수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2011-09-01)

수능(화학I)
(2011-09-01 기출문제)

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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)
  • 보기에서 "ㄱ, ㄴ"이 옳은 이유는 기체 A가 가장 많은 비율을 차지하고, 기체 B가 끓는점이 가장 높기 때문에 높은 온도에서 사용될 수 있으며, 기체 C가 가장 낮은 밀도를 가지기 때문에 가벼운 기체라는 것을 알 수 있기 때문입니다.
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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)
  • 정답은 "백열전구 필라멘트"이다. 이 금속은 높은 인장강도와 내식성, 전기전도성을 가지고 있어 비행기 동체, 고압 송전선, 음료수 캔, 주방용 포일 등에 이용되지만, 백열전구 필라멘트는 금속 대신 텅스텐을 사용하기 때문에 적절하지 않다.
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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)
  • 가와 나는 같은 열에 대해 다른 변형도를 가지고 있으며, 이는 수지의 물성이 다르기 때문이다. 따라서, (가)와 (나)는 서로 다른 종류의 수지를 모형으로 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은 "ㄱ, ㄴ"이다.
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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)
  • 보기에서 "ㄱ"은 물 분자가 얼음 안에서 주변 분자들과 수소 결합을 형성하여 일렬로 배열된 모습을 나타내고 있기 때문이다. "ㄷ"는 얼음 분자가 서로 교차하여 형성된 모습을 나타내고 있으며, "ㄱ, ㄴ"은 물과 얼음 분자가 혼합되어 있는 모습을 나타내고 있다. "ㄴ, ㄷ"는 얼음 분자가 서로 교차하여 형성된 모습과 주변 물 분자들이 얼음과 상호작용하는 모습을 나타내고 있으며, "ㄱ, ㄴ, ㄷ"는 물과 얼음 분자가 혼합되어 있는 모습에서 얼음 분자들이 서로 교차하여 형성된 모습도 함께 나타내고 있다.
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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)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄴ"인 이유는 다음과 같다.

    ㄱ. 온도가 높을수록 분자의 평균 운동 에너지가 증가하므로, 분자의 속도도 증가한다. 따라서 온도가 높을수록 확산 속도가 빨라진다.

    ㄴ. 분자의 질량이 가벼울수록 분자의 속도가 빠르므로, 질량이 가벼운 헬륨 분자의 확산 속도가 빠르다.
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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)
  • ① 광화학 스모그는 자동차와 공장 등에서 발생하는 유해물질이 태양광선과 반응하여 생성되는 것이다. 이 반응에서 NOx와 탄화수소가 포함된 유해물질이 생성되며, 이는 대기오염의 주요 원인 중 하나이다. 따라서 ㄱ은 틀린 설명이다.

    ② 오존층은 대기 중 상당량의 오존이 존재하는 층으로, 자외선을 흡수하여 지구상의 생명체를 보호하는 역할을 한다. 그러나 인간이 사용하는 냉매 등의 화학물질이 오존층을 파괴하는 반응을 일으키고 있으며, 이는 지구 환경 문제 중 하나이다. 따라서 ㄴ은 옳은 설명이다.

    따라서 정답은 "ㄴ, ㄷ"이다.
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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)
  • - ㄱ: (가)는 폴리스티렌 분자 모형으로, 폴리스티렌은 비극성 분자이므로 물과는 혼합되지 않고 기름과는 혼합된다.
    - ㄴ: (나)는 소량의 기름이 섞인 물이므로, 기름은 비극성 분자이므로 물과는 혼합되지 않고 상이 분리된다.
    - ㄷ: (다)는 소량의 물이 섞인 기름이므로, 물은 극성 분자이므로 기름과는 혼합되지 않고 상이 분리된다.
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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)
  • 보기에서 정답은 "ㄴ, ㄷ"이다.

    - "ㄴ"은 Na+와 Cl- 이온이 모두 용액에 존재하기 때문이다. NaOH는 강염기이므로 Na+와 OH- 이온으로 이루어져 있고, HCl은 강산이므로 H+와 Cl- 이온으로 이루어져 있다. 따라서 Na+와 Cl- 이온은 반응이 일어나지 않고 용액에 그대로 존재하게 된다.
    - "ㄷ"는 H+와 OH- 이온이 중화반응을 일으켜 H2O로 결합하기 때문이다. H+와 OH- 이온은 각각 HCl과 NaOH에서 나오게 되는데, 이 두 이온이 만나면 중화반응이 일어나서 H2O로 결합하게 된다. 따라서 용액에서는 H+와 OH- 이온이 모두 사라지고 H2O만 남게 된다.
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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)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ, ㄷ" 인 이유는 다음과 같다.

    - (ㄴ) 추의 질량을 증가시켜야 한다.
    - (ㄷ) 밀도가 큰 액체를 사용해야 한다.

    물의 밀도는 1 g/cm³ 이므로, 물 위에 떠 있는 추의 무게는 그 추의 부피와 같다. 따라서 추의 부피를 일정하게 유지하면 추의 무게는 물의 밀도에 비례하여 증가하게 된다. 따라서 (ㄴ)에서는 추의 부피를 일정하게 유지하면서 추의 질량을 증가시켜야 한다.

    또한, 물의 밀도가 작기 때문에 물 위에 떠 있는 추의 무게가 작아져서 측정이 어려워진다. 따라서 (ㄷ)에서는 밀도가 큰 액체를 사용하여 물 위에 떠 있는 추의 무게를 증가시켜야 한다. 이를 위해 보기에서는 글리세린을 사용하도록 안내하고 있다.
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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)
  • 보기에서 "ㄱ, ㄷ, ㄴ"은 탄소 원자의 수가 적은 순서대로 나열한 것이다. 즉, 가장 적은 탄소 원자를 가진 메탄부터 시작하여, 탄소 원자의 수가 하나씩 증가하는 순서로 나열한 것이다. 이는 탄소 원자의 수가 증가함에 따라 분자 구조와 성질이 변화하기 때문에, 탄소 원자의 수가 적은 순서대로 나열하여 분류한 것이다.
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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)
  • - 보기 ㄴ: A와 B는 각각 다른 고분자 화합물이므로 옳지 않다.
    - 보기 ㄷ: C는 A와 B의 합성물이 아니므로 옳지 않다.
    - 보기 ㄱ, ㄴ: A와 B는 각각 다른 고분자 화합물이며, 이들이 원유에서 분리되어 얻어진다는 것이 그림에서 나타나므로 옳다.
    - 보기 ㄱ, ㄷ: C는 A와 B의 합성물이 아니므로 옳지 않다.
    - 보기 ㄱ, ㄴ, ㄷ: C는 A와 B의 합성물이 아니므로 옳지 않다.
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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)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄴ" 인 이유는 다음과 같다.

    - 실험 결과로부터 X와 Y는 모두 가스 상태이며, 녹는점과 끓는점이 모두 낮다는 공통점을 알 수 있다. 이는 X와 Y가 모두 할로겐 원소인 F, Cl, Br, I 중 하나일 가능성을 높인다.
    - 그러나 X와 Y의 색이 다르다는 것은 두 원소가 서로 다른 원소일 가능성을 높인다. 따라서 X와 Y는 F와 Cl, 또는 Br와 I 중 하나일 가능성이 높다.
    - 또한 X와 Y의 반응성이 다르다는 것은 두 원소의 전자 구성이 다르다는 것을 시사한다. F와 Cl은 모두 7개의 전자를 가지고 있지만, Br와 I는 각각 7개와 7개 이상의 전자를 가지고 있다. 따라서 X와 Y가 Br와 I 중 하나일 가능성이 높다.
    - 따라서 X와 Y는 Br과 I 중 하나일 가능성이 높으며, 이를 확인하기 위해 브로민과 요오드의 실험 결과와 비교해보면, X와 Y의 색이 각각 노란색과 보라색이므로, X는 브로민(Br)이고 Y는 요오드(I)이다.
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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)
  • 보기에서 "ㄱ"은 A 지역의 물이 가열 후 생성된 앙금의 양이 가장 많기 때문에 옳은 설명이다. "ㄷ"는 C 지역의 물이 탄산나트륨을 가한 후 생성된 앙금의 양이 가장 많기 때문에 옳은 설명이다. 따라서 정답은 "ㄱ, ㄷ"이다.
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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)
  • 정답: "ㄴ, ㄷ"

    이 실험은 금속의 활동성을 비교하기 위한 것이다. 따라서 각 금속을 산화시켜서 그 활동성을 비교해야 한다. 이미 실험에서는 각 금속을 산화시키기 위해 염산을 사용했으므로, 추가 실험에서는 필요하지 않다. 하지만 실험 결과를 보면, 금속 D와 E는 반응하지 않았다. 이는 이 두 금속이 다른 금속들보다 활동성이 낮다는 것을 의미한다. 따라서 이 실험에서는 금속 D와 E를 비교 대상에서 제외해야 한다.
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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)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄷ" 인 이유는 다음과 같다.
    - 첫 번째 실험에서는 도금이 없는 용기와 도금이 있는 용기를 비교하여 철의 부식 정도를 비교하였다. 이를 통해 도금이 철의 부식을 막는 역할을 확인할 수 있었다. 따라서 도금 유무가 철의 부식에 영향을 미치는 요인 중 하나임을 알 수 있다. (ㄱ)
    - 세 번째 실험에서는 용기 내부에 물을 채우고 공기를 차단하여 철의 부식 정도를 비교하였다. 이를 통해 산소가 철의 부식에 영향을 미치는 요인 중 하나임을 알 수 있다. (ㄷ)
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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)
  • 가) A와 B의 pH 측정: 알코올은 약한 산성을 띄므로, A와 B의 pH 값은 서로 다를 것이다.

    나) A와 B의 끓는점 측정: A와 B는 서로 다른 화합물이므로 끓는점도 서로 다를 것이다.

    다) A와 B의 은거울 반응: 알코올은 산성성분과 함께 존재할 때 은이온을 환원시켜 은을 일으키는데, 이를 은거울 반응이라고 한다. 따라서 A와 B가 알코올인지 확인할 수 있다.

    따라서 정답은 "pH 측정, 끓는점 측정, 은거울 반응" 이다.
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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)
  • 보기에서 정답은 "ㄴ"이다. 이유는 두 금속 A와 B가 반응하여 생성된 이온의 수가 시간이 지남에 따라 변화하는 양상이 다르기 때문이다. 금속 A는 반응 초기에 빠르게 이온을 생성하지만 시간이 지남에 따라 생성 속도가 감소한다. 반면에 금속 B는 초기에는 생성 속도가 느리지만 시간이 지남에 따라 점점 더 많은 이온을 생성한다. 이러한 차이로 인해 두 금속의 반응속도와 반응 메커니즘이 다르다는 것을 알 수 있다.
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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)
  • 보기에서 "ㄱ"은 A와 B가 액체로 존재한다는 것이 옳은 설명이다. "ㄴ"은 C가 고체로 존재한다는 것이 옳은 설명이다. "ㄷ"는 그림에서 모든 지방산의 탄소 수가 18개이기 때문에 A, B, C 모두에 해당하는 설명이다. 따라서 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"이다.
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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)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ"인 이유는 (가)와 (나)의 그래프를 비교해보면, (가)에서 압력이 증가할수록 압력×부피 값이 감소하는 것과 (나)에서 온도가 증가할수록 밀도가 감소하는 것이 모두 일치하기 때문이다. 이는 기체의 상태방정식인 PV=nRT에서 압력과 부피, 밀도와 온도가 반비례 관계에 있기 때문이다. 따라서, (가)의 B, C, D 중에서도 (나)의 P, Q, R 중에서도 반비례 관계를 나타내는 것이 정답이 될 수 있다.
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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)
  • - 보기 "ㄱ": 염기 B는 양이온을 생성하므로, 용액에 존재하는 양이온 수가 증가하고 음이온 수는 변화하지 않는다. 따라서, 양이온 수와 음이온 수의 비가 증가하게 된다.
    - 보기 "ㄷ": 염기 B는 음이온을 생성하므로, 용액에 존재하는 음이온 수가 증가하고 양이온 수는 변화하지 않는다. 따라서, 양이온 수와 음이온 수의 비가 감소하게 된다.
    - 보기 "ㄴ": 염기 B를 조금씩 넣을 때, 양이온 수와 음이온 수의 비가 변화하는 것을 보면, 염기 B가 중화점 근처에서 반응을 시작한다는 것을 알 수 있다. 따라서, 중화점 근처에서는 양이온 수와 음이온 수의 비가 거의 변화하지 않는다.
    따라서, 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ" 이다.
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