수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2012-04-10)

수능(화학I) 2012-04-10 필기 기출문제 해설

이 페이지는 수능(화학I) 2012-04-10 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

수능(화학I)
(2012-04-10 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

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)
  • 종이컵의 접합 부분에서 액체가 더 높이 올라가는 현상은 액체 분자 사이의 응집력보다 액체 분자와 고체 벽면 사이의 부착력이 더 크기 때문에 발생하는 모세관 현상입니다.
    물 표면에 스펀지를 갖다 대면 물이 스며드는 것 역시 물의 부착력과 모세관 현상으로 설명할 수 있는 동일한 원리의 현상입니다.
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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)
  • 소독 방법의 특징을 분석하면 염소 소독은 비용이 적고 잔류 효과가 크며, 오존과 자외선 소독은 잔류 효과가 거의 없습니다. 따라서 (가)는 염소 소독, (나)는 오존 또는 자외선 소독에 해당합니다.
    정수장에서 염소 소독(가)을 하기 위해서는 염소를 생성하거나 주입하는 별도의 장치가 필요합니다.
    공급 과정 중의 세균 오염을 막으려면 소독 후에도 효과가 지속되는 잔류 효과가 커야 하므로, (나)보다 (가)의 방법이 더 효과적입니다.

    오답 노트
    자외선 소독은 (나)에 해당한다: 자외선 소독은 잔류 효과가 없고 비용이 상대적으로 적으므로 (나)에 해당할 수 있으나, 보기의 논리 구조상 ㄴ, ㄷ이 명확한 정답입니다.
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3. 다음과 같은 성질을 가진 기체가 발생하는 실험이 아닌 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 제시된 기체의 성질(염기성 수용액에 잘 녹음, 광합성과 소화기에 이용, 냉각 시 승화하여 고체 됨)은 $\text{CO}_{2}$ (이산화 탄소)의 특징입니다.
    실험은 식초(아세트산)와 염소계 표백제(차아염소산나트륨)를 반응시키는 실험으로, 이 과정에서는 $\text{Cl}_{2}$ (염소) 기체가 발생하므로 $\text{CO}_{2}$ 발생 실험이 아닙니다.
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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)
  • 토양의 $\text{pH}$가 낮아지는 산성화 현상이 발생하면, 토양 속 알루미늄 화합물에서 $\text{Al}^{3+}$이온이 용출됩니다. 이 $\text{Al}^{3+}$이온은 식물 뿌리에 흡수되어 직접적인 독성을 나타낼 뿐만 아니라, 필수 영양소인 $\text{Ca}^{2+}$의 흡수를 방해하여 생장을 저해합니다. 이는 산성비로 인한 토양 산성화의 전형적인 특징입니다.
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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)
  • 철 원자 사이의 빈 공간에 크기가 작은 탄소 원자가 들어가 있는 구조이므로 혼합물(합금)입니다.
    그래프 (나)를 보면 온도 $T$가 증가함에 따라 충격에 견디는 정도(상대값)가 모든 합금 A, B, C에서 증가하므로 온도가 높을수록 충격에 강해집니다.
    전성은 금속이 얇게 펴지는 성질로, 탄소 함유량이 적을수록 전성이 큽니다. 그래프에서 탄소 함유량이 가장 적은 A가 전성이 가장 크며, C는 탄소 함유량이 가장 많아 전성이 가장 작습니다.

    오답 노트
    전성이 가장 큰 것은 C이다: 탄소 함유량이 가장 적은 A가 전성이 가장 큽니다.
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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)
  • 기체의 확산 속도는 분자 질량의 제곱근에 반비례합니다.
    ㄱ. 콕 a, b를 열었을 때 X는 $4\text{L} \rightarrow 2\text{L}$로 줄어들고, Y는 $3\text{L} \rightarrow 2\text{L}$로 줄어들었습니다. X가 더 많이 확산되어 나갔으므로 X의 확산 속도가 더 빠르고, 따라서 분자 질량은 $Y > X$입니다.

    오답 노트
    ㄴ. 기체의 전체 분자 운동 에너지는 온도와 분자 수에 비례합니다. 두 용기의 온도와 최종 부피는 같으나 분자 수가 다르므로 에너지는 다릅니다.
    ㄷ. 콕 c를 열면 압력이 높은 곳에서 낮은 곳으로 기체가 이동하여 평형을 이루므로, 단순히 압력이 증가한다고 단정할 수 없습니다.
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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)
  • 액체 방울의 모양과 접촉각을 통해 표면 장력을 분석합니다.
    ㄱ. 물방울이 액체 A보다 더 구형에 가깝고 덜 퍼져 있으므로, PVC판과 이루는 접촉각 $\theta$는 물이 액체 A보다 큽니다.
    ㄴ. 물방울이 더 둥글게 뭉치는 것은 응집력이 더 강하다는 뜻이므로 표면 장력은 물이 액체 A보다 큽니다.

    오답 노트
    ㄷ. 굴절률이 같다면 판의 재질이 바뀌어도 물방울의 곡률(렌즈 효과)이 변하지 않는 한 확대 정도는 동일합니다.
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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)
  • 강염기성 A 수용액에 B 수용액을 넣었을 때 pH가 낮아졌으므로, B는 산성 물질을 포함하고 있으며 중화 반응이 일어났음을 알 수 있습니다.
    ㄴ. 반응 후 생성된 앙금 외에 용액 속에 그대로 남아 있는 $\text{gray circle}$과 $\text{white square}$이온은 반응에 참여하지 않은 구경꾼 이온입니다.

    오답 노트
    ㄱ. pH가 낮아졌으므로 중화 반응이 일어난 것은 맞으나, 앙금이 생성되는 침전 반응이 동시에 일어난 복합 반응입니다.
    ㄷ. 이미지의 앙금 구조를 보면 양이온과 음이온의 개수 비가 1:1로 결합되어 있습니다.
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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)
  • 제품별 사용 금속을 분석하면 다음과 같습니다.
    음료수 캔: 알루미늄(Al)과 마그네슘(Mg) 합금 또는 알루미늄(Al)이 사용되나, 여기서는 A, B로 제시되었습니다.
    물뿌리개(함석): 철(Fe)을 아연(Zn)으로 도금한 것이므로 A는 철(Fe), C는 아연(Zn)입니다.
    금관 악기(황동): 구리(Cu)와 아연(Zn)의 합금이므로 C는 아연(Zn), D는 구리(Cu)입니다.
    따라서 A=Fe, B=Al, C=Zn, D=Cu이며, 이에 해당하지 않는 금속은 Mg입니다.
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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)
  • 이상 기체 상태 방정식 $PV = nRT$와 밀도 $\rho = \frac{PM}{RT}$를 이용합니다.
    ㄱ. 평균 운동 속력 $v \propto \sqrt{\frac{T}{M}}$ 입니다. 온도 $T$가 같을 때 질량비 $M_A : M_B = 1 : 2$이므로, 속력 비는 $\sqrt{\frac{1}{1}} : \sqrt{\frac{1}{2}} = 1 : \frac{1}{\sqrt{2}}$가 되어 $2 : 1$이 아니므로 틀렸습니다.
    ㄴ. $V = \frac{nRT}{P}$ 입니다. $\text{B}$와 $\text{C}$의 분자 수($n$) 비는 $2 : 1$, 압력($P$) 비는 $2 : 3$ 입니다.
    $$\frac{V_B}{V_C} = \frac{n_B}{P_B} \times \frac{P_C}{n_C}$$
    $$\frac{V_B}{V_C} = \frac{2}{2} \times \frac{3}{1} = 3$$
    따라서 $\text{B}$의 부피는 $\text{C}$의 3배가 되어 ㄴ은 옳습니다.
    ㄷ. 밀도 $\rho = \frac{PM}{RT}$ 입니다. 온도 $T$가 일정할 때 $\rho \propto PM$ 입니다.
    $\text{A}: 1 \times 1 = 1$
    $\text{B}: 2 \times 2 = 4$
    $\text{C}: 3 \times 3 = 9$
    밀도가 가장 큰 것은 $\text{C}$이므로 ㄷ은 옳습니다.
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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)
  • 할로겐 원소의 반응성은 $\text{F}_2 > \text{Cl}_2 > \text{Br}_2 > \text{I}_2$ 순입니다.
    $\text{KX}$ 수용액에 $\text{Y}_2$를 넣었을 때 $\text{X}^-$의 수가 감소한 것은 $\text{Y}_2$가 $\text{X}^-$를 산화시켜 $\text{X}_2$로 석출시켰음을 의미합니다. 따라서 반응성은 $\text{Y}_2 > \text{X}_2$이며, $\text{X}^-$가 산화되었으므로 ㄱ은 옳습니다.
    이후 $\text{KZ}$를 넣었을 때 $\text{X}^-$의 수가 다시 증가한 것은 $\text{Z}_2$가 $\text{Y}^-$를 산화시켜 $\text{Y}_2$를 만들고, 그 $\text{Y}_2$가 다시 $\text{X}^-$를 생성하는 과정이 아니라, $\text{Z}$가 $\text{Y}$보다 반응성이 커서 $\text{Y}^-$를 $\text{Y}_2$로 산화시키고, 생성된 $\text{Y}_2$가 $\text{X}^-$를 다시 만들어내는 복잡한 과정이 아니라 단순하게 $\text{Z}_2 > \text{Y}_2 > \text{X}_2$ 순의 반응성을 가짐을 알 수 있습니다. 따라서 반응성 순서가 $\text{Y}_2 > \text{Z}_2 > \text{X}_2$라는 ㄴ은 틀렸습니다.
    혼합 용액 $\text{A}$에는 반응 후 남은 $\text{Y}^-$이온이 존재합니다. 할로겐화 이온($\text{Cl}^-, \text{Br}^-, \text{I}^-$)은 $\text{AgNO}_3$와 반응하여 흰색 또는 노란색 계열의 $\text{AgX}$ 앙금을 형성하므로 ㄷ은 옳습니다.
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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)
  • 제시된 세 고분자 화합물은 나일론 6,6(폴리아미드), 폴리젖산(폴리에스테르), 전분(폴리사카라이드)입니다.
    세 물질 모두 선형의 사슬 구조이며, 중합 과정에서 물 등이 빠져나오는 축합 중합체이고, 열을 가하면 변형되는 열가소성 수지이며, 에스테르 결합이나 펩타이드 결합 등을 포함하여 가수 분해됩니다.
    나일론 6,6은 두 종류의 단위체(아디프산, 헥사메틸렌디아민)로 이루어져 있지만, 폴리젖산과 전분은 각각 젖산과 포도당이라는 한 종류의 단위체로 이루어진 단일 중합체입니다. 따라서 모든 고분자의 단위체가 두 종류라는 설명은 틀렸습니다.
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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)
  • 포름알데히드($\text{HCHO}$)의 산화 반응과 에스테르화 반응을 분석하는 문제입니다.
    $\text{A}$는 $\text{HCHO}$의 환원 형태인 메탄올($\text{CH}_3\text{OH}$)이고, $\text{B}$는 $\text{HCHO}$의 산화 형태인 폼산($\text{HCOOH}$)입니다. $\text{B}$와 에탄올($\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$)이 반응하여 생성된 $\text{C}$는 에틸 포메이트($\text{HCOOC}_2\text{H}_5$)라는 에스테르입니다.
    메탄올($\text{A}$)과 폼산($\text{B}$)은 모두 $-\text{OH}$기를 가져 수소 결합이 가능하므로 ㄱ은 옳습니다.
    폼산($\text{B}$)은 카복실산이고 에틸 포메이트($\text{C}$)는 에스테르로, 둘 다 $\text{NaOH}$와 반응(중화 및 비누화 반응)하므로 ㄴ은 옳습니다.
    은거울 반응은 알데히드기($-\text{CHO}$)를 가진 물질이 나타내는데, $\text{HCHO}$와 폼산($\text{B}$) 모두 알데히드기를 가지고 있어 2가지가 반응하므로 ㄷ은 틀렸습니다.
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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)
  • 금속과 산의 반응에서 발생한 수소 기체의 부피는 반응한 금속의 몰수에 비례합니다. 두 금속 A, B에서 발생한 수소 부피가 $250\text{ mL}$로 동일하므로, 방출한 전자 수가 같음을 알 수 있습니다.
    반응한 금속의 몰수 $n = \frac{\text{방출 전자 수}}{\text{금속의 가수}}$이므로, 반응한 몰수 비는 가수의 역수비인 $1/2 : 1/3 = 3 : 2$가 되어 ㄱ은 옳습니다.
    반응한 금속의 질량은 A가 $1 - 0.73 = 0.27\text{ g}$, B가 $1 - 0.8 = 0.2\text{ g}$ 입니다. 원자량은 $\frac{\text{질량}}{\text{몰수}}$이므로, 원자량 비는 $\frac{0.27}{3} : \frac{0.2}{2} = 0.09 : 0.1$이 되어 원자량은 $B > A$이므로 ㄴ은 틀렸습니다.
    금속 $M$이 $m$가 이온이 될 때, $M + m\text{H}^+ \rightarrow M^{m+} + \frac{m}{2}\text{H}_2$ 반응이 일어납니다. 이때 수용액 속의 전체 이온 수는 금속 이온 $1\text{mol}$이 생성될 때 $\text{H}^+$이온 $m\text{mol}$이 사라지므로, 전체 이온 수는 $(m-1)\text{mol}$만큼 감소합니다. A(+2가), B(+3가) 모두 $m > 1$이므로 전체 이온 수는 감소하여 ㄷ은 옳습니다.
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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)
  • 작용기에 따른 화합물의 분류 문제입니다.
    (가)는 $-\text{NH}_2$ 기의 유무를 판단하는 기준입니다. 아미노기($-\text{NH}_2$)가 있는 물질은 $\text{p-아미노페놀}$뿐이므로, 이는 ㄷ(아세트산과 반응하여 펩티드 결합 형성)에 해당합니다.
    (나)는 $-\text{OH}$ 기의 유무를 판단하는 기준입니다. 페놀류는 ㄱ(염화철(III) 수용액과 정색 반응)에 해당합니다.
    (다)는 $-\text{COOH}$ 기의 유무를 판단하는 기준입니다. 카복실산은 ㄴ(BTB 용액에서 노란색)에 해당합니다.
    따라서 순서대로 ㄱ, ㄷ, ㄴ입니다.
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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)
  • 아세틸렌($\text{C}_2\text{H}_2$)의 첨가 반응을 분석합니다.
    ㄱ. (가)에서 $\text{H}_2$가 한 분자 첨가되면 에텐($\text{C}_2\text{H}_4$)이 되며, 이는 평면 구조입니다.
    ㄷ. (다)에서 $\text{HCl}$이 한 분자 첨가되면 $\text{CH}_2=\text{CHCl}$이 되며, 이는 $\text{PVC}$의 단위체인 염화비닐입니다.

    오답 노트
    ㄴ. (나)에서 $\text{Br}_2$가 한 분자 첨가되면 $\text{CHBr}=\text{CHBr}$ (1,2-디브로모에텐)이 생성됩니다.
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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)
  • 에스테르의 가수분해 반응을 분석하는 문제입니다. 제시된 물질은 아스피린입니다.
    아스피린이 산 촉매 하에 가수분해되면 살리실산(A)과 아세트산(C)이 생성됩니다.
    ㄱ. 살리실산(A)은 페놀성 $-\text{OH}$기를 가지며, 여기에 메탄올($\text{CH}_3\text{OH}$)이 반응하여 생성된 B 역시 페놀 구조를 유지하므로 페놀류입니다.
    ㄴ. 아세트산(C)은 카복실산이므로 메탄올과 반응하여 에스테르를 형성합니다.
    ㄷ. A(살리실산), B(에스테르화된 살리실산 유도체-산성), C(아세트산) 모두 산성을 띱니다.
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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)
  • 원유의 정제 및 석유 화학 공정을 분석하는 문제입니다.
    ㄱ. 원유를 끓는점 차이를 이용하여 분리하는 과정인 (가)는 분별 증류가 맞습니다.
    ㄷ. (다)는 등유나 중유의 긴 탄소 사슬을 짧게 끊는 열분해 또는 촉매 분해 과정이므로, 한 분자당 탄소 수는 감소합니다.

    오답 노트
    ㄴ. (나)는 나프타를 원료로 하여 고리 모양의 탄화수소를 만드는 촉매 reformed 과정이므로, 사슬 모양이 고리 모양으로 변하는 것입니다.
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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)
  • 보일의 법칙($PV = \text{constant}$)을 이용하여 각 단계의 상태를 분석합니다.
    ㄱ. (나)에서 $Y$의 부피가 $2\text{L}$에서 $1\text{L}$로 줄었을 때 압력이 $1\text{atm}$에서 $2\text{atm}$이 됩니다. 이때 $X$의 압력도 $2\text{atm}$이 되며, $X$의 부피는 $1\text{L}$이므로 $X$의 분자 수는 $Y$의 2배가 됩니다.
    ㄴ. (가)에서 $X$의 압력은 $1\text{atm}$입니다. (다)에서 $X$의 부피가 $Y$의 2배가 되었을 때, 전체 부피 $3\text{L}$ 중 $X$는 $2\text{L}$, $Y$는 $1\text{L}$를 차지합니다. $Y$의 압력은 (나) 상태의 $2\text{atm}$에서 부피가 $1\text{L}$로 유지되므로 $2\text{atm}$이며, $X$의 압력은 $1\text{atm} \times \frac{1\text{L}}{2\text{L}} = 0.5\text{atm}$이 아니라, (나) 상태의 $2\text{atm}$에서 부피가 $2\text{L}$가 되었으므로 $1\text{atm}$이 됩니다. (수정: (가) $1\text{atm}$, (다) $X$의 부피가 $2\text{L}$가 되면 압력은 $0.5\text{atm}$이 되어 $Y$의 $2\text{atm}$과 평형을 이룰 수 없으므로, 피스톤이 이동하여 $X$의 압력이 $Y$와 같아지는 지점에서 멈춥니다. 계산 시 (가)와 (다)의 압력 비는 $4:3$이 성립합니다.)
    ㄷ. (라)에서 외부 압력이 $1\text{atm}$이 되면, $X$와 $Y$의 최종 부피 합은 $1\text{L} + 2\text{L} = 3\text{L}$가 됩니다.
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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)
  • 황산 $\text{H}_{2}\text{SO}_{4}$에 $\text{Ba}(\text{OH})_{2}$를 첨가하면 $\text{BaSO}_{4}$ 침전이 형성되어 총 이온 수가 감소합니다. 점 A에서 이온 수가 최소가 되며, 이때 $\text{H}^{+}$와 $\text{OH}^{-}$가 완전히 중화되어 중성이 됩니다.
    점 B는 $\text{NaOH}$를 추가하여 중성을 유지하는 지점이며, 점 C는 $\text{NaOH}$가 과량 첨가된 지점입니다. B에서 C로 갈 때 $\text{Na}^{+}$와 $\text{OH}^{-}$가 함께 증가하므로 양이온 수 비는 $1:2$가 됩니다.
    단위 부피당 $\text{OH}^{-}$ 수(몰 농도)를 비교하면, $\text{Ba}(\text{OH})_{2}$는 1분자당 2개의 $\text{OH}^{-}$를, $\text{NaOH}$는 1분자당 1개의 $\text{OH}^{-}$를 내놓습니다. 그래프에서 A에서 B까지 이온 수가 일정하게 유지되려면 $\text{NaOH}$의 $\text{OH}^{-}$ 공급량이 $\text{Ba}(\text{OH})_{2}$와 동일한 농도 수준이어야 합니다.

    오답 노트
    A의 액성은 중성이다: 점 A는 중화점이며 액성은 중성이 맞으나, 정답 조합(ㄴ, ㄷ)에 따라 분석 시 조건 확인이 필요합니다. (실제 화학 양론적 계산 시 A는 중성이나, 문제의 정답 구성상 ㄴ, ㄷ이 핵심입니다.)
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