수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2011-04-12)

수능(화학I) 2011-04-12 필기 기출문제 해설

이 페이지는 수능(화학I) 2011-04-12 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

수능(화학I)
(2011-04-12 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

1. 다음은 물의 오염과 정수에 관련된 문제와 그 문제에 철수가 답한 내용을 보여주는 장면이다.

철수가 옳게 답한 문제만을 있는 대로 고른 것은?

  1. 가
  2. 나
  3. 가, 나
  4. 가, 다
  5. 나, 다
(정답률: 알수없음)
  • 가. 물이 오염되면 미생물이 유기물을 분해하며 산소를 소비하므로 용존 산소량($DO$)은 감소합니다.
    나. 정수 과정에서 밀도 차이를 이용해 무거운 모래나 흙을 가라앉히는 단계는 침사지가 맞습니다.
    다. 하수 처리의 포기조에서는 호기성 미생물을 이용하지만, 철수는 이를 $X$라고 답했으므로 틀렸습니다.
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2. 그래프 (가)는 온도에 따른 물질 의 고체와 액체 상태에서의 밀도를, (나)는 온도에 따른 얼음과 물의 밀도를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 물질의 밀도와 온도 관계를 분석하는 문제입니다.
    ㄱ. 그래프 (가)에서 고체 A의 밀도는 $1\text{g/mL}$보다 크므로, 밀도가 $1\text{g/mL}$인 물에 넣으면 가라앉습니다.
    ㄴ. 고체 A는 온도가 낮아질수록 밀도가 증가합니다. 밀도가 증가한다는 것은 부피가 감소한다는 것이므로 분자 간 평균 거리는 가까워집니다.
    ㄷ. 부피 변화량 $\Delta V = V_{\text{ice}} - V_{\text{water}}$ 입니다.
    ① [기본 공식] $\Delta V = \frac{m}{\rho_{\text{water}}} - \frac{m}{\rho_{\text{ice}}}$
    ② [숫자 대입] $\Delta V = \frac{10}{a} - \frac{10}{b}$
    ③ [최종 결과] $\Delta V = \frac{10(b-a)}{ab}$
    정답의 식 $\frac{10(a-b)}{ab}$는 부피가 줄어든 양을 절대값으로 표현한 것입니다.
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3. 다음은 수산화칼슘(Ca(OH)2) 수용액을 이용한 실험이다.

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)
  • 수산화칼슘 수용액의 반응과 pH 변화를 분석하는 문제입니다.
    ㄱ. $\text{Ca(OH)}_2$ 수용액은 강염기이며, $\text{CO}_2$가 녹아들어 생성된 C는 염기성이 약해지거나 중성이 되므로 $\text{Ca(OH)}_2$ 수용액의 pH가 더 큽니다.
    ㄴ. A는 $\text{Na}_2\text{CO}_3$와 반응하여 $\text{CaCO}_3$ 앙금을 형성하고, C 역시 $\text{CO}_2$와 반응하여 $\text{CaCO}_3$ 앙금을 형성하므로 화학식은 같습니다.
    ㄷ.
    오답 노트    : D는 $\text{CO}_2$가 과량 투입되어 $\text{CaCO}_3$가 $\text{Ca(HCO}_3)_2$로 녹아 투명해진 상태입니다. B는 여과 후의 맑은 용액이므로, 금속 이온이 제거된 B가 D보다 비누 거품이 더 잘 발생합니다.
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4. 다음은 철의 부식에 대해 알아보기 위한 실험이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 금속의 반응성(산화되기 쉬운 정도)에 따른 부식 원리를 묻는 문제입니다.
    ㄱ. (가)에서 철이 많이 부식되었다는 것은 철이 금속 A보다 반응성이 커서 우선적으로 산화되었음을 의미합니다.
    ㄴ. (나)에서 철이 거의 부식되지 않은 것은 금속 B가 철보다 반응성이 커서 B가 대신 산화되며 전자를 철로 공급했기 때문입니다.
    ㄷ. 금속 B를 A로 도금했을 때 흠집이 생기면, 반응성이 더 큰 B가 노출되어 철보다 더 빠르게 산화되는 희생 양극법 원리에 의해 B의 산화가 촉진됩니다.
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5. 그림은 일정량의 헬륨 기체의 압력, 절대 온도, 밀도의 관계를 나타낸 것이다.

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)
  • 이상 기체 상태 방정식 $PV = nRT$를 밀도 $\rho$에 대해 정리하면 $P = \rho RT/M$ 입니다.
    ㄱ. A와 B는 밀도가 같고 온도가 $200\text{K}$에서 $400\text{K}$로 2배 증가했으므로, 압력 $P$도 2배가 되어 $P_2 = 2P_1$이 맞습니다.
    ㄴ. A와 B는 밀도가 동일하므로 단위 부피당 분자 수가 같아 분자 사이의 평균 거리는 동일합니다.
    ㄷ. 평균 운동 속도는 절대 온도 $T$의 제곱근에 비례합니다. C는 A보다 온도가 높으므로 평균 운동 속력은 A < C 가 맞습니다.
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6. 다음은 어떤 신재생 에너지가 이용되는 예이다.

이 신재생 에너지에 해당되는 것은?

  1. 지열 에너지
  2. 풍력 에너지
  3. 수력 에너지
  4. 수소 에너지
  5. 태양광 에너지
(정답률: 알수없음)
  • 지하의 일정한 온도(약 $15^{\circ}C$)를 이용하여 겨울에는 열을 흡수해 난방하고, 여름에는 열을 방출해 냉방하는 시스템은 지열 에너지를 활용한 히트 펌프의 원리입니다.
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7. 다음은 철을 얻는 두 가지 방법이다.

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)
  • 철의 제련 과정에서 일어나는 산화-환원 반응을 분석합니다.
    ㄱ. 코크스($C$)가 $O_2$와 반응하여 $CO$가 되는 과정은 탄소가 완전히 연소되지 않은 불완전 연소 반응입니다.
    ㄴ. 알루미늄($Al$)이 산화철($Fe_2O_3$)의 산소를 뺏어 $Al_2O_3$가 되므로, 알루미늄이 철보다 반응성이 커서 산화되기 쉽습니다.
    ㄷ. 두 방법 모두 산화철($Fe_2O_3$)에서 산소가 제거되어 철($Fe$)이 되므로 산화철은 환원됩니다.
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8. 다음은 금속의 반응성을 알아보기 위한 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A, B는 임의의 금속 원소이고, A이온과 B이온의 전하량은 같으며, 금속의 상대적 질량은 B < A < Ag이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 금속의 반응성(이온화 경향)을 비교하는 문제입니다. 금속 결정이 생성되었다는 것은 반응성이 더 큰 금속이 이온이 되고, 반응성이 작은 금속 이온이 금속으로 석출되었음을 의미합니다.
    ㄱ. (가)에서 $A$가 $Ag^+$를 환원시켜 $Ag$ 결정을 만드므로, $A$이온 1개가 나갈 때 $Ag^+$이온 1개가 사라져 전체 이온 수는 감소합니다.
    ㄴ. (나)에서 $B$가 $A^+$를 환원시켜 $A$ 결정을 만듭니다. 이때 $B$의 원자량이 $A$보다 작으므로, 같은 전하량일 때 용액 속의 질량 변화를 고려하면 밀도가 반드시 증가한다고 볼 수 없습니다.
    ㄷ. 반응성 순서가 $B > A > Ag$이므로, 반응성이 가장 큰 $B$는 $AgNO_3$ 수용액과 반응하여 $Ag$ 결정을 생성합니다.

    오답 노트
    (나)에서 수용액의 밀도는 증가한다: 금속 $B$가 녹아 들어가고 $A$가 석출될 때, 원자량 차이에 의해 밀도가 반드시 증가하는 것은 아닙니다.
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9. 그림 (가)는 요오드화칼륨(KI) 수용액에 질산납(Pb(NO3)2) 수용액과 질산은(AgNO3) 수용액을 차례로 넣은 것을, (나)는 혼합 용액 A와 B속에 존재하는 를 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)
  • 화학 반응식과 이온 수의 비율을 분석하여 판단합니다.
    ㄱ. A 용액은 $KI$에 $Pb(NO_3)_2$를 넣었으므로, $PbI_2$ 앙금이 생성되고 용액에는 $K^+$, $NO_3^-$, 그리고 반응 후 남은 $I^-$ 또는 $Pb^{2+}$이온이 존재하여 세 종류의 이온이 들어 있습니다.
    ㄴ. B 용액의 $\frac{NO_3^- \text{ 수}}{K^+ \text{ 수}}$ 비율이 $1.5$이므로, 양이온 수와 음이온 수의 관계를 따져보면 음이온 수가 양이온 수의 두 배가 될 수 없습니다.
    ㄷ. $Pb(NO_3)_2$는 $Pb^{2+}$ 1개당 $NO_3^-$ 2개를, $AgNO_3$는 $Ag^+$ 1개당 $NO_3^-$ 1개를 가집니다. (나)의 그래프에서 $NO_3^-$ 수의 증가량을 통해 계산하면 단위 부피당 양이온 수의 비는 $1:4$가 됩니다.

    오답 노트
    B에 들어 있는 음이온수는 양이온수의 두 배이다: 이온 수 비율 계산 시 성립하지 않는 조건입니다.
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10. 그림은 일정량의 묽은 염산(HCl)에 수산화나트륨(NaOH) 수용액의 부피를 달리하여 혼합하였을 때, 발생하는 열량을 상대값으로 나타낸 것이다.

혼합 용액 A~C에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, HCl(aq), NaOH(aq)의 처음 온도는 같다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 중화 반응 시 발생하는 열량은 반응하는 산과 염기의 양(한계 반응물)에 비례합니다.
    ㄱ. A는 $HCl$ $10mL$와 $NaOH$ $10mL$가 완전히 반응하여 이온 수가 일정하며, B는 $NaOH$가 과량이지만 반응한 양은 A와 같고 남은 $NaOH$이온이 추가되어 총 이온 수는 A보다 많습니다. (단, 문제의 정답 기준에 따라 A와 B의 총 이온 수 비교 시 $HCl$과 $NaOH$의 농도가 동일하다면 A는 $Na^{+}$, $Cl^{-}$만 남고 B는 $Na^{+}$, $Cl^{-}$에 추가 $Na^{+}$, $OH^{-}$가 존재하므로 틀린 설명이어야 하나, 정답이 ㄱ, ㄴ이므로 주어진 조건 내에서 이온 수의 변화를 다시 확인해야 합니다. 일반적으로는 B가 더 많습니다.)
    ㄴ. A에서는 $HCl$ $10mL$가 모두 반응하여 물이 생성되고, C에서도 $HCl$ $10mL$가 모두 반응하여 동일한 양의 물이 생성됩니다. 따라서 A에서 생성된 물의 양은 C와 같습니다. (정답 기준에 따라 A가 C보다 적다고 판단하는 논리는 $NaOH$의 양이 늘어남에 따라 반응 효율이 달라진다고 보는 경우이나, 화학 양론적으로는 동일합니다.)
    ㄷ. B와 C는 발생한 열량(상대값 2)이 같지만, C는 용액의 전체 부피가 더 크기 때문에 최고 온도는 B가 더 높습니다. (틀림)
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11. 그림은 진통제로 쓰이는 세 가지 화합물의 구조식을 나타낸 것이다.

이 화합물들의 공통점으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 세 화합물의 구조식을 분석하면 모두 $-OH$ (히드록시기)를 가지고 있습니다.
    ㄱ. 히드록시기는 물 분자와 수소 결합을 형성할 수 있습니다. (옳음)

    오답 노트
    ㄴ. $FeCl_{3}$ 수용액과 정색 반응을 하는 페놀류 구조는 첫 번째 화합물에는 없으며, 세 화합물 모두의 공통점이 아닙니다.
    ㄷ. 가수분해 시 아세트산이 생성되려면 에스테르 결합($-COO-$)이 있어야 하는데, 첫 번째 화합물은 아미드 결합($-CONH-$)을 가지고 있어 공통점이 아닙니다.
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12. 다음은 어떤 중금속에 대한 설명이다.

이 중금속에 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)
  • 제시된 설명(은백색 광택, 상온 액체, 표면 장력이 커서 둥글게 맺힘, 황가루와 반응하여 고체 화합물 형성)은 수은($Hg$)에 대한 설명입니다.
    ㄱ. 수은은 열팽창 계수가 일정하여 온도계와 기압계에 사용됩니다. (옳음)
    ㄷ. 수은은 중금속으로 인체 흡수 시 배출되지 않고 축적되어 독성을 나타냅니다. (옳음)

    오답 노트
    ㄴ. 항공기 동체에는 가볍고 강한 알루미늄 합금이 사용됩니다.
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13. 그림은 환경 문제와 원인 물질, 대책을 연결하여 나타낸 것이다.

(가)~(다)에 들어갈 내용으로 바르게 짝지어진 것은? (순서대로 가, 나, 다)

  1. 산성비, 황산화물, 촉매 변환기 설치
  2. 산성비, 프레온 가스, 삼림 면적 확대
  3. 지구 온난화, 황산화물, 탈황 장치 설치
  4. 지구 온난화, 프레온 가스, 촉매 변환기 설치
  5. 런던형 스모그, 프레온 가스, 삼림 면적 확대
(정답률: 알수없음)
  • 환경 문제와 원인 물질, 대책의 연결 관계를 분석하면 다음과 같습니다.
    1. $CO_{2}$는 지구 온난화의 주원인 물질이며, 화석 연료 사용 억제가 대책입니다. 따라서 (가)는 지구 온난화입니다.
    2. 오존층 파괴의 원인 물질은 프레온 가스(CFCs)이며, 대체 물질 개발이 대책입니다. 따라서 (나)는 프레온 가스입니다.
    3. 광화학 스모그는 $NO_{x}$ 등이 원인이며, 자동차 배기가스를 정화하는 촉매 변환기 설치가 대책입니다. 따라서 (다)는 촉매 변환기 설치입니다.
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14. 다음의 성질을 모두 만족하는 고분자 화합물은?

(정답률: 알수없음)
  • 단위체가 한 종류이고, 첨가 중합체이며, 가수분해가 가능하다는 성질을 모두 만족하는 고분자는 폴리비닐아세테이트(PVA)입니다. 는 비닐아세테이트라는 한 종류의 단위체가 첨가 중합된 구조이며, 에스테르 결합을 가지고 있어 가수분해가 가능합니다.
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15. 그림은 포름알데히드(HCHO)와 관련된 반응을 나타낸 것이다.

탄소 화합물 A∼D에 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)
  • 포름알데히드($\text{HCHO}$)를 중심으로 한 반응 경로를 분석합니다.
    B $\xrightarrow{\text{산화}}$ $\text{HCHO}$ $\xrightarrow{\text{산화}}$ C 이므로, B는 메탄올($\text{CH}_{3}\text{OH}$), C는 폼산($\text{HCOOH}$)입니다. A는 이들의 가수분해 전구체인 메틸 포르메이트($\text{HCOOCH}_{3}$)이며, D는 페놀 수지 합성 원료인 페놀($\text{C}_{6}\text{H}_{5}\text{OH}$)입니다.
    ㄱ. A(에스테르)는 반응성이 낮으나 C(알데히드기 포함)는 은거울 반응을 하며, 문제의 맥락상 A가 포름알데히드 유도체로서 C와 함께 환원성을 띠는 것으로 판단합니다.
    ㄴ. B(메탄올)는 알코올이므로 금속 $\text{Na}$와 반응하여 $\text{H}_{2}$ 기체를 발생시킵니다.
    ㄷ. D(페놀)는 약산성을 띠므로 $\text{NaOH}$ 수용액과 중화 반응을 합니다.
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16. 다음은 계면 활성제를 구분하기 위한 기준과 세 가지 계면 활성제의 구조식을 나타낸 것이다.

(가)∼(다)에 해당하는 계면 활성제의 수로 옳은 것은? (순서대로 가, 나, 다)

  1. 1, 2, 1
  2. 1, 2, 2
  3. 2, 1, 1
  4. 2, 1, 2
  5. 2, 2, 1
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 구조식의 특성을 분석하여 기준에 대입합니다.
    구조식 1: $\text{R}-\text{SO}_{3}^{-} \text{Na}^{+}$ (음이온 계면 활성제)
    구조식 2: $\text{R}-\text{COO}^{-} \text{Na}^{+}$ (음이온 계면 활성제)
    구조식 3: $\text{R}-\text{N}^{+}(\text{CH}_{3})_{3} \text{Cl}^{-}$ (양이온 계면 활성제)
    (가) 염기성 수용액: 양이온 계면 활성제(구조식 3) $\rightarrow$ 1개
    (나) $\text{CaCl}_{2}$와 반응하여 거품 생성(침전 형성): 음이온 계면 활성제(구조식 1, 2) $\rightarrow$ 2개
    (다) 미셀이 음전하: 음이온 계면 활성제(구조식 1, 2) $\rightarrow$ 2개
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17. 그림은 원유의 정제를 통해 니트로벤젠을 얻는 과정을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 원유 정제 및 벤젠의 반응 경로를 분석합니다.
    ㄱ. 나프타는 원유를 분별 증류하여 얻는 중간 생성물이 맞습니다.
    ㄴ. (가) 과정은 나프타의 촉매 개질을 통해 사슬 모양 탄화수소를 고리 모양인 벤젠으로 만드는 과정입니다.
    ㄷ. (나) 과정은 벤젠에 니트로기($-\text{NO}_{2}$)가 도입되는 치환 반응이지 첨가 반응이 아닙니다.

    오답 노트
    ㄴ. 사슬 $\rightarrow$ 고리 방향임
    ㄷ. 치환 반응임
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18. 그림은 사슬 모양 탄화수소 A∼D의 탄소수와 각 탄화수소 한 분자가 완전 연소될 때 생성되는 H2O수를 나타낸 것이다.

탄화수소 A∼D에 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)
  • 탄소 수와 생성되는 $\text{H}_{2}\text{O}$ 수를 통해 탄화수소의 종류를 결정합니다. (탄소 수 $n$, $\text{H}_{2}\text{O}$ 수 $m$일 때 $\text{H}$ 원자 수는 $2m$개)
    A: $\text{C}_{2}\text{H}_{4}$ (에텐), B: $\text{C}_{2}\text{H}_{2}$ (에타인), C: $\text{C}_{3}\text{H}_{6}$ (프로펜), D: $\text{C}_{4}\text{H}_{8}$ (부텐)
    ㄱ. A와 D는 탄소-탄소 이중 결합을 가진 알켄으로 브롬수 탈색 반응을 합니다.
    ㄴ. B는 에타인이며, 이는 칼슘카바이드($\text{CaC}_{2}$)와 물의 반응으로 생성됩니다.
    ㄷ. C는 프로펜으로, 고리 모양의 구조 이성질체인 사이클로프로판이 존재합니다.
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19. 다음은 할로겐 원소의 반응성을 알아보기 위한 실험이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 실험 결과를 통해 할로겐 원소 $X_{2}$를 추론하면, $\text{AgNO}_{3}$와 반응하여 흰색 앙금을 형성하고 $\text{KI}$ 수용액을 청자색($\text{I}_{2}$ 생성)으로 변화시키며, $\text{NaY}$ 수용액과는 반응하지 않는 것으로 보아 $X_{2}$는 $\text{Cl}_{2}$입니다.
    ㄱ. $\text{Cl}_{2}$는 강력한 산화력으로 물을 소독하는 데 사용됩니다.
    ㄴ. (나) 반응에서 $\text{Cl}_{2}$가 $\text{I}^{-}$를 산화시켜 $\text{I}_{2}$를 생성하므로 요오드화 이온은 산화됩니다.
    ㄷ. $\text{Cl}_{2}$는 $\text{Br}^{-}$보다 반응성이 크므로 $\text{NaBr}$ 수용액과 반응하여 적갈색의 $\text{Br}_{2}$를 생성합니다.
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20. 다음은 일정한 온도에서 기체의 성질을 알아보기 위한 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 대기압은 1기압이고, 연결관의 부피와 피스톤의 마찰은 무시하며, 콕의 구멍 크기는 같다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 기체의 상태 방정식 $PV = nRT$를 이용하여 분자 수와 밀도를 비교하는 문제입니다.
    ㄱ. (가)에서 X와 Y의 부피가 $1\text{L}$로 같고 압력이 $1\text{atm}$으로 동일할 때, (나)에서 X는 $1\text{L} \rightarrow 2\text{L}$로 확장되어 $0.2\text{atm}$이 되었고, Y는 $1\text{L} \rightarrow 3\text{L}$로 확장되어 $0.2\text{atm}$이 되었습니다. 이는 X의 초기 분자 수가 Y보다 많았음을 의미하므로 X의 밀도가 더 큽니다.
    ㄴ. 온도가 일정하므로 평균 분자 운동 에너지는 기체의 종류와 관계없이 동일합니다.
    ㄷ. 분자 수 $n = PV/RT$ 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $n = \frac{PV}{RT}$
    ② [숫자 대입] $n_X = \frac{0.2 \times 1}{RT}, \quad n_Y = \frac{0.2 \times 3}{RT}$ (실린더 내부 잔류량 기준)
    ③ [최종 결과] $n_X : n_Y = 1 : 3$
    단, 전체 분자 수 비는 $P_1 V_1 = P_2 V_2$에 의해 $X$는 $1 \times 1 = 0.2 \times 2 \rightarrow 1/0.2 = 5$배, $Y$는 $1 \times 1 = 0.2 \times 3 \rightarrow 1/0.2 = 5$배가 아닌 실제 투입량 대비 잔류량 계산 시 $n_A : n_C = (0.2 \times 1) : (0.2 \times 1) = 1 : 1$이 아니라, (나) 상태의 전체 부피 대비 분배를 고려하면 $n_A : n_C = 4 : 3$이 도출됩니다.
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