수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2010-11-18)

수능(화학I) 2010-11-18 필기 기출문제 해설

이 페이지는 수능(화학I) 2010-11-18 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

수능(화학I)
(2010-11-18 기출문제)

목록

1과목: 과목구분없음

1. 그림은 청동상, 동전, 관악기를 나타낸 것이다.

위 물체에 공통적으로 포함된 주요 성분 금속으로 옳은 것은?

  1. 카드뮴(Cd)
  2. 구리(Cu)
  3. 수은(Hg)
  4. 납(Pb)
  5. 백금(Pt)
(정답률: 알수없음)
  • 청동상, 동전, 관악기(색소폰 등)는 모두 구리(Cu)를 주성분으로 하는 합금이나 순금속으로 제작됩니다. 따라서 공통적으로 포함된 주요 성분 금속은 구리(Cu)입니다.
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2. 그림은 생활 하수 처리 과정을 모식적으로 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)
  • 하수 처리 과정에서 (가) 1차 침전지는 물리적으로 무거운 찌꺼기를 가라앉히는 과정이며, (나) 포기조는 미생물을 이용해 유기물을 분해하는 생물학적 처리 과정입니다.
    포기조에서는 공기를 공급하여 호기성 미생물이 유기물을 빠르게 분해하도록 돕습니다.

    오답 노트
    (가)에서 대부분의 유기 물질이 분해된다: (가)는 물리적 침전 과정이며, 유기물 분해는 (나) 포기조에서 주로 일어납니다.
    (다)는 물리적 처리 과정이다: 염소 소독은 화학적 처리 과정입니다.
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3. 그림은 -40˘C의 얼음을 단위 시간당 일정한 열량으로 가열 하였을 때, 시간에 따른 온도를 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)
  • 가열 곡선에서 기울기는 비열에 반비례합니다. 동일한 열량으로 가열할 때 온도 변화가 완만한 구간일수록 비열이 큽니다.
    $-40\text{°C}$에서 $0\text{°C}$까지 도달하는 시간은 $t$이고, $0\text{°C}$에서 $100\text{°C}$까지 도달하는 시간은 $9t$($10t - t$)이므로 물의 비열이 얼음보다 훨씬 큽니다.
    점 $\text{A}$는 얼음 상태이고 점 $\text{B}$는 물 상태입니다. 얼음은 수소 결합에 의한 결정 구조가 매우 강하므로 한 분자당 평균 수소 결합 수가 물보다 많습니다.

    오답 노트
    $6t$에서 물의 온도는 $15\text{°C}$가 된다: $0\text{°C}$에서 $100\text{°C}$까지 $9t$가 걸리므로, $1t$당 온도 상승은 $\frac{100}{9}\text{°C}$입니다. $6t$ 시점은 $0\text{°C}$($5t$)로부터 $1t$가 지난 때이므로 온도는 $\frac{100}{9} \approx 11.1\text{°C}$가 됩니다.
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4. 그림은 자동차의 엔진과 촉매 변환기에서 일어나는 반응의 일부를 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)
  • 자동차 촉매 변환기에서는 $\text{NO}$가 환원되어 $\text{N}_2$가 되고, $\text{CO}$가 산화되어 $\text{CO}_2$가 되는 반응이 일어납니다.
    반응식은 $2\text{NO} + 2\text{CO} \rightarrow \text{N}_2 + 2\text{CO}_2$이며, 여기서 $\text{B}$는 $\text{CO}_2$입니다.
    $\text{CO}_2$는 대표적인 온실 가스이며, $\text{NO}$가 $\text{N}_2$로, $\text{CO}$가 $\text{CO}_2$로 변하는 과정에서 산화-환원 반응이 동시에 일어납니다.

    오답 노트
    (가)는 상온에서 일어나기 쉽다: $\text{N}_2$와 $\text{O}_2$가 반응하여 $\text{NO}$가 생성되는 반응은 매우 높은 온도가 필요합니다.
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5. 그림은 어떤 물질의 온도에 따른 전기 저항을 나타낸 것이다.

이 물질에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 그래프에서 특정 온도($100\text{K}$) 이하로 내려갈 때 전기 저항이 갑자기 $0$이 되는 현상은 초전도체의 전형적인 특징입니다.
    초전도체는 임계 온도 이하에서 저항이 $0$이 되며, 이 물질의 임계 온도는 $100\text{K}$입니다.
    온도가 $100\text{K}$이상인 구간에서는 온도가 높아질수록 저항이 증가하므로, 저항의 역수인 전기 전도도는 감소합니다.

    오답 노트
    상온에서 초전도 현상을 보인다: 임계 온도가 $100\text{K}$이므로 상온(약 $298\text{K}$)에서는 일반적인 도체처럼 행동합니다.
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6. 다음은 어떤 신재생 에너지와 관련된 자료이다.

이 에너지에 해당되는 것은?

  1. 수소 에너지
  2. 조력 에너지
  3. 지열 에너지
  4. 태양 에너지
  5. 원자력 에너지
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 자료의 특징을 분석합니다.
    양이 방대하여 고갈 염려가 없고, 대기 오염 물질이나 폐기물 발생이 매우 적으며, 일조량이나 기상 조건의 영향을 받는다는 점은 태양 에너지의 전형적인 특징입니다.
    또한, 이미지 에 나타난 태양광 패널(가로등, 가정용 전기)은 태양 에너지를 전기에너지로 변환하는 장치입니다.
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7. 표는 연료로 사용되는 압축 천연가스(CNG)와 경유의 상온에서의 몇 가지 성질을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, CNG의 밀도는 200기압 용기에서의 값이고, 경유의 밀도는 평균값이다.)

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 표의 밀도와 연소열 데이터를 분석합니다.
    경유는 액체이고 CNG는 기체이므로, 상온에서 저장 및 취급이 용이한 경유가 저장이 더 쉽습니다.
    CNG의 주성분인 메탄($CH_{4}$)보다 경유(탄화수소 혼합물)의 분자량이 훨씬 크므로 한 분자당 탄소 수는 경유가 더 많습니다.
    단위 부피당 연소열은 [밀도 $\times$ 연소열]로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{단위 부피당 연소열} = \text{밀도} \times \text{연소열}$
    ② [숫자 대입] $\text{CNG: } 0.2 \times 56 = 11.2, \quad \text{경유: } 0.8 \times 45 = 36$
    ③ [최종 결과] $36 > 11.2$
    따라서 단위 부피당 연소열은 경유가 CNG보다 큽니다.
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8. 다음은 탄소 화합물 A, B, C가 섞여 있는 혼합물을 분리하기 <보기>위한 실험 과정이다.

(나)와 (다)에서 수용액층으로 분리하고자 하는 화합물로 옳은 것은? (순서대로 나, 다) [3점]

  1. A, B
  2. A, C
  3. B, A
  4. B, C
  5. C, B
(정답률: 알수없음)
  • 화합물의 작용기에 따른 산·염기 반응을 이용한 분리 과정입니다.
    화합물 A는 아민($-NH_{2}$)기로 염기성을 띠며, 염산($HCl$)과 반응하여 수용성 염을 형성하므로 (나) 과정에서 수용액층으로 분리됩니다.
    화합물 B는 페놀($-OH$)기로 약산성을 띠며, 수산화나트륨($NaOH$) 수용액과 반응하여 수용성 염을 형성하므로 (다) 과정에서 수용액층으로 분리됩니다.
    화합물 C는 반응성이 없는 탄화수소이므로 계속해서 에테르층에 남습니다.
    따라서 순서대로 A, B가 수용액층으로 분리됩니다.
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9. 표는 건조 공기를 구성하는 주성분 기체의 부피와 질량을 질소를 기준으로 하여 상대값으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, A~C는 Ar, CO2, O2 중 하나이다.)

  1. A는 과자 봉지의 충전 기체로 사용된다.
  2. B는 공기의 성분 기체 중 반응성이 가장 큰 기체이다.
  3. C는 연료 전지에 사용된다.
  4. 분자 1개의 질량은 C가 A보다 크다.
  5. 건조 공기 1L에서 는 4보다 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 각 기체의 상대적 부피와 질량을 통해 분자량을 비교하여 성분을 분석합니다.
    질소($N_{2}$)의 분자량은 $28$입니다.
    A의 상대 분자량: $\frac{30.65}{26.83} \times 28 \approx 32$ (산소, $O_{2}$)
    B의 상대 분자량: $\frac{1.70}{1.19} \times 28 \approx 40$ (아르곤, $Ar$)
    C의 상대 분자량: $\frac{0.06}{0.04} \times 28 \approx 44$ (이산화 탄소, $CO_{2}$)
    따라서 분자 1개의 질량은 $C(CO_{2}, 44) > A(O_{2}, 32)$이므로 분자 1개의 질량은 C가 A보다 큽니다.

    오답 노트
    A는 과자 봉지의 충전 기체로 사용된다: 충전 기체는 질소입니다.
    B는 공기의 성분 기체 중 반응성이 가장 큰 기체이다: B는 비활성 기체인 $Ar$입니다.
    C는 연료 전지에 사용된다: 연료 전지에는 수소가 사용됩니다.
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10. 다음은 할로겐의 반응성을 알아보는 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, X~Z는 각각 Cl, Br, I 중 하나이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 할로겐 원소의 반응성($F_{2} > Cl_{2} > Br_{2} > I_{2}$ )을 이용한 실험입니다.
    그래프에서 (가)는 $Z_{2}$를 넣었을 때 $Z^{-}$이온 수가 증가하므로 반응이 일어난 것이고, (나)는 변화가 없으므로 반응이 일어나지 않은 것입니다. 즉, $Z_{2}$는 $X^{-}$를 산화시킬 수 있지만 $Y^{-}$는 산화시킬 수 없습니다.
    따라서 반응성은 $Z_{2} > X_{2} > Y_{2}$ 순이며, 이에 부합하는 조합은 $Z_{2} = Br_{2}, X_{2} = Cl_{2}, Y_{2} = I_{2}$ 일 때 성립합니다.

    오답 노트
    (가)에서 $X^{-}$는 전자를 잃고 $X_{2}$가 되므로 산화됩니다.
    반응성은 $X_{2}$가 $Y_{2}$보다 큽니다.
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11. 그림은 진통제로 사용되는 두 성분 물질을 각각 가수분해할 때 생성되는 화합물 A~C를 나타낸 것이다.

이에 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)
  • 두 진통제 성분의 가수분해 반응을 분석하는 문제입니다.
    왼쪽 화합물(아스피린)은 에스테르 결합이 끊어져 살리실산(A)과 아세트산(B)이 생성됩니다. 살리실산(A)은 페놀성 히드록시기를 가져 염화 철(III) 수용액과 보라색 정색 반응을 하며, 아세트산(B)은 카복실산을 포함하여 Mg과 반응해 수소 기체를 발생시킵니다.
    오른쪽 화합물(아세트아미노펜)은 아미드 결합이 끊어져 p-아미노페놀(B)과 아세트산(C)이 생성됩니다.

    오답 노트
    C(아세트산)는 카복실산이므로 메탄올과 에스테르화 반응을 하지만, 보기의 설명은 C가 알코올인 것처럼 묘사되었거나 반응 주체가 잘못 설정되었습니다. (정확히는 C가 카복실산이므로 메탄올과 반응하여 에스테르를 형성하는 것은 맞으나, 문제의 의도상 A, B의 성질이 더 명확한 정답으로 도출됩니다.)
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12. 그림은 석회암 지대의 지하수를 사용하여 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ 방법으로 각각 실험한 것을 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)
  • 석회암 지대 지하수의 주성분은 $$Ca^{2+}$$와 $$HCO_{3}^{-}$ 이온입니다.
    I 과정은 가열로 $$Ca(HCO_{3})_{2}$$가 분해되어 $$CaCO_{3}$$ 앙금과 기체 X($$CO_{2}$$)가 발생하는 반응이며, II 과정은 $$Na_{2}CO_{3}$$를 넣어 $$CaCO_{3}$$ 앙금을 만드는 반응입니다.
    III 과정은 양이온 교환 수지를 통해 $$Ca^{2+}$$가 $$Na^{+}$로 교체되어 @@D_MATH_8@@ 수용액(용액 C)이 되는 과정입니다. 용액 C는 @@D_MATH_9@@HCO_{3}^{-}$가 모두 존재하여 용액 A(가열 후 남은 소량의 이온)보다 전기 전도도가 큽니다. 또한 용액 C에 강산인 염산을 가하면 $$HCO_{3}^{-}$$가 $$CO_{2}$$ 기체(기체 X)를 발생시킵니다.

    오답 노트
    I의 알짜 이온 반응식은 $Ca^{2+} + 2HCO_{3}^{-} \rightarrow CaCO_{3} + CO_{2} + H_{2}O$이고, II는 $Ca^{2+} + CO_{3}^{2-} \rightarrow CaCO_{3}$이므로 서로 다릅니다.
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13. 다음은 계면 활성제로 사용되는 화합물 (가)~(다)의 구조식을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 계면 활성제의 구조와 성질을 분석하는 문제입니다.
    (가)는 음이온 계면 활성제, (나)는 비이온 계면 활성제, (다)는 지방산 나트륨(비누)입니다.
    (가)는 강한 전해질인 반면, (나)는 전하를 띠지 않는 비이온성 물질이므로 수용액에서 전기 전도도는 (가)가 (나)보다 큽니다.

    오답 노트
    (다)는 약산인 지방산의 나트륨염으로, 가수분해 시 pH가 7보다 큽니다.
    (다)는 단순 사슬 구조의 비누로, 방향족 고리가 있는 (가)보다 미생물에 의한 생분해가 더 쉽습니다.
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14. 다음은 어떤 고분자 화합물의 생성 과정이다.

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)
  • 생성된 고분자의 구조를 보면 부타디엔과 아크릴로니트릴($$CH_{2}=CHCN$$)이 결합한 합성 고무(NBR)입니다.
    (가)는 나프타를 원료로 부타디엔을 얻는 공정인 증기 분해(Steam Cracking) 과정이며, (나)는 단량체들의 이중 결합이 풀리며 연결되는 첨가 중합 반응입니다.

    오답 노트
    (가)는 리포밍이 아니라 증기 분해입니다.
    화합물 A(1,3-부타디엔)에는 이중 결합이 2개 있습니다.
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15. 그림은 기체 A는 실린더에, 기체 B와 C는 두 용기에 각각 들어 있는 상태를 나타낸 것이다. 실린더와 두 용기에 들어 있는 각 기체의 질량은 동일하고, 온도는 절대 온도이며 T2는 T1의 2배이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 대기압은 760mmHg이고, U자관의 부피와 피스톤의 마찰은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 이상 기체 상태 방정식 $PV = nRT$와 분자 운동론을 적용합니다.
    ㄱ. 기체 B와 C는 부피가 $4\text{L}$로 같고 온도 $T_2$와 $T_1$의 관계가 있습니다. $P_B V_B = n_B R T_2$이고 $P_C V_C = n_C R T_1$ 입니다. 수은 기둥의 높이가 같으므로 $P_B = P_C$입니다. $T_2 = 2T_1$이므로 $n_B R (2T_1) = n_C R T_1$에서 $n_C = 2n_B$가 되어 분자수는 C가 B의 2배입니다.
    ㄴ.
    오답 노트
    평균 운동 속도는 $\sqrt{\frac{3RT}{M}}$에 비례합니다. B의 온도가 $T_2$로 A($T_1$)보다 높으므로, 분자량이 비슷하다면 B의 속도가 더 큽니다.
    ㄷ.
    오답 노트
    A의 온도가 $T_2$가 되면 압력이 증가하여 수은 기둥을 밀어내지만, B의 압력과 평형을 이루는 지점에서 $h$는 0이 아닌 특정 값을 가지게 됩니다.
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16. 그림 (가)는 수산화바륨(Ba(OH)2) 수용액에 황산나트륨 (Na2SO4) 수용액과 염화마그네슘(MgCl2) 수용액을 차례대로 넣는 과정을, (나)는 각 용액 A~D의 전체 양이온수를 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)
  • 이온 수 변화와 침전 반응을 분석합니다.
    ㄱ. $\text{Ba}(\text{OH})_2$ 수용액에 $\text{MgCl}_2$를 넣으면 $\text{Mg}^{2+}$와 $\text{OH}^-$가 반응하여 $\text{Mg}(\text{OH})_2$ 침전이 형성되므로 양금 X는 $\text{Mg}(\text{OH})_2$입니다.
    ㄴ. 용액 B는 $\text{Ba}(\text{OH})_2$와 $\text{Na}_2\text{SO}_4$가 반응하여 $\text{BaSO}_4$가 침전된 후 $\text{Na}^+$와 $\text{OH}^-$가 남은 상태입니다. 용액 D는 $\text{MgCl}_2$가 과량 투입되어 $\text{Mg}^{2+}$와 $\text{Cl}^-$가 주를 이룹니다. 양이온 수 그래프를 보면 B는 $2\text{N}$, D는 $3\text{N}$이며, 전하 균형을 통해 계산하면 음이온 수의 비는 $1:2$가 됩니다.
    ㄷ.
    오답 노트
    용액 D에 포함된 이온은 $\text{Mg}^{2+}$, $\text{Cl}^-$, $\text{Na}^+$, $\text{OH}^-$ (잔류 시) 등이 있으나, 반응 완결 후 주된 이온은 $\text{Mg}^{2+}$, $\text{Cl}^-$, $\text{Na}^+$ 3종류입니다.
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17. 그림은 칼슘카바이드(CaC2)로부터 생성되는 탄소 화합물 A와 관련된 반응을 나타낸 것이다.

화합물 A~E에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. A는 C2H2이다.
  2. B는 폴리염화비닐(PVC)의 단위체이다.
  3. C는 브롬수 탈색 반응을 한다.
  4. D는 비누화 반응을 한다.
  5. E는 은거울 반응을 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 화학 반응 경로를 통해 화합물을 추론합니다.
    $\text{CaC}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_2(\text{A}) + \text{Ca}(\text{OH})_2$이므로 A는 에타인($\text{C}_2\text{H}_2$)입니다.
    $\text{C}_2\text{H}_2 + \text{HCl} \rightarrow \text{C}_2\text{H}_3\text{Cl}(\text{B})$이므로 B는 염화비닐이며, 이는 PVC의 단위체입니다.
    $\text{C}_2\text{H}_2 + \text{H}_2 \rightarrow \text{C}_2\text{H}_4(\text{C})$이므로 C는 에텐이며, 불포화 탄화수소이므로 브롬수 탈색 반응을 합니다.
    $\text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH}(\text{D})$이므로 D는 에탄올입니다. 에탄올은 알코올이며, 비누화 반응은 에스테르나 지방에서 일어나는 반응이므로 D는 비누화 반응을 하지 않습니다.
    $\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH} \xrightarrow{\text{산화}} \text{CH}_3\text{CHO}(\text{E}) \xrightarrow{\text{산화}} \text{CH}_3\text{COOH}$이므로 E는 아세트알데하이드이며, 은거울 반응을 합니다.
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18. 다음은 일정한 온도에서 기체의 성질을 알아보는 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 연결관의 부피와 피스톤의 마찰은 무시하고 콕의 구멍 크기는 같다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 이상 기체 상태 방정식 $PV = nRT$를 이용하여 각 과정의 기체 상태를 분석합니다.
    ㄱ. (가)에서 용기 A의 압력은 $2\text{기압}$, 부피는 $1\text{L}$이고 용기 B의 부피는 $2\text{L}$입니다. 밀도는 $\text{질량}/\text{부피}$이며, 동일 온도에서 압력이 높고 부피가 작을수록 밀도가 큽니다. A의 압력이 B보다 높으므로 밀도는 용기 A에서가 B보다 큽니다.
    ㄴ. (나)에서 콕 a, b를 동시에 열었다 닫았을 때 A의 압력이 $1.5\text{기압}$이 되었습니다. A의 초기 몰수는 $2 \times 1 = 2$ (상대값)였으나 $1.5 \times 1 = 1.5$가 되었으므로, $0.5$몰이 B로 이동했습니다. B의 초기 몰수는 (가)의 압력을 $P_B$라 할 때 $P_B \times 2$이며, (라)의 결과 등을 통해 분석하면 B의 최종 분자수는 A의 2배가 됨을 알 수 있습니다.
    ㄷ. (다)에서 A의 압력이 $1\text{기압}$이고 피스톤이 자유롭게 움직이므로 A와 B의 압력은 같습니다. 하지만 (라)에서 콕 b를 열었을 때 A의 압력이 $1.2\text{기압}$으로 상승하는 것으로 보아, (다) 상태에서 B의 압력은 $1.5\text{기압}$으로 유지되고 있었음을 알 수 있습니다.
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19. 표는 수산화나트륨(NaOH) 수용액, 염산(HCl(aq)), 황산 (H2SO4) 수용액을 여러 부피비로 혼합한 용액 (가)~(라)를, 그림은 각 혼합 용액에서 중화 반응에 의해 생성된 물 분자수를 상대값으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, NaOH(aq), HCl(aq), H2SO4(aq)은 모두 묽은 수용액 이고, 처음 온도는 같다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 중화 반응에서 생성되는 물 분자수는 반응한 $OH^{-}$와 $H^{+}$ 중 적은 쪽의 양에 결정됩니다. (가)~(라)로 갈수록 $HCl$의 양이 늘고 $H_{2}SO_{4}$의 양이 줄어드는데, 생성된 물 분자수가 (가) < (나) < (다) = (라) 순으로 증가하므로 (다)와 (라)에서 중화점이 형성되었거나 $OH^{-}$가 모두 반응했음을 알 수 있습니다.
    ㄱ. (가)는 $OH^{-}$가 과량인 염기성 용액이고, (나)는 (가)보다 더 많은 산이 들어갔으므로 $OH^{-}$ 농도가 더 낮습니다. 따라서 pH는 (가)가 (나)보다 큽니다.
    ㄷ. 중화 반응 시 발생하는 열량은 반응한 $OH^{-}$와 $H^{+}$의 양(생성된 물 분자수)에 비례합니다. (라)에서 생성된 물 분자수가 (나)보다 많으므로 최고 온도는 (라)가 (나)보다 높습니다.

    오답 노트
    ㄴ. 전기 전도도는 용액 속 전체 이온 농도에 비례하며, (다)와 (라)의 이온 종류와 총량이 다르므로 같을 수 없습니다.
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20. 그림 (가)는 금속 A, B, C의 양이온이 3N개씩 들어 있는 수용액에 금속 A, B를 각각 넣은 것을, (나)는 반응한 금속 A, B의 원자수에 따른 수용액에 있는 전체 양이온수를 각각 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)
  • 금속의 반응성은 $\text{A} > \text{B} > \text{C}$ 순입니다. 금속 $\text{A}$를 넣었을 때 양이온 수가 일정하게 유지되다가 감소하는 것은 $\text{A}$가 $\text{C}$이온을 석출시키고 자신은 이온화되기 때문입니다.
    금속 $\text{B}$를 넣었을 때 양이온 수가 직선적으로 감소하는 것은 $\text{B}$의 전하량이 $\text{A}$보다 크기 때문입니다. $\text{B}$가 $1$개 반응할 때 수용액 속 양이온 $n$개가 사라지므로 기울기가 더 가파릅니다.
    점 $\text{P}$에서 반응한 금속 $\text{B}$의 원자수는 $\text{N}$개이고 전체 양이온 수는 $7\text{N}$입니다. 초기 양이온 $9\text{N}$에서 $2\text{N}$이 감소했는데, $\text{B}$가 $\text{N}$개 반응하여 $2\text{N}$의 양이온을 대체했으므로 $\text{B}$이온은 $2\text{N}$개, $\text{A}$이온은 $3\text{N}$개, $\text{C}$이온은 $2\text{N}$개(또는 $\text{B}$의 전하량에 따라 배분)가 존재하게 되어 비율이 $\frac{4}{3}$가 됩니다.

    오답 노트
    반응성은 $\text{C}$가 $\text{A}$보다 크다: $\text{A}$를 넣었을 때 반응이 일어나므로 $\text{A}$의 반응성이 $\text{C}$보다 큽니다.
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