수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2012-04-10)

수능(화학I)
(2012-04-10 기출문제)

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1. 그림은 커피가 들어 있는 종이컵 안쪽의 접합 부분에서 커피가 더 많이 올라간 모습을 나타낸 것이다.

이와 관련된 물의 성질로 가장 잘 설명할 수 있는 현상은?

  1. 모닥불에 물을 뿌리면 불이 꺼진다.
  2. 겨울철 강물은 표면부터 얼기 시작한다.
  3. 물 표면에 스펀지를 갖다 대면 물이 스며든다.
  4. 뜨거운 식용유에 물이 떨어지면 물과 식용유가 튄다.
  5. 해안 지방에서 낮에는 해풍이 불고 밤에는 육풍이 분다.
(정답률: 알수없음)
  • 이 현상은 표면장력(surface tension)과 관련된다. 물 분자는 서로 인력을 가지고 붙어있기 때문에 표면에 있는 분자들은 주변 분자들과만 인력을 공유하게 된다. 따라서 표면 분자들은 주변 분자들보다 더 많은 인력을 받게 되어 물 표면이 끌리는 현상이 발생한다. 이 때문에 종이컵 안쪽의 접합 부분에서 표면장력이 더 강해져서 커피가 더 많이 올라가게 된다.

    "물 표면에 스펀지를 갖다 대면 물이 스며든다."의 이유는 스펀지 내부의 공간이 물 분자들로 가득 차서 표면장력이 작용하는 것이 아니라, 스펀지 내부의 공간에 물 분자들이 쉽게 스며들기 때문이다.
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2. 그림은 물의 소독 방법인 염소, 오존, 자외선 소독을 잔류 효과와 비용에 따라 (가)와 (나)로 분류하여 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)
  • - (ㄴ)은 염소와 오존에 비해 자외선 소독이 잔류 효과가 높기 때문에 선택할 수 있는 옵션이다.
    - (ㄷ)는 염소와 오존에 비해 자외선 소독이 비용이 적게 들기 때문에 선택할 수 있는 옵션이다.
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3. 다음과 같은 성질을 가진 기체가 발생하는 실험이 아닌 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "" 이다. 이 실험은 기체의 압력과 부피 간의 관계를 연구하는 실험이다. 다른 보기들은 모두 이와 관련된 실험이다. ""은 기체의 압력과 온도 간의 관계를 연구하는 실험이고, ""은 기체의 부피와 온도 간의 관계를 연구하는 실험이다. ""와 ""는 기체의 압력과 부피 간의 관계를 연구하는 실험이다.
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4. 다음은 어떤 환경 오염 현상이 식물에 미치는 영향에 대한 설명이다.

이와 가장 관련이 깊은 환경 오염 현상은?

  1. 산성비
  2. 중금속 오염
  3. 지구 온난화
  4. 오존층 파괴
  5. 광화학 스모그
(정답률: 알수없음)
  • 정답: 산성비

    설명: 산성비는 대기 중 이산화황(SO2)과 이산화질소(NO2) 등의 화학물질이 물과 반응하여 생성되는 산성 물질이 비로 내리는 현상을 말한다. 이러한 산성물질은 식물의 잎이나 껍질을 부식하여 식물의 성장을 저해하거나 죽음으로 이어질 수 있다. 따라서 산성비는 식물에게 매우 위험한 환경 오염 현상이다.
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5. 그림 (가)는 탄소와 철의 합금 모형을 나타낸 것이고, (나)는 탄소 함유량(%)이 서로 다른 철의 합금 A~C가 충격에 끊어지지 않고 견디는 정도를 온도에 따라 나타낸 것이다.

A~C에 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 "ㄱ, ㄴ"인 이유는 다음과 같다.

    - A~C 합금 중에서 탄소 함유량이 가장 높은 것은 C이다. 따라서 C는 다른 합금에 비해 더 단단하고 강한 성질을 가지고 있다. 이는 그림 (가)에서도 확인할 수 있다.
    - 그림 (나)에서는 온도가 낮을수록 합금의 견디는 정도가 높아지는 것을 볼 수 있다. 이는 일반적으로 금속 재료의 특성 중 하나로, 온도가 낮을수록 분자간 결합이 강해지기 때문이다. 따라서 A~C 합금 중에서는 온도가 낮을수록 더 강한 성질을 가진다.

    따라서 A~C 합금 중에서는 C가 가장 단단하고 강한 성질을 가지며, 온도가 낮을수록 더 강한 성질을 가진다는 것이 정답인 "ㄱ, ㄴ"이다.
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6. 그림 (가)와 같이 동일한 부피의 용기에 연결된 두 개의 실린더에 서로 반응하지 않는 기체 X와 Y를 각각 넣은 후, 콕 a와 b를 동시에 열었다가 닫았더니 (나)와 같이 되었다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기 "ㄱ"이 옳다. 용기와 실린더의 부피가 동일하므로 기체 X와 Y의 압력은 같다. 따라서 콕 a와 b를 열었을 때, X와 Y는 서로 압력이 같은 상태에서 서로 이동하게 되어 (나)와 같은 상태가 된다. 이때, X와 Y의 질량이 같다면 (나)의 높이도 같을 것이지만, X와 Y의 질량이 다르다면 (나)의 높이는 X와 Y의 질량 비율에 따라 달라질 것이다. 따라서 (나)의 높이는 X와 Y의 질량과 관련이 있으므로 보기 "ㄴ"과 "ㄷ"는 옳지 않다.
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7. 다음은 물의 성질을 알아보기 위한 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 물과 액체 A의 굴절률과 한 방울의 부피는 같다.) [3점]

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

    1. 물은 광도가 높은 물질이기 때문에, 빛이 물에 들어오면 굴절되어 액체 A보다 더 큰 각도로 굴절된다. 이로 인해 빛이 물과 액체 A의 경계면에서 반사되어 빛의 경로가 바뀌게 된다.
    2. 물과 액체 A의 굴절률과 한 방울의 부피는 같기 때문에, 물과 액체 A의 경계면에서 빛이 반사될 때, 반사된 빛의 양은 물과 액체 A에서 동일하다.
    3. 따라서, 빛이 물과 액체 A의 경계면에서 반사되어 빛의 경로가 바뀌면서, 빛의 양은 일정하게 유지되므로, 물과 액체 A의 경계면에서 반사된 빛의 양은 동일하다.
    4. 이에 따라, 물과 액체 A의 경계면에서 반사된 빛이 모여서 형성되는 이미지는 물과 액체 A의 경계면과 동일한 위치에 있게 된다.
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8. 다음은 수용액의 반응을 알아보기 위한 실험이다.

이 반응에 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 "ㄴ"인 이유는 수용액에 NaOH와 HCl 두 가지 강산과 강염기를 모두 넣었을 때 pH가 7에 가까워지는 것으로부터, NaOH와 HCl의 중화반응이 일어나서 물과 염이 생성되기 때문이다. 따라서 NaOH와 HCl 두 가지 모두 존재할 때 중화반응이 일어나므로 "ㄴ"이 정답이다.
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9. 표는 3가지 금속 제품과 만드는 데 사용된 주요 금속 재료를 나타낸 것이다.

금속 A~D에 해당하지 않는 것은?

  1. Al
  2. Cu
  3. Fe
  4. Mg
  5. Zn
(정답률: 알수없음)
  • 표에서 주요 금속 재료로 나열된 것은 "Al", "Cu", "Fe", "Zn" 이다. 따라서, "Mg"는 해당하지 않는 금속이다.
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10. 그림은 같은 온도의 기체 A∼C에 대한 압력과 분자 수를 나타낸 것이다.

A∼C에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A, B, C 분자의 상대적 질량비는 1 : 2 : 3이다.) [3점]

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

    - A에서 C로 갈수록 온도가 상승하고, 이에 따라 분자의 평균 운동 에너지가 증가한다.
    - 분자의 평균 운동 에너지가 증가하면 압력도 증가한다. 따라서 A에서 C로 갈수록 압력이 증가한다.
    - 분자의 수는 상대적 질량비에 따라 A < B < C 순으로 증가한다.
    - 따라서 A에서 C로 갈수록 온도와 압력이 증가하고, 분자의 수도 증가하므로 보기에서 "ㄴ, ㄷ"가 정답이다.
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11. 다음은 할로겐의 반응성을 알아보기 위한 실험이다.

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

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 ㄱ과 ㄷ이 옳은 이유는 다음과 같다.
    - ㄱ: X, Y, Z 모두 할로겐인데, Cl, Br, I의 원자 반지름이 각각 커지기 때문에, Cl2, Br2, I2의 광활한 분자 구조에서 각각의 원자들이 서로 멀리 떨어져 있게 된다. 따라서, Cl2, Br2, I2의 반응성은 각각 감소하는 경향을 보인다.
    - ㄷ: Cl2, Br2, I2의 광활한 분자 구조에서, 각각의 원자들이 서로 멀리 떨어져 있기 때문에, 이들은 비교적 반응성이 낮다. 그러나, Cl2와 Br2, Br2와 I2, Cl2와 I2는 각각 서로 비슷한 크기의 원자들이 모여 있는 분자 구조를 가지고 있기 때문에, 이들은 서로 반응성이 높다. 따라서, Cl2와 Br2, Br2와 I2, Cl2와 I2는 각각 서로 반응하여 색이 변하는 것을 볼 수 있다.
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12. 그림은 3가지 고분자 화합물의 구조식을 나타낸 것이다.

이 고분자 화합물들의 공통점이 아닌 것은?

  1. 열가소성이다.
  2. 가수 분해된다.
  3. 사슬 구조이다.
  4. 축합 중합체이다.
  5. 단위체가 두 종류이다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "단위체가 두 종류이다." 이다. 이유는 세 고분자 화합물 모두 사슬 구조이며, 축합 중합체이며, 열가소성이다. 또한 가수 분해되지 않는다. 하지만 단위체가 두 종류이기 때문에 공통점이 아니다. 첫 번째 고분자 화합물은 폴리에틸렌으로 단위체가 에틸렌이고, 두 번째 고분자 화합물은 폴리스티렌으로 단위체가 스티렌이고, 세 번째 고분자 화합물은 폴리비닐클로라이드로 단위체가 비닐클로라이드이다.
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13. 그림은 포름알데히드(HCHO)와 관련된 반응을 나타낸 것이다.

A~C에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

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

    - A: 포름알데히드와 수산화나트륨(NaOH)가 반응하여 메틸알코올(CH3OH)과 나트륨포름에히옥시드(NaCHO2)를 생성한다. 이는 포름알데히드의 가수분해 반응이다.
    - B: 포름알데히드와 수산화칼륨(KOH)가 반응하여 포르말린(P2O5)을 생성한다. 이는 포름알데히드의 산화반응이다.
    - C: 포름알데히드와 수산화칼륨(KOH)가 반응하여 포르말린(P2O5)을 생성하고, 이어서 포르말린이 물과 반응하여 인산(H3PO4)을 생성한다. 이는 포름알데히드의 산화반응과 포르말린의 가수분해 반응이 결합한 것이다.

    따라서, A는 포름알데히드의 가수분해 반응을 나타내고, B와 C는 포름알데히드의 산화반응을 나타낸다. 이 중에서도 C는 포르말린의 가수분해 반응까지 포함하고 있으므로, 정답은 "ㄱ, ㄴ"이다.
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14. 다음은 금속과 산의 반응을 알아보기 위한 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 금속 A와 B의 이온은 각각 +2가와 +3가이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ, ㄷ"가 정답이다. 이는 금속 A가 화학적으로 더 활발하고, 산화되기 쉬운 금속이기 때문에 산과 반응하여 가장 먼저 수소를 방출하고, 금속 B는 A보다 화학적으로 덜 활발하고, 산화되기 어려운 금속이기 때문에 산과 반응하여 수소를 방출하는 것이 더 어렵기 때문이다. 따라서, 금속 A는 진한 산과 반응하여 먼저 수소를 방출하고, 금속 B는 더 약한 산과 반응하여 수소를 방출한다.
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15. 그림은 몇 가지 탄소 화합물을 어떤 기준 (가)∼(다)에 따라 분류 하는 과정을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄷ, ㄴ
  3. ㄴ, ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ, ㄱ
  5. ㄷ, ㄱ, ㄴ
(정답률: 알수없음)
  • <보기>에서 (가)는 탄소 원자 수에 따라 분류한 것이고, (나)는 분자 내에 산소 원자가 있는지 여부에 따라 분류한 것이며, (다)는 분자 내에 산소 원자가 있는 경우에는 산소 원자 수에 따라, 없는 경우에는 탄소 원자 수에 따라 분류한 것이다.

    정답이 "ㄱ, ㄷ, ㄴ"인 이유는, (가)에서는 탄소 원자 수에 따라 분류하고, (다)에서는 산소 원자 수에 따라 분류하기 때문에, 이 두 가지 기준을 모두 고려한 (ㄱ)과 (ㄷ)가 정답이 되고, (ㄴ)은 (나)에서 분류한 것과는 관련이 없는 기준이기 때문이다.
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16. 그림은 아세틸렌(C2H2)의 첨가 반응을 나타낸 것이다.

반응 (가) ~ (다)에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 각 반응은 한 분자씩만 첨가된다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 반응 (가): 브롬화 된 알케인에 알케인을 첨가하는 반응이다. 이 경우 브롬화 된 알케인은 브롬과 대체되어 알케인의 더블결합이 열리게 된다. 따라서, 이 반응에서는 브롬화 된 알케인의 브롬이 아세틸렌의 더블결합과 대체되어 C2H2의 더블결합이 열리게 된다. 따라서, 보기에서는 "ㄱ"이 정답이다.
    - 반응 (나): 수소화 반응이다. 이 경우, 아세틸렌의 더블결합에 수소가 첨가되어 포화된 알케인이 생성된다. 따라서, 보기에서는 "ㄴ"이 정답이 아니다.
    - 반응 (다): 수소화 반응이다. 이 경우, 아세틸렌의 더블결합에 수소가 첨가되어 포화된 알케인이 생성된다. 반응 (나)와 동일한 반응이다. 따라서, 보기에서는 "ㄷ"가 정답이다.
    - 따라서, 보기에서는 "ㄱ, ㄷ"가 정답이다.
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17. 그림은 어떤 의약품과 관련된 반응을 나타낸 것이다.

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 약물과 관련된 알레르기 반응을 나타내고, "ㄴ"은 약물과 관련된 중독 반응을 나타내기 때문에 옳은 설명이다. "ㄷ"는 보기에서 나타나지 않으므로 옳지 않다. 따라서 정답은 "ㄱ, ㄴ"이다.
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18. 그림은 원유로부터 가솔린을 얻는 과정의 일부를 나타낸 것이다.

(가) ~ (다)에 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)
  • - (가) : 원유를 정제하면 가솔린뿐만 아니라 다른 유류도 생산된다. 따라서 가솔린만 생산되는 것은 옳지 않다.
    - (나) : 가솔린 생산 과정에서 발생하는 물질을 처리하는 과정이 필요하다. 따라서 물질 처리 과정이 없는 것은 옳지 않다.
    - (다) : 그림에서 보듯이 원유를 정제하면 가솔린과 다른 유류가 생산되고, 이후 가솔린 생산 과정에서 발생하는 물질을 처리한다. 따라서 (ㄱ)과 (ㄷ)가 모두 옳다.
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19. 다음은 기체의 부피와 압력의 관계를 알아보기 위한 실험이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄴ, ㄷ" 인 이유는 다음과 같다.
    - 가스 분자의 운동에 의해 압력이 생기고, 이 압력이 일정하게 유지되면 부피와 반비례 관계에 있다. (ㄱ)
    - 압력이 일정하게 유지되면 가스 분자의 운동에 따라 부피가 변화하게 된다. (ㄴ)
    - 가스의 온도가 일정하면 압력과 부피는 역으로 비례하게 된다. (ㄷ)
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20. 그림은 황산(H2SO4) 20mL에 수산화바륨(Ba(OH)2) 수용액과 수산화나트륨(NaOH) 수용액을 차례대로 첨가하였을 때, 첨가한 수용액의 전체 부피에 따른 혼합 용액 속의 총 이온 수를 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 "ㄴ, ㄷ"가 옳은 이유는 다음과 같다.

    - 황산(H2SO4)과 수산화바륨(Ba(OH)2) 수용액을 반응시키면 바륨황산(BaSO4) 과 물(H2O)이 생성된다. 이때 생성된 바륨황산은 용해도가 매우 낮기 때문에 침전물로 생성되어 용액에서 분리된다. 따라서, 첨가한 수용액의 부피가 증가하더라도 이온 수는 변하지 않는다.
    - 수산화나트륨(NaOH) 수용액을 첨가하면 황산과 염기가 중화되어 수소이온(H+)과 수산화나트륨 이온(Na+와 OH-)이 생성된다. 이때 생성된 수산화나트륨 이온은 용해도가 높기 때문에 용액에 남아있게 된다. 따라서, 첨가한 수용액의 부피가 증가하면 이온 수도 함께 증가한다.

    따라서, 첨가한 수용액의 부피에 따른 혼합 용액 속의 총 이온 수는 수산화나트륨(NaOH) 수용액을 첨가한 이후에만 변화하므로 "ㄴ, ㄷ"가 옳은 것이다.
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