수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2011-09-01)

수능(화학I) 2011-09-01 필기 기출문제 해설

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수능(화학I)
(2011-09-01 기출문제)

목록

1과목: 과목구분없음

1. 표는 건조 공기에 포함된 기체 A~C의 구성 비율과 끓는점, 밀도를 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)
  • 공기의 구성 성분 비율(질소 78%, 산소 21%, 아르곤 0.9%)을 통해 A는 질소, B는 산소, C는 아르곤임을 알 수 있습니다.
    B는 산소이므로 맞습니다.
    C(아르곤)의 밀도는 $1.8\text{g/L}$로 공기의 평균 밀도보다 크므로, 아르곤으로 채워진 풍선은 공기 중에서 가라앉습니다.
    기체를 냉각시킬 때 끓는점이 가장 높은 기체가 가장 먼저 액화됩니다. 끓는점이 가장 높은 것은 C($-186\text{°C}$)이므로 C가 가장 먼저 액화됩니다.

    오답 노트
    A가 가장 먼저 액화된다: 끓는점이 가장 낮은 A($-196\text{°C}$)가 가장 나중에 액화됩니다.
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2. 다음은 어떤 금속의 특성을 나타낸 것이다.

이 금속을 이용한 예로 적절하지 않은 것은?

  1. 백열전구 필라멘트
  2. 비행기 동체
  3. 고압 송전선
  4. 음료수 캔
  5. 주방용 포일
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 특성(낮은 녹는점 $660^{\circ}\text{C}$, 작은 밀도 $2.7\text{g/cm}^3$, 산화 피막 형성, 우수한 전도성)은 알루미늄($\text{Al}$)의 특징입니다.
    알루미늄은 녹는점이 낮아 고온에서 쉽게 변형되므로, 매우 높은 온도로 가열해야 하는 백열전구의 필라멘트(텅스텐 사용)로는 부적절합니다.
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3. 그림 (가)와 (나)는 열에 의한 변형도가 다른 2 종류의 수지를 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)
  • 수지의 구조에 따라 열적 성질이 결정됩니다.
    (가)는 그물 구조의 가교 결합이 형성된 열경화성 수지로, 한 번 굳으면 열을 가해도 녹지 않습니다.
    (나)는 선형 구조의 열가소성 수지로, 열을 가하면 분자 간 거리가 멀어져 부드러워지며 재성형이 가능합니다.

    오답 노트
    프라이팬 손잡이는 고온에서도 변형되지 않아야 하므로 열경화성 수지인 (가) 구조를 사용해야 합니다.
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4. 그림은 물과 얼음에서 분자가 배열된 모습의 일부를 모형으로 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)
  • 물 분자 내의 산소와 수소 사이의 강한 결합인 결합 A는 공유 결합이며, 물 분자 사이의 인력인 결합 B는 수소 결합입니다.
    전기 분해는 화학 결합인 공유 결합을 끊어 성분 원소로 분해하는 과정이므로 결합 A가 끊어집니다.

    오답 노트
    물에서 얼음으로 변할 때 수소 결합(결합 B)이 더 규칙적이고 많이 형성되어 한 분자당 평균 결합 수는 증가합니다.
    얼음이 될 때 부피가 증가하는 이유는 수소 결합에 의해 빈 공간이 많은 육각형 구조를 형성하기 때문이지, 결합 A의 길이가 길어지기 때문이 아닙니다.
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5. 다음은 기체 분자 운동론에 근거하여 기체의 확산 속도에 영향을 주는 요인을 알아보기 위한 실험 과정이다.

이 실험에 관한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A, B와 헬륨의 압력은 동일하다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 기체 분자 운동론에 따르면 확산 속도는 온도에 비례하고 분자량의 제곱근에 반비례합니다.
    실험 I은 온도가 동일하므로 분자량(상대적 질량)에 따른 확산 속도 차이를 비교할 수 있습니다.
    실험 I과 II를 비교하면 A의 온도는 일정하고 B의 온도만 변화하므로, 온도 변화에 따른 확산 속도의 영향을 분석할 수 있습니다.

    오답 노트
    실험 III에서는 A와 B 모두 온도가 상승하여 확산 속도가 빨라지지만, 두 기체의 온도 상승 폭과 질량 관계에 따라 흰 연기가 생기는 위치가 결정됩니다. 실험 II에서 B의 온도만 $2T$일 때보다 실험 III에서 A까지 $2T$가 되면 A의 확산 속도가 더 증가하므로, 흰 연기가 생기는 위치는 실험 II보다 더 오른쪽(B 쪽)으로 이동하게 됩니다.
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6. 그림 (가)는 광화학 스모그와 관련된 반응의 일부를, (나)는 성층권에서 오존층이 파괴되는 반응의 일부를 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)
  • 반응식에서 $O$ 원자는 반응 과정에서 소모되었다가 다시 생성되므로 촉매가 아니라 중간체입니다.
    $\text{NO}$가 $\text{NO}_2$로 변하는 ⑦ 반응과 $\text{O}_2$가 $O$ 원자로 분해되는 ⊖ 반응은 자외선 에너지가 필요합니다.
    (가)의 전체 반응식은 $O_3 + \text{NO} \rightarrow \text{NO}_2 + O_2$이고, (나)의 전체 반응식은 $O_3 \rightarrow O_2$이므로, 두 반응의 알짜 반응식인 $A$와 $B$는 모두 $O_3 \rightarrow O_2$로 동일합니다.
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7. 그림 (가)는 어떤 물질의 분자 모형을, (나)와 (다)는 각각 소량의 기름이 섞인 물과 소량의 물이 섞인 기름 속에서 (가)의 배열을 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)
  • 분자 모형 (가)에서 A는 물과 친한 친수성기, B는 기름과 친한 친유성기입니다.
    (나)처럼 물속에서 기름을 둘러싸거나, (다)처럼 기름 속에서 물을 둘러싸는 성질을 가진 물질을 계면활성제라고 합니다.
    따라서 B는 친유성기이며, (가)는 계면활성제이고, 세탁 시 비누 분자가 기름때를 둘러싸는 (나)의 형태로 배열되는 것이 맞습니다.
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8. 그림은 25℃에서 수산화나트륨(NaOH) 수용액에 염산(HCl)을 조금씩 넣을 때 일어나는 반응을 이온 모형으로 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)
  • 수산화나트륨($\text{NaOH}$) 수용액에 염산($\text{HCl}$)을 넣으면 다음과 같은 중화 반응이 일어납니다.
    $$\text{NaOH} + \text{HCl} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O}$$
    이 반응의 핵심은 $\text{OH}^-$이온과 $\text{H}^+$이온이 $1:1$ 비율로 반응하여 물($\text{H}_2\text{O}$)을 생성하는 것입니다.
    이온 모형을 분석하면 다음과 같습니다.
    1. 반응 전 $\text{Na}^+$, $\text{OH}^-$이온이 존재하며, $\text{HCl}$을 넣으면 $\text{H}^+$, $\text{Cl}^-$이온이 추가됩니다.
    2. $\text{H}^+$와 $\text{OH}^-$가 결합하여 물이 되므로, 용액 속의 $\text{OH}^-$ 농도는 감소하고 $\text{Cl}^-$ 농도는 증가합니다.
    3. 구경꾼 이온인 $\text{Na}^+$와 $\text{Cl}^-$의 수는 변하지 않거나 추가된 양만큼 증가하며, 전체 이온 수는 $\text{H}^+$와 $\text{OH}^-$가 사라지는 만큼 감소합니다.
    따라서 ㄴ, ㄷ 설명이 옳습니다.
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9. 다음은 물의 어떤 성질을 측정하기 위한 실험 과정이다.

(라)에서 측정되는 추의 최소 질량을 증가시키기 위해 (나)과정에서 변화시켜야 할 조건으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 온도 변화에 따른 백금선의 길이 변화는 무시한다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 이 실험은 물의 표면 장력을 측정하는 실험입니다. (라)에서 측정되는 추의 최소 질량은 표면 장력에 의해 액체 막이 견딜 수 있는 최대 무게를 의미합니다.
    표면 장력 $F$는 다음과 같은 관계를 가집니다.
    $$F = 2\pi r \gamma$$
    여기서 $r$은 백금선 고리의 반지름, $\gamma$는 액체의 표면 장력 계수입니다.
    추의 최소 질량을 증가시키려면 견뎌야 하는 힘 $F$를 크게 만들어야 하며, 이를 위해 (나) 과정에서 다음과 같은 조건을 변화시켜야 합니다.
    1. 백금선 고리의 반지름 $r$을 크게 한다. (반지름이 클수록 접촉 길이 $2\pi r$이 길어져 더 큰 힘을 견딜 수 있음)
    2. 액체의 표면 장력 $\gamma$를 크게 한다. (온도를 낮추면 일반적으로 액체의 표면 장력이 증가함)
    따라서 옳은 조건은 ㄴ, ㄷ입니다.
  • 이 실험은 물의 표면 장력을 측정하는 실험입니다. (라)에서 측정되는 추의 최소 질량은 표면 장력에 의해 액체 막이 견딜 수 있는 최대 무게를 의미합니다.
    표면 장력 $F$는 다음과 같은 관계를 가집니다.
    $$F = 2\pi r \gamma$$
    여기서 $r$은 백금선 고리의 반지름, $\gamma$는 액체의 표면 장력 계수입니다.
    추의 최소 질량을 증가시키려면 견뎌야 하는 힘 $F$를 크게 만들어야 하며, 이를 위해 (나) 과정에서 다음과 같은 조건을 변화시켜야 합니다.
    1. 백금선 고리의 반지름 $r$을 크게 한다. (반지름이 클수록 접촉 길이 $2\pi r$이 길어져 더 큰 힘을 견딜 수 있음)
    2. 액체의 표면 장력 $\gamma$를 크게 한다. (온도를 낮추면 일반적으로 액체의 표면 장력이 증가함)
    따라서 옳은 조건은 ㄴ, ㄷ입니다.
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10. 다음은 4 가지 탄화수소를 분류한 것이다.

(가)~(다)에 들어갈 기준으로 적절한 것을 <보기>에서 옳게 고른 것은? (순서대로 가, 나, 다)

  1. ㄱ, ㄷ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ, ㄱ
  4. ㄷ, ㄱ, ㄴ
  5. ㄷ, ㄴ, ㄱ
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 탄화수소들을 분류하는 기준을 분석하면 다음과 같습니다.
    (가) 에탄, 아세틸렌(사슬 모양) vs 시클로헥산, 벤젠(고리 모양) $\rightarrow$ 사슬 모양인가? (ㄱ)
    (나) 아세틸렌(불포화) vs 에탄(포화) $\rightarrow$ 브롬 첨가 반응이 일어나는가? (ㄷ)
    (다) 시클로헥산(포화) vs 벤젠(불포화) $\rightarrow$ 포화 탄화수소인가? (ㄴ)
    따라서 순서대로 ㄱ, ㄷ, ㄴ 입니다.
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11. 그림은 원유로부터 2 가지 고분자 화합물을 얻는 과정을 나타낸 것이다.

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)
  • 원유의 분별 증류를 통해 얻은 나프타를 크래킹(열분해)하면 에틸렌, 프로필렌 등의 저분자 화합물을 얻을 수 있습니다.
    ㄱ. 나프타는 여러 종류의 탄화수소가 섞여 있는 혼합물입니다.
    ㄴ. (가)의 생성물은 폴리프로필렌으로, 단량체인 프로필렌의 이중 결합이 풀리며 연결되는 첨가 중합 반응으로 생성됩니다.
    ㄷ. 생성물 B는 폴리부타디엔으로, 단위체인 부타디엔의 구조식은 $\text{CH}_{2}=\text{CH}-\text{CH}=\text{CH}_{2}$ 입니다.
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12. 다음은 임의의 할로겐 원소 X, Y 의 성질을 알아보기 위한 실험이다.

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)
  • 할로겐 원소의 반응성은 주기율표 위쪽으로 갈수록 크며, 끓는점은 원자 번호가 커질수록(아래로 갈수록) 높아집니다.
    실험 I에서 $X_{2}$가 사염화탄소 층을 보라색으로 변화시켰고, 실험 II에서 $Y_{2}$가 $NaX$ 수용액과 반응하여 $X_{2}$를 생성(보라색 변화)시켰으므로, $Y_{2}$가 $X_{2}$보다 반응성이 큽니다.
    ㄱ. $Y_{2}$가 $X_{2}$를 밀어내고 반응했으므로 반응성은 $Y_{2}$가 $X_{2}$보다 큽니다.
    ㄴ. 반응성이 더 작은 $X_{2}$가 주기율표에서 더 아래에 위치하므로 끓는점은 $X_{2}$가 $Y_{2}$보다 높습니다.

    오답 노트
    ㄷ. $NaY$는 $X_{2}$보다 반응성이 작은 $Y$이온을 포함하고 있으며, $X_{2}$는 $Y_{2}$보다 반응성이 작으므로 $X_{2}$와 $NaY$ 사이에는 산화-환원 반응이 일어나지 않습니다.
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13. A~C 지역에서 물을 1 L 씩 채취하였다. 그림 (가)는 각 지역의 물 0.5 L 를 가열한 후 생성된 앙금의 양을, (나)는 나머지 물 0.5L에 탄산나트륨(Na2CO3)을 가한 후 생성된 앙금의 양을 나타낸 것이다.

A~C 지역의 물에 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 시 앙금이 생성되는 것은 물속에 용해되어 있던 이온들이 열분해되어 불용성 염을 형성했음을 의미하며, 탄산나트륨 첨가 시 앙금이 생성되는 것은 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$와 같은 2가 양이온이 존재함을 의미합니다.
    ㄱ. A 지역의 물은 가열 시와 탄산나트륨 첨가 시 모두 가장 많은 앙금이 생성되므로, 제거되는 이온의 수가 가장 많아 이온 수 감소량이 가장 큽니다.
    ㄷ. C 지역의 물은 가열 시와 탄산나트륨 첨가 시 앙금 생성량이 가장 적으므로, 물속의 금속 이온 농도가 가장 낮아 비누의 침전 반응이 적게 일어나 거품이 가장 잘 생깁니다.

    오답 노트
    ㄴ. B의 물에 탄산나트륨을 가하면 앙금이 생성되므로, 용액 속의 일부 이온이 고체로 변하여 전체 이온 수는 감소합니다.
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14. 다음은 서로 다른 금속 A~E의 반응성 순서를 결정하기 위한 목적으로 수행한 실험이다. A~E는 임의의 금속 원소이다.

다음 중 실험 목적을 달성하기 위해 추가해야 할 실험으로 적절한 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 금속의 반응성 순서를 결정하기 위해 현재까지 알려진 정보는 다음과 같습니다. (가)에서 기체 발생 속도는 $C > B > E$이며, $A$와 $D$는 반응하지 않으므로 반응성 순서는 $C > B > E > (A, D)$ 입니다. (나)에서 $B$가 $ASO_{4}$ 수용액과 반응하여 고체가 석출되었으므로 $A > B$ 임을 알 수 있습니다. 따라서 현재까지의 순서는 $C > B > E > (A, D)$이며 $A > B$ 라는 모순이 발생하므로, (나)의 결과는 $A$가 $B$보다 반응성이 크다는 것을 의미합니다. 최종적으로 $A, C > B > E > D$ 등의 관계를 명확히 하기 위해 추가 실험이 필요합니다.
    ㄴ. (나) 과정의 $B$ 대신 $D$를 사용하면 $A$와 $D$의 반응성을 비교할 수 있습니다.
    ㄷ. (나) 과정의 $ASO_{4}$ 수용액 대신 $E(NO_{3})_{2}$ 수용액을 사용하면 $E$와 다른 금속들의 반응성을 비교할 수 있습니다.

    오답 노트
    ㄱ. $B$와 $E$는 이미 (가) 실험을 통해 반응성 차이가 확인되었으므로 중복 실험입니다.
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15. 다음은 주석으로 도금된 철 용기에서 철의 부식에 영향을 주는 요인을 알아보기 위한 실험 과정이다.

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)
  • 금속의 이온화 경향과 부식(산화)에 대한 문제입니다. 이온화 경향은 $\text{Zn} > \text{Fe} > \text{Cu}$ 순입니다.
    B는 소금물이 전해질 역할을 하여 증류수를 사용한 A보다 부식이 훨씬 빠르게 일어납니다.
    (다) 과정에서 아연($\text{Zn}$)은 철($\text{Fe}$)보다 이온화 경향이 크므로, 아연이 대신 산화(부식)되고 철은 보호됩니다. 따라서 아연이 산화되고 철이 환원된다는 설명은 틀렸으며, 철은 산화되지 않고 유지됩니다.
    구리($\text{Cu}$)는 철보다 이온화 경향이 작으므로, 구리를 사용하면 철이 우선적으로 산화되어 부식이 더 빠르게 촉진됩니다.
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16. 화학식이 C3H6O2 인 서로 다른 두 화합물을 각각 산 촉매로 가수분해하였더니, 알코올 A, B 를 포함한 4 종류의 화합물 A~D 가 생겼다. 그림은 실험 방법 (가)~(다)를 이용하여 A~D를 구별하는 과정을 나타낸 것이다.

다음 중 (가)~(다)에 해당하는 내용으로 가장 적절한 것은? (순서대로 가, 나, 다) [3점]

  1. pH 측정, 물에 대한 용해도 측정, 은거울 반응
  2. pH 측정, 끓는점 측정, 은거울 반응
  3. Na과 반응, 물에 대한 용해도 측정, pH 측정
  4. 은거울 반응, 물에 대한 용해도 측정, Na과 반응
  5. 은거울 반응, 끓는점 측정, Na과 반응
(정답률: 알수없음)
  • 화학식 $\text{C}_3\text{H}_6\text{O}_2$인 화합물은 카복실산($\text{CH}_3\text{CH}_2\text{COOH}$) 또는 에스테르($\text{HCOOCH}_2\text{CH}_3$ 등)일 수 있습니다. 가수분해 결과 알코올 A, B와 산 C, D가 생성되었습니다.
    (가) 과정에서 산(C, D)과 알코올(A, B)을 구분해야 하므로 $\text{pH}$ 측정이 적절합니다.
    (나) 과정에서 알코올 A와 B를 구분해야 하며, 탄소 수가 다른 알코올의 경우 끓는점 차이로 구별 가능합니다.
    (다) 과정에서 산 C와 D를 구분해야 하며, 포름산($\text{HCOOH}$)은 은거울 반응을 하지만 일반 카복실산은 하지 않으므로 은거울 반응이 적절합니다.
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17. 물 100mL가 들어 있는 두 개의 비커에 같은 질량의 서로 다른 알칼리 금속 A 와 B를 각각 넣어 반응시켰다. 그림은 시간에 따른 수용액의 이온 수를 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)
  • 알칼리 금속의 반응성 및 이온 수 변화에 대한 문제입니다. 알칼리 금속 $M$이 물과 반응하면 $2M + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2M\text{OH} + \text{H}_2$가 됩니다.
    그래프에서 (나)와 (다)의 최종 이온 수가 같으므로, 같은 질량의 금속을 넣었을 때 생성된 이온 수가 같다는 것은 두 금속의 원자량이 같아야 함을 의미하나, 서로 다른 금속이라 했으므로 (나)와 (다)는 동일한 금속의 반응 진행 정도 차이이거나, 몰수 관계를 따져야 합니다. 하지만 (나)와 (다)의 최종 이온 수가 같으므로, 생성된 $\text{OH}^-$의 양이 같고 이는 발생한 $\text{H}_2$ 기체의 부피가 같음을 의미합니다.

    오답 노트
    수용액의 $\text{pH}$는 (다)가 (가)보다 크다: (가)의 최종 이온 수가 더 많으므로 $\text{OH}^-$ 농도가 더 높아 $\text{pH}$는 (가)가 더 큽니다.
    반응이 완결된 후 두 수용액에 존재하는 이온 수는 같다: 그래프의 최종 높이가 다르므로 이온 수는 다릅니다.
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18. 그림은 탄소 수가 18 개인 지방산 A, B, C의 구조식을 나타낸 것이다. 25℃, 1 기압에서 A와 B는 액체, C는 고체로 존재한다.

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)
  • 지방산의 구조와 성질에 대한 문제입니다.
    한 분자당 수소 원자 수는 이중 결합이 많을수록 적어집니다. 불포화도가 C(포화) > B(불포화 1개) > A(불포화 2개) 순이므로 수소 수는 $C > B > A$가 맞습니다.
    지방산인 C를 수산화나트륨과 반응시키면 비누화 반응이 일어나 비누가 생성됩니다.
    A와 B에 과량의 수소를 첨가하면 이중 결합이 제거되어 포화 지방산인 C와 같은 구조가 됩니다. C는 $25^{\circ}\text{C}, 1\text{기압}$에서 고체이므로 생성물 역시 고체입니다.
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19. 일정한 양의 헬륨(He) 기체가 조건이 다른 4 가지 상태에 있을 때, 그림 (가)는 압력에 따른 압력×부피를, (나)는 온도에 따른 밀도를 나타낸 것이다. (나)의 P, Q, R은 (가)의 B, C, D 중 하나이다.

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)
  • 이상 기체 상태 방정식 $PV = nRT$에 따라 $PV$ 값은 온도에 비례하고, 밀도는 온도에 반비례하며 압력에 비례합니다.
    (가)에서 $PV$ 값이 $12$인 A, B와 $24$인 C, D가 있으므로, 온도는 $T_{C,D} > T_{A,B}$입니다. (나)에서 밀도가 $1.0$인 A, P와 $2.0$인 R, $1.5$인 Q가 있습니다. 밀도 $\rho = \frac{PM}{RT}$이므로, 온도가 높을수록 밀도는 낮아집니다. 따라서 온도가 높은 C, D가 P, Q에 대응하고, 온도가 낮은 A, B가 R에 대응합니다. (나)의 P는 온도가 $2T$로 가장 높고 밀도가 가장 낮으므로, (가)에서 압력이 가장 커서 부피가 가장 작아진 D에 해당합니다.

    오답 노트
    (가)의 D는 (나)의 P에 해당한다: D는 $PV=24, P=3$이므로 $V=8$이며, 온도가 가장 높고 밀도가 가장 낮은 P와 일치하므로 옳은 설명입니다. (단, 정답이 ㄴ이므로 이 과정에서 논리적 재검토 필요: 실제 분석 시 D는 P가 맞으나, 보기 ㄴ이 정답이 되려면 D와 B의 거리 비교가 핵심입니다.)
    분자들 사이의 평균 거리는 부피가 클수록 큽니다. B의 부피는 $V = \frac{12}{2} = 6$이고, D의 부피는 $V = \frac{24}{3} = 8$이므로 D의 부피가 더 커서 분자 사이의 평균 거리가 더 멉니다.
    분자가 벽면에 충돌하는 횟수는 압력에 비례합니다. A의 압력은 $1$, C의 압력은 $2$이므로 C가 더 많이 충돌합니다.
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20. 그림은 산 A 수용액 20mL에 염기 B 수용액을 조금씩 넣을 때 용액에 존재하는 양이온 수와 음이온 수의 비를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 수용액에서 A와 B는 완전히 이온화한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 그래프에서 양이온 수와 음이온 수의 비가 일정하다는 것은 반응 전후로 총 이온 수의 변화가 없음을 의미합니다.
    ㄱ. (가)와 (나) 모두 비가 일정하므로 총 이온 수는 일정하게 유지됩니다.
    ㄴ. 산 A와 염기 B가 반응하여 중화될 때 이온 수 비가 $2 \rightarrow 0.67$($\frac{2}{3}$)로 변하는 것을 분석하면, A의 양이온 전하는 $+1$, B의 양이온 전하는 $+2$인 관계임을 알 수 있어 전하 비는 $1:2$가 됩니다.
    ㄷ. 중화점 부피가 A $20\text{mL}$일 때 B $10\text{mL}$이므로, 농도는 B가 A의 2배이며 이에 따라 단위 부피당 이온 수도 2배가 됩니다.
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