 실린더 속에 일정량의 기체를 넣고 조건을 변화시켰을 때 기체의 부피와 절대 온도를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 피스톤의 마찰과 질량은 무시한다.) [3점]

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 보기 ㄴ: 기체의 부피와 절대 온도는 비례한다는 가스법칙에 따라, 온도가 증가하면 부피도 증가한다. 그래서 온도가 300K에서 600K로 증가하면 부피도 2배가 된다.
    - 보기 ㄷ: 기체의 부피와 압력은 역비례한다는 가스법칙에 따라, 압력이 2배가 되면 부피는 1/2배가 된다. 그래서 압력이 2배가 되면 부피도 1/2배가 된다.
    - 보기 ㄱ, ㄴ: 보기 ㄴ과 같이 온도가 300K에서 600K로 증가하면 부피도 2배가 되고, 보기 ㄱ과 같이 압력이 2배가 되면 부피도 1/2배가 된다. 따라서 온도와 압력이 모두 변화하므로 부피도 변화한다.
    - 보기 ㄱ, ㄷ: 보기 ㄷ와 같이 압력이 2배가 되면 부피는 1/2배가 되고, 보기 ㄱ과 같이 온도가 일정하면 부피도 일정하다. 따라서 압력만 변화하므로 부피도 변화한다.
    - 보기 ㄱ, ㄴ, ㄷ: 온도와 압력이 모두 변화하므로 부피도 변화한다.
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11. 다음은 탄소 화합물 (가)~(다)의 구조식을 나타낸 것이다.

물질 (가)~(다)에 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)
  • - (가)는 에테르로, 산소와 탄소가 결합한 구조를 가지고 있다. 따라서 산소와 탄소가 결합한 구조를 가진 (ㄴ)인 에틸알코올과는 구조가 다르다. 따라서 (ㄱ)은 틀린 설명이다.
    - (나)는 프로펜으로, 탄소가 연결된 구조에서 끝에 더블결합이 있는 구조를 가지고 있다. 따라서 (ㄷ)인 프로판과는 구조가 다르다. 따라서 (ㄴ)은 옳은 설명이다.
    - (다)는 에테인으로, 탄소가 연결된 구조에서 더블결합이 두 개 있는 구조를 가지고 있다. 따라서 (ㄷ)인 프로판과는 구조가 다르다. 하지만 (ㄱ)인 에테인과는 구조가 같다. 따라서 (ㄱ, ㄴ)이 옳은 설명이다.

    따라서 정답은 "ㄱ, ㄴ"이다.
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12. 그림은 같은 질량의 금속판 A, B, C를 공기 중에 방치했을 때 시간에 따른 금속판의 질량을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A ~ C는 알루미늄, 구리, 철 중 하나이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ"인 이유는, 금속판 A, B, C 중 하나는 알루미늄, 구리, 철 중 하나이기 때문에, 각 금속판의 밀도가 다르기 때문이다. 그래서 공기 중에서 떨어지는 속도가 다르고, 시간에 따른 질량 변화도 다르게 나타나는 것이다.
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13. 그림은 부피가 같은 용기에 기체 A, B, C가 각각 1 g씩 들어 있는 상태를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 관의 부피는 무시하고, 대기압은 76cmHg이다.) [3점]

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄷ"인 이유는 기체 C가 다른 기체들보다 높은 분압을 가지기 때문이다. 기체의 분압은 해당 기체의 몰수와 온도에 비례하므로, 같은 부피에 들어있는 기체들은 몰수가 같으므로 온도가 같다면 분압이 같아야 한다. 그러나 이 문제에서는 기체 C가 다른 기체들보다 높은 위치에 있기 때문에 대기압에 의해 압축되어 높은 분압을 가지게 된다. 따라서 기체 C가 다른 기체들보다 높은 분압을 가지게 되고, 이에 따라 기체 C의 질량이 더 많이 측정되는 것이다.
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14. 그림 (가)는 세제로 사용되는 화합물 A와 B의 구조식을, (나)는 물 속에서 세제와 기름이 만든 미셀의 구조를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 염화칼슘 수용액에서 앙금을 생성하는 것은 A이다.
  2. B는 센물에서 (나)의 배열을 형성할 수 없다.
  3. A는 B보다 생분해도가 크다.
  4. 수용액의 pH는 A가 B보다 크다.
  5. 수용액의 불꽃 반응색은 A와 B가 같다.
(정답률: 알수없음)
  • B는 센물에서 (나)의 배열을 형성할 수 없다는 설명이 옳지 않다. 이유는 (나)는 물 속에서 세제와 기름이 만든 미셀의 구조를 나타내는데, 미셀은 수용액과 기름을 혼합하여 형성되는 것이기 때문이다. 따라서 B도 물 속에서 미셀을 형성할 수 있다.
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15. 다음은 아세트산나트륨(CH3COONa)과 수산화나트륨(NaOH)을 반응시켜 탄화수소 X를 얻기 위한 장치와 화학 반응식을 나타낸 것이다.

X에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ"인 이유는 아세트산나트륨과 수산화나트륨이 반응하여 생성되는 탄화수소 X가 메탄(CH4)이기 때문이다. 이는 화학식을 보면 알 수 있다. 아세트산나트륨(CH3COONa)과 수산화나트륨(NaOH)이 반응하여 생성되는 화학식은 CH3COONa + NaOH → CH4 + Na2CO3이다. 따라서 탄화수소 X는 메탄(CH4)이다.
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16. 다음은 두 가지 에스테르 화합물의 가수 분해 반응을 나타낸 것이다.

생성물 A~C에 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)
  • - A: 에탄올 (ethyl alcohol)로, 에스테르 화합물의 가수 분해 반응에서 생성되는 하나의 생성물이다. 따라서 옳은 설명이다.
    - B: 에틸아세테이트 (ethyl acetate)로, 에스테르 화합물의 가수 분해 반응에서 생성되는 다른 하나의 생성물이다. 따라서 옳은 설명이다.
    - C: 에테르 (ether)로, 이 반응에서 생성되는 생성물은 아니다. 따라서 틀린 설명이다.

    따라서 정답은 "ㄱ, ㄴ" 이다.
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17. 다음은 제산제로 사용되는 화합물 A ~ C의 성질을 알아보기 위한 실험이다.

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

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

    - 화합물 A는 물과 반응하여 염기성 용액을 생성하므로, 이온화된 나트륨(Na+)이 포함된 화합물일 가능성이 높다. 따라서, 제산제로 사용되는 화합물 A는 나트륨 이온을 포함하고 있을 가능성이 높다. (ㄴ)
    - 화합물 B는 물과 반응하여 산성 용액을 생성하므로, 이온화된 수소(H+)이 포함된 화합물일 가능성이 높다. 따라서, 제산제로 사용되는 화합물 B는 수소 이온을 포함하고 있을 가능성이 높다. (ㄷ)
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18. 그림은 NaX, NaY, NaZ의 혼합물이 녹아 있는 수용액에 염소수를 조금씩 넣을 때 용액 속에 존재하는 이온수의 변화를 나타낸 것이다. (단, X ~ Z는 Cl, Br, I중 하나이다.)

이에 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 "ㄷ"는 NaX, NaY, NaZ 중 하나 이상이 Br 이거나 I 일 때, 염소 이온이 추가됨에 따라 용액 속의 이온수가 감소하는 것을 설명한다. 이는 Br과 I가 Cl보다 더 큰 이온 반경을 가지고 있어, 염소 이온과 대체되면서 용액 속의 이온수가 감소하기 때문이다. 따라서, "ㄷ"가 정답이다.
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19. 그림은 질량이 같은 금속판 A와 B를 일정량의 CSO4를 녹인 수용액에 각각 넣었을 때, 시간에 따른 금속판의 질량을 나타낸 것이다. (단, 임의의 금속 A, B, C의 양이온은 모두 2가이고, 금속판 A, B는 반응하기에 충분한 양이다.)

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

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

    - 금속 A와 B는 모두 동일한 양이온을 가지고 있으므로, 반응 속도는 양이온의 농도에 비례한다. 따라서, 금속 A와 B의 반응 속도는 동일하다.
    - 그러나, 금속 A와 B의 질량 감소량은 다르다. 이는 금속 A와 B의 표면적이 다르기 때문이다. 금속 A는 표면적이 작아서 반응물과의 접촉 면적이 작아 반응 속도가 느리고, 금속 B는 표면적이 크기 때문에 반응 속도가 빠르다. 따라서, 금속 A와 B의 질량 감소량은 시간에 따라 다르게 나타난다.

    따라서, "ㄱ, ㄴ"이 정답이다.
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20. 실험 Ⅰ은 묽은 황산(H2SO4) 10mL에 수산화칼슘(Ca(OH)2) 수용액을 조금씩 넣을 때 혼합 용액의 온도를 측정한 것이다. 실험 Ⅱ는 수산화칼슘 수용액 대신 수산화나트륨(NaOH) 수용액을 사용하여 실험 Ⅰ과 같은 방법으로 측정한 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 혼합 용액의 비열은 같다고 가정하며, 반응 전 용액의 온도는 모두 t0이다.) [3점]

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

    실험 Ⅰ에서는 수산화칼슘과 황산이 중화반응을 일으켜 열이 방출되어 온도가 상승한다. 반면에 실험 Ⅱ에서는 수산화나트륨과 황산이 중화반응을 일으켜 열이 흡수되어 온도가 하락한다. 이는 각각의 중화반응에서 생성되는 염의 특성에 따른 것이다. 수산화칼슘과 황산의 중화반응에서는 칼슘황산염이 생성되며, 이는 열방출 반응이다. 반면에 수산화나트륨과 황산의 중화반응에서는 나트륨황산염이 생성되며, 이는 열흡수 반응이다. 따라서 실험 Ⅰ과 실험 Ⅱ에서 온도 변화의 방향이 다르게 나타난 것이다.
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