수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2010-06-10)

수능(화학I)
(2010-06-10 기출문제)

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1. 그림 (가)는 온도에 따른 물의 밀도를, (나)는 물 분자 사이의 결합 모형을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ"인 이유는 그림 (가)에서 온도가 낮아질수록 물의 밀도가 증가하는 것을 보여주고, 그림 (나)에서는 물 분자들이 서로 결합하여 고체 상태를 이루는 것을 보여주기 때문이다. 따라서 물의 밀도와 물 분자의 결합 모형은 서로 관련이 있지만, 직접적인 인과관계는 없다.
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2. 그림은 어느 대도시에서 대기 중 몇 가지 물질의 시간대별 농도와 광화학 스모그를 일으키는 반응의 일부를 나타낸 것이다.

과정 (가)~(다)에 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)
  • - (가)에서는 태양광선과 질소산화물이 반응하여 오존이 생성되는 과정이다. 이 과정은 오존이 많은 낮에 발생하는데, 이는 태양광선이 강하게 들어와서 질소산화물과 반응하기 때문이다. 따라서 (가)는 낮에 농도가 높아지는 것이 옳다.
    - (다)에서는 이산화질소와 탄화수소가 광화학 스모그를 일으키는 과정이다. 이 과정은 차량 등의 배기가 많은 밤에 발생하는데, 이는 이산화질소와 탄화수소가 대기 중에 충분히 존재하기 때문이다. 따라서 (다)는 밤에 농도가 높아지는 것이 옳다.
    - 따라서 정답은 "ㄱ, ㄷ"이다.
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3. 다음은 흙탕물을 정수하는 실험 과정이다.

아래의 정수 과정 모식도에서 (가)와 (나)에 적용된 원리가 각각 이용되는 곳으로 옳은 것은? (순서대로 가, 나)

  1. A, B
  2. A, C
  3. B, A
  4. B, C
  5. C, B
(정답률: 알수없음)
  • - (가)에서 이용된 원리는 B의 밀도가 물보다 크기 때문에 B가 바닥으로 가고, A와 C는 위로 올라가는 것이다. 이는 밀도의 원리이다.
    - (나)에서 이용된 원리는 A와 C가 물과 반응하여 침전물이 생기는 것이다. 이는 화학반응의 원리이다.
    - 따라서 정답은 "A, B"이다.
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4. 표는 금속 A~C의 최초 사용 시기 및 성질을 조사한 자료이다. A~C는 각각 구리, 철, 알루미늄 중 하나이다.

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)
  • 보기에서 "ㄱ"은 구리가 최초로 사용된 시기와 구리의 성질이 일치하기 때문이다. "ㄴ"은 철이 최초로 사용된 시기와 철의 성질이 일치하기 때문이다. "ㄷ"는 알루미늄이 최초로 사용된 시기와 알루미늄의 성질이 일치하지 않기 때문에 옳지 않다. 따라서 정답은 "ㄱ, ㄴ"이다.
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5. 그림은 원유에서 몇 가지 물질을 얻는 과정을 나타낸 것이다.

과정 (가)~(마)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. (가)는 끓는점 차이를 이용한다.
  2. (나)에서 화학적 변화가 일어난다.
  3. (다)를 통해 생성된 휘발유의 끓는점은 경유보다 낮다.
  4. (라)는 크래킹이다.
  5. (마)는 축합 중합 반응이다.
(정답률: 알수없음)
  • "(마)는 축합 중합 반응이다."가 옳지 않은 설명이다. (마)는 크래킹 과정으로, 크래킹은 분자를 작은 조각으로 쪼개는 과정이다. 축합 중합 반응은 분자들이 서로 결합하여 더 큰 분자를 만드는 과정이다.
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6. 그림 (가)는 NaY 수용액에 X2를, (나)는 NaZ 수용액에 X2를 넣은 다음, 시클로헥산을 각각 넣고 흔든 후의 색깔을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, X~Z 는 임의의 할로겐 원소 이며, X2 는 무색의 시클로헥산에 녹아 황록색을 띤다.) [3점]

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • (가)와 (나)에서 각각 NaY와 NaZ는 다른 할로겐 원소를 포함하고 있으므로, X2와 반응하여 생기는 화합물도 다르다. 이에 따라 시클로헥산과 반응하여 생기는 색깔도 다르게 나타난다. 그러므로 (ㄷ)는 틀린 설명이다.

    (가)와 (나)에서 모두 시클로헥산과 반응하여 생긴 화합물이 황록색을 띠므로, X2는 무색의 시클로헥산에 녹아 황록색을 띤다는 것은 공통적인 사실이다. 따라서 (ㄴ)은 옳은 설명이다.

    따라서 정답은 "ㄱ, ㄴ"이다.
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7. 다음은 어떤 탄화수소의 제법과 성질을 알아보기 위한 실험과정이다.

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 "ㄴ, ㄷ" 인 이유는 다음과 같다.

    - 실험에서 생성된 가스가 물에 녹지 않고, 불에 타면서 물방울이 생기는 것은 탄화수소가 물에 녹지 않고, 불에 타면서 이산화탄소와 수증기를 생성하기 때문이다. 이는 탄화수소가 비극성 분자이기 때문에 발생하는 현상이다. 따라서 "ㄴ"은 옳다.
    - 실험에서 생성된 가스가 불에 타면서 노란 불꽃이 나오는 것은 탄화수소가 연소 반응을 일으키면서 발생하는 것이다. 이는 탄화수소가 탄소와 수소로 이루어진 화합물이기 때문이다. 따라서 "ㄷ"도 옳다.
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8. 그림 (가)는 중앙에 피스톤이 있는 실린더와 기체 A, B가 든 용기가 연결된 모습을, (나)는 상온에서 기체 A와 B의 속력에 따른 분자수의 분포를 나타낸 것이다. (가)에서 양쪽 콕을 동시에 열었다 닫았더니 피스톤이 한쪽 방향으로 이동한 후 정지하였다.

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

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

    - ㄱ. 기체 A와 B의 분자수가 같기 때문에 피스톤은 움직이지 않는다. → 옳지 않음
    - ㄴ. 기체 A와 B의 속력이 다르기 때문에 피스톤은 속력이 더 높은 쪽으로 이동한다. 이로 인해 용기 A 쪽의 분자수가 감소하고 용기 B 쪽의 분자수가 증가하게 되어, (나)와 같은 분자수 분포가 형성된다. → 옳음
    - ㄷ. 온도가 일정하고 용기의 부피가 일정하기 때문에, 기체 A와 B의 분자수 합은 일정하다. 따라서, 피스톤이 이동하면서 용기 A 쪽의 분자수가 감소하면 용기 B 쪽의 분자수가 증가하게 되어, (나)와 같은 분자수 분포가 형성된다. → 옳음
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9. 다음은 공기 중에 존재하는 산소의 양을 측정하기 위한 실험 과정이다.

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

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄷ"인 이유는 실험 과정에서 공기 중에 있는 질소와 다른 기체들을 제거한 후에 남은 기체가 산소이기 때문이다. 따라서 "ㄷ"가 정답이다.
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10. 다음은 2010 년 1 월 초에 OO신문에 난 기사의 일부이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 기사에서는 2010년 1월 초에 "OO신문"에 기사가 실렸다고 언급하고 있으며, 보기에서는 "OO신문"이 "ㄱ"에 해당한다. 또한, 기사에서는 "OO신문"이 "OO은행"의 계좌정보를 인터넷 뉴스에 공개했다고 언급하고 있으며, 이는 보기에서 "ㄴ"에 해당한다. 마지막으로, 기사에서는 "OO은행"이 이에 대해 법적 대응을 검토하고 있다고 언급하고 있으며, 이는 보기에서 "ㄷ"에 해당한다. 따라서, 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"이다.
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11. 그림은 묽은 염산(HCl) 5mL와 수산화나트륨(NaOH) 수용액 10mL를 혼합한 용액 A 에 존재하는 이온을 모형으로 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 "ㄱ"은 용액 A에 염화이온(Cl-)과 수산화나트륨(NaOH) 수용액에서 생성된 나트륨이온(Na+)을 나타내고, "ㄴ"은 수산화이온(OH-)을 나타낸다. 따라서, 염산과 수산화나트륨이 혼합되어 생성된 용액 A에는 Cl-, Na+, OH- 이온이 존재하므로 "ㄱ, ㄴ"이 정답이다.
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12. 그림은 몇 가지 탄소 화합물을 어떤 기준에 따라 분류한 것이다.

(가)~(다)에 해당하는 것을 <보기>에서 옳게 고른 것은? (순서대로 가, 나, 다) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄷ, ㄴ
  3. ㄴ, ㄱ, ㄷ
  4. ㄷ, ㄱ, ㄴ
  5. ㄷ, ㄴ, ㄱ
(정답률: 알수없음)
  • 가) 산소를 포함하지 않는 탄소 화합물
    나) 산소를 포함하는 탄소 화합물
    다) 산소와 질소를 모두 포함하는 탄소 화합물

    보기에서 정답이 "ㄷ, ㄱ, ㄴ"인 이유는 다음과 같다.
    ㄷ은 산소와 질소를 모두 포함하는 탄소 화합물인 알칼로이드를 나타내고, ㄱ은 산소를 포함하지 않는 탄소 화합물인 탄화수소를 나타내며, ㄴ은 산소를 포함하는 탄소 화합물인 알데히드를 나타낸다. 이에 따라, 보기에서 정답은 "ㄷ, ㄱ, ㄴ"이 된다.
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13. 그림은 농도와 부피가 같은 수산화나트륨 (NaOH) 수용액이 담긴 두 개의 비커에 묽은 염산과 묽은 황산을 각각 넣으면서 혼합 용액의 전류 세기를 측정한 결과를 나타낸 것이다.

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 정답은 "ㄱ"이다. 이는 염산과 황산이 모두 NaOH와 반응하여 중화되는 반응이기 때문이다. NaOH는 강염기이므로 염산과 황산을 중화시키면서 NaCl과 Na2SO4가 생성되고, 이때 생성되는 NaCl과 Na2SO4의 양은 농도와 부피가 같은 NaOH 용액의 양과 같다. 따라서 두 용액을 혼합하면 전류 세기가 일정하게 유지되는 것이다.
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14. 다음은 최근 환경 문제와 관련된 녹색화학에 대한 설명이다.

에탄올을 주생성물로 얻기 위한 반응 설계 중 원자 경제성이 높은 것을 <보기>에서 고른 것은?

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

    에탄올을 생산하기 위한 반응에서, CO2와 H2를 이용하여 메탄올을 생산하는 것은 원자 경제성이 높지 않습니다. 이는 CO2가 반응에서 소모되지 않고 총 반응물 중 많은 비중을 차지하기 때문입니다.

    반면, CO2와 H2를 이용하여 CO와 H2O를 생성한 후, 이를 다시 이용하여 에탄올을 생산하는 방법은 원자 경제성이 높습니다. 이는 CO와 H2O가 모두 반응에서 소모되기 때문입니다.

    따라서, "ㄱ, ㄹ"이 정답입니다.
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15. 다음은 기체의 성질을 알아보기 위한 실험 과정이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 온도는 일정하고 유리관의 부피는 무시하며, C2H4 과 H2 분자의 상대적 질량비는 14 : 1 이다.)

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

    ㄱ. 실험 전과 후에는 유리관 내부의 압력과 온도가 일정하다.
    - 실험 전과 후에 유리관 내부의 압력과 온도를 일정하게 유지하기 위해 실험 전에 유리관 내부의 공기를 완전히 배출하고, 실험 도중에는 유리관을 가열하여 온도를 일정하게 유지한다.

    ㄷ. C2H4와 H2 분자의 상대적 질량비는 14 : 1 이다.
    - 실험에서 사용된 C2H4와 H2 분자의 상대적 질량비가 14 : 1 이므로, 실험 결과에서 나타난 두 기체의 질량비가 이에 비례한다. 따라서 실험 결과를 통해 두 기체의 질량비를 구할 수 있다.
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16. 그림은 탄산나트륨(Na2CO3)수용액과 염화나트륨(NaCl)수용액 각각 10mL에 질산은(AgNO3) 수용액을 넣을 때, 혼합 용액에 존재하는 전체 이온수를 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 "ㄴ, ㄷ"가 옳은 이유는 다음과 같다.

    - 탄산나트륨(Na2CO3)는 이온화되어 Na+와 CO32- 이온이 생성된다. 따라서 10mL의 탄산나트륨 수용액에는 Na+와 CO32- 이온이 각각 0.1 mol/L 씩 존재하므로, 전체 이온수는 0.2 mol/L이 된다.
    - 염화나트륨(NaCl)는 이온화되어 Na+와 Cl- 이온이 생성된다. 따라서 10mL의 염화나트륨 수용액에는 Na+와 Cl- 이온이 각각 0.1 mol/L 씩 존재하므로, 전체 이온수는 0.2 mol/L이 된다.
    - 질산은(AgNO3)는 이온화되어 Ag+와 NO3- 이온이 생성된다. 따라서 20mL의 질산은 수용액에는 Ag+와 NO3- 이온이 각각 0.1 mol/L 씩 존재하므로, 전체 이온수는 0.2 mol/L이 된다.

    따라서, 세 수용액을 섞은 혼합 용액에는 Na+, CO32-, Cl-, Ag+, NO3- 이온이 존재하며, 전체 이온수는 0.2 mol/L + 0.2 mol/L + 0.2 mol/L = 0.6 mol/L이 된다.
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17. 그림은 3 가지 고분자 화합물의 구조식을 나타낸 것이다.

이와 관련된 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)
  • - ㄱ: A는 폴리머이며, 단량체로부터 반복되는 단위가 존재한다. 이러한 구조는 폴리머의 특징이다.
    - ㄴ: B는 카복실기(-COOH)와 아미노기(-NH2)가 번갈아 나타나는 아미노산의 구조와 유사하다. 이러한 구조는 단백질의 구성 단위인 아미노산의 구조와 유사하다.
    - ㄷ: C는 단순한 탄화수소 구조로, 고분자 화합물이 아니라 일반적인 유기 화합물의 구조이다.
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18. 그림은 콕이 닫힌 상태에서 헬륨(He)이 용기 (가)와 (나)에 들어 있는 것을 나타낸 것이다.

콕을 열고 충분한 시간이 지난 후의 상태에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 온도는 일정하고 대기압은 760mmHg이며, 유리관의 부피와 피스톤의 질량 및 마찰은 무시한다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ"인 이유는 헬륨 분자가 용기 (가)와 (나) 사이를 이동할 때 콕을 열어준 것으로, 이때 용기 (가)와 (나)의 부피가 같기 때문에 헬륨 분자의 수는 변하지 않는다. 따라서, 콕을 열고 충분한 시간이 지난 후에도 용기 (가)와 (나)에 들어있는 헬륨 분자의 수는 변하지 않고, 압력은 용기 (가)와 (나) 모두에서 동일하게 유지된다.
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19. 다음은 비누와 화합물 A를 얻는 반응식을 나타낸 것이다.

철수는 화합물 A를 이용하여 다음과 같은 실험을 하였다.

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)
  • 보기 중 정답은 "ㄱ"이다. 이유는 화합물 A가 염기성을 띄고 있기 때문이다. 실험에서는 화합물 A를 이용하여 빨간색 산성 염료를 중성화시켰는데, 이는 염기가 산성을 중성화시키는 성질을 가지고 있기 때문이다. 따라서 화합물 A는 염기성을 띄고 있으며, 이는 앞서 비누와의 반응에서도 확인할 수 있다.
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20. 그림 (가)는 금속 A판을 금속 B이온 수용액에 넣었을 때와 A 판을 묽은 염산에 넣었을 때의 시간에 따른 용액의 전체 양이온수를, (나)는 A판을 B이온 수용액에 넣었을 때의 시간에 따른 A판의 질량을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A, B는 임의의 금속 원소이다.) [3점]

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 가) 그림에서 볼 수 있듯이 금속 A판을 금속 B이온 수용액에 넣으면 시간이 지남에 따라 용액의 전체 양이온수가 증가하고, A판을 묽은 염산에 넣으면 시간이 지남에 따라 용액의 전체 양이온수가 감소한다. 이는 금속 A와 금속 B의 전기화학적 특성에 따라 발생하는 현상으로, 금속 A와 금속 B가 서로 다른 전기화학적 특성을 가지기 때문이다.

    나) 그림에서 볼 수 있듯이 금속 A판을 금속 B이온 수용액에 넣으면 시간이 지남에 따라 A판의 질량이 감소한다. 이는 금속 A와 금속 B의 전기화학적 특성에 따라 발생하는 현상으로, 금속 A와 금속 B가 서로 다른 전기화학적 특성을 가지기 때문이다. 이러한 현상을 부식이라고 한다.

    따라서 정답은 "ㄱ, ㄴ" 이다.
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