수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2012-09-04)

수능(화학I)
(2012-09-04 기출문제)

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1. 그림은 어떤 금속 A가 실생활에서 이용되는 예를 나타낸 것이다.

금속 A에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 인류가 가장 먼저 사용한 금속이다.
  2. 열전도성이 작아 단열 재료로 이용된다.
  3. 밀도가 작아 항공기 동체 재료로 이용된다.
  4. 반응성이 작아 자연계에서 원소 상태로 존재한다.
  5. 녹는점이 높아 백열 전구의 필라멘트로 이용된다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "밀도가 작아 항공기 동체 재료로 이용된다." 이다. 이유는 밀도가 작기 때문에 더 가벼워지고, 따라서 항공기의 연료 소비를 줄일 수 있기 때문이다.
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2. 그림은 온도에 따른 물의 밀도를 나타낸 것이다.

이 자료에 나타난 물의 성질과 관련이 가장 깊은 현상은?

  1. 수건에 물이 스며든다.
  2. 풀잎에 맺힌 이슬이 둥글다.
  3. 여름날 마당에 물을 뿌리면 시원해진다.
  4. 수도관 속의 물이 얼어 수도관이 터진다.
  5. 맑은 날 낮에 해안 지방에서 해풍이 분다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답: 수도관 속의 물이 얼어 수도관이 터진다.

    해설: 그림에서 온도가 낮아질수록 물의 밀도가 증가하는 것을 볼 수 있다. 따라서 물이 얼면 밀도가 감소하게 되어 얼음이 물보다 부피가 크기 때문에 수도관이 터지게 된다. 이는 물의 상태 변화에 따른 부피 변화와 관련된 현상이다.
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3. 다음은 주기율표의 1 족에 속하는 3 가지 원소이다.

이 원소의 공통점으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 주기율표에서 1 족은 전자 구성이 1s1인 알칼리 금속 원소들로 이루어져 있다. 따라서 이 3 가지 원소는 전자 구성이 1s1인 공통점을 가지고 있다. 따라서 정답은 "ㄱ"이다.
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4. 다음은 액체의 성질을 알아보기 위한 실험이다.

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 액체가 컵에 담긴 상태에서도 표면이 평평하게 유지되는 것으로 보아 액체는 자신의 형태를 유지하는 성질을 가지고 있기 때문이다. 이는 액체 분자들이 서로 간에 상대적으로 자유롭게 이동하면서 분자 간 거리가 일정하게 유지되기 때문에 발생한다.
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5. 그림은 기체 발생 장치와 2 가지 기체 포집 장치 (가), (나)를 나타낸 것이다.

수소(H2)를 발생시키기 위해 사용해야 할 물질 A, B와 기체 포집 장치로 가장 적절한 것은? (순서대로 A, B, 기체포집장치)

  1. 묽은 염산, 마그네슘, (가)
  2. 묽은 염산, 마그네슘, (나)
  3. 과산화수소수, 이산화망간, (가)
  4. 과산화수소수, 이산화망간, (나)
  5. 과산화수소수, 요오드화칼륨, (가)
(정답률: 알수없음)
  • 묽은 염산과 마그네슘은 반응하여 수소를 발생시키는 화학 반응식이 있기 때문에 A와 B로 적합하다. 그리고 기체 포집 장치로는 (가)가 적합하다. (나)는 수소가 아닌 다른 기체를 포집하는데 사용된다.
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6. 그림은 대도시에서 오존 주의보가 발령된 어느 날의 시간에 따른 공기 오염 물질 A~C의 농도와 이와 관련된 반응의 일부를 나타낸 것이다. A~C는 각각 (가)~(다) 중 하나이다.

(가)~(다)로 옳은 것은? (순서대로 가, 나, 다)

  1. A, B, C
  2. A, C, B
  3. B, A, C
  4. B, C, A
  5. C, B, A
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "B, C, A"이다.

    B는 시간이 지남에 따라 공기 오염 물질 A와 C의 농도가 감소하고, 물질 B의 농도가 증가하는 것을 보여준다. 이는 A와 C가 B로 변화되는 반응의 중간체임을 시사한다.

    C는 물질 B의 농도가 증가함에 따라 공기 오염 물질 A와 C의 농도가 감소하는 것을 보여준다. 이는 B가 A와 C로 변화되는 반응의 중간체임을 시사한다.

    A는 반응이 일어나기 전 초기 상태를 나타낸다.
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7. 그림은 원유를 분별 증류하여 몇 가지 물질을 얻는 과정을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - A: 원유를 가열하여 증기를 만든다. (O)
    - B: 증기가 상승하여 냉각되면서 액체로 변한다. (X) 증기가 냉각되면서 고체로 변한다.
    - C: 물질들이 각각의 끓는점에 도달하여 증발하고, 증발한 증기가 각각의 물질을 분리하여 얻어진다. (X) 물질들이 각각의 끓는점에 도달하여 증발하고, 증발한 증기가 증류기를 통해 분리되어 얻어진다.
    - D: 증류한 결과로 얻어진 물질들은 모두 순수한 물질이다. (X) 증류한 결과로 얻어진 물질들은 순수한 물질과 혼합물이 섞여 있을 수 있다.

    정답: ㄱ (A는 맞고, B, C, D는 틀렸다.)
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8. 그림은 4 가지 탄화수소의 구조식을 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 정답이 "ㄴ, ㄷ" 인 이유는 다음과 같다.

    - 탄화수소 구조식에서 수소 원자는 일반적으로 생략되어 표기된다.
    - 구조식에서 탄소 원자는 각각 4개의 결합을 가지고 있으며, 이 결합은 일반적으로 다른 탄소 원자나 수소 원자와 이루어진다.
    - 보기에서 1번과 2번은 같은 탄소 원자 4개와 수소 원자 10개로 이루어져 있으며, 구조식이 동일하다.
    - 보기에서 3번은 탄소 원자 4개와 수소 원자 8개로 이루어져 있으며, 구조식이 다르다.
    - 보기에서 4번과 5번은 각각 탄소 원자 4개와 수소 원자 10개로 이루어져 있지만, 구조식이 다르다.

    따라서, 보기에서 정답은 "ㄴ, ㄷ" 이다.
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9. 다음은 할로겐의 성질을 알아보기 위한 실험이다.

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

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

    - 실험 결과, X와 Y 모두 물과 반응하여 염소와 브로민의 성질을 가지고 있다.
    - X와 Y의 색깔이 모두 짙은 것으로 보아, 둘 다 비교적 높은 밀도와 높은 녹는점, 끓는점을 가지고 있을 가능성이 높다.
    - X와 Y의 녹는점과 끓는점이 서로 다르므로, 두 원소는 서로 다른 원소일 가능성이 높다.

    따라서, X와 Y가 브로민과 염소의 성질을 가지고 있으며, 높은 밀도와 높은 녹는점, 끓는점을 가지고 있으며, 서로 다른 원소일 가능성이 높기 때문에 "ㄱ, ㄷ"가 정답이다.
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10. 그림은 금속의 반응성 차이를 이용하여 불순물(Au, Ag, Fe, Zn)을 포함한 구리로부터 순수한 구리를 얻는 과정을 도식적으로 나타낸 것이다. 전류를 흘려주면 (가) 과정을 통해 구리와 구리보다 반응성이 큰 금속은 구리 이온이 포함된 전해질 수용액에 녹아 들어가고, (나) 과정을 통해 수용액의 구리 이온이 순수한 구리로 석출된다. 반응하지 않는 금속은 찌꺼기로 남는다.

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 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"이다.

    - "ㄱ"은 전류를 흘려주면 구리와 구리보다 반응성이 큰 금속은 구리 이온이 포함된 전해질 수용액에 녹아들어가는 과정을 나타낸다.
    - "ㄴ"은 수용액의 구리 이온이 순수한 구리로 석출되는 과정을 나타낸다.
    - "ㄷ"는 반응하지 않는 금속은 찌꺼기로 남는다는 것을 나타낸다.

    따라서, "ㄱ, ㄴ, ㄷ"이 모두 옳은 설명이다.
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11. 그림 (가)는 계면활성제 A, B의 성질을 알아보기 위한 실험을, (나)는 A, B의 구조식을 순서 없이 나타낸 것이다.

A, B에 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)
  • 가) 실험 결과로는 A가 물과 섞이지 않고 B가 물과 섞이는 것으로 나타났다. 이는 A가 비극성이고 B가 극성인 성질을 가지고 있음을 나타낸다.
    나) 구조식을 보면 A는 수소와 탄소로만 이루어져 있으며, B는 수소와 카르복실기로 이루어져 있다. 이는 A가 탄화수소이고 B가 알코올인 것을 나타낸다.

    ㄱ) A는 비극성이고 탄화수소이므로 물과 섞이지 않는다. B는 극성이지만 알코올이므로 물과 잘 섞인다.
    ㄴ) A는 비극성이므로 물과 섞이지 않는다. B는 극성이지만 카르복실기로 인해 물과 잘 섞인다.
    ㄷ) A와 B는 서로 다른 성질을 가지고 있으므로, A와 B를 혼합하면 상호작용이 일어나지 않는다. 따라서 A와 B를 혼합해도 물과 섞이지 않는다.
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12. 그림은 3 가지 고분자 화합물을 2 가지 기준에 따라 분류한 것이다.

(가)~(다)의 단위체에 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)
  • (가) 단위체는 폴리머(polymer)이다. (ㄱ) 기준에 따라, 폴리머의 종류를 나누는 기준은 단일 단위체(monomer)의 수이다. 따라서, (가)의 단위체는 모두 3개의 단일 단위체를 가지고 있으므로, 모두 같은 종류의 폴리머이다.

    (나) 단위체는 고분자(polymer)이다. (ㄴ) 기준에 따라, 고분자의 종류를 나누는 기준은 분자량이다. 따라서, (나)의 단위체는 모두 분자량이 같으므로, 같은 종류의 고분자이다.

    (다) 단위체는 고분자(polymer)이다. (ㄱ) 기준에 따라, 폴리머의 종류를 나누는 기준은 단일 단위체(monomer)의 수이다. 따라서, (다)의 단위체는 2개와 3개의 단일 단위체를 가지고 있으므로, 서로 다른 종류의 폴리머이다. (ㄷ) 기준에 따라, 고분자의 종류를 나누는 기준은 분자량이다. 따라서, (다)의 단위체는 모두 분자량이 같으므로, 같은 종류의 고분자이다. 따라서, (다)의 단위체는 서로 다른 종류의 폴리머이지만, 같은 종류의 고분자이다. 따라서, (다)의 단위체는 "ㄱ, ㄷ"이다.
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13. 그림은 산 수용액 A 20mL에 염기 수용액 B 20mL를 넣을 때, 혼합 전 후 수용액 속에 존재하는 이온을 입자 모형으로 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ"인 이유는, 산과 염기가 반응하여 생성된 이온들이 서로 중화되어 전하가 없는 중성 용액이 되었기 때문이다. 따라서, 이온 모형에서는 양이온과 음이온이 서로 균형을 이루어 중립 상태를 나타내는 모습으로 나타나게 된다.
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14. 표는 건조 공기에 포함된 기체 A~C의 부피와 질량 조성비를 나타낸 것이다. A~C는 각각 질소, 산소, 아르곤 중 하나이다.

A~C에 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)
  • 정답은 "ㄱ"이다. 이유는 기체 A의 부피가 가장 크고, 질량 조성비가 가장 작기 때문에 기체 A가 질소(N2)일 가능성이 높기 때문이다. 질량 조성비가 작을수록 분자량이 작은 기체일 가능성이 높기 때문에, 질량 조성비가 가장 작은 기체 A가 질소(N2)일 가능성이 높다.
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15. 같은 질량의 기체 X와 Y에 대해 그림 (가)는 1 기압에서 온도에 따른 기체의 밀도를, (나)는 일정 온도에서 압력에 따른 기체의 밀도를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은? [3점]

  1. 단위 부피당 분자 수는 A에서가 B에서보다 많다.
  2. 분자의 평균 운동 에너지는 A에서가 C에서보다 크다.
  3. 분자 간 평균 거리는 A에서가 D에서보다 크다.
  4. 부피는 B에서가 D에서의 2배이다.
  5. D에서의 온도는 300K이다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "분자 간 평균 거리는 A에서가 D에서보다 크다."

    이유:
    - (가)에서 온도가 같을 때, X와 Y의 밀도는 X가 더 높다. 즉, X는 분자가 더 밀집하게 존재한다.
    - (나)에서 압력이 같을 때, X와 Y의 밀도는 X가 더 높다. 즉, X는 분자가 더 밀집하게 존재한다.
    - 따라서, X와 Y는 같은 질량이지만 X는 분자가 더 밀집하게 존재하기 때문에 단위 부피당 분자 수가 더 많다.
    - 분자 간 평균 거리는 분자가 더 밀집하게 존재하는 X에서는 더 크다. (분자가 더 밀집하게 존재하면 분자 간 거리가 더 가까워지기 때문에)
    - 분자의 평균 운동 에너지는 온도에 비례하므로, 온도가 높은 C에서가 가장 크다.
    - 부피는 D에서가 가장 크며, B에서는 D에서의 2배이다.
    - D에서의 온도는 300K이다.
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16. 다음은 어떤 센물 A의 성질을 알아보기 위한 실험이다.

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)
  • 센물 A는 물질 X와 반응하여 물질 Y와 물질 Z를 생성한다. 실험 결과, 물질 X와 물질 Y를 혼합하면 열이 방출되고, 물질 X와 물질 Z를 혼합하면 열이 흡수된다. 이러한 결과로 보아, 센물 A는 산화환원 반응을 일으키는 화학물질일 가능성이 높다. 따라서, 보기에서는 "ㄱ, ㄷ"가 정답이다.
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17. 그림은 화합물 A로부터 C를 합성하는 과정을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? [3점]

  1. (가)에서 A는 산화되어 B가 된다.
  2. (나)에서 B는 메탄올(CH3OH)과 반응하여 C가 된다.
  3. A는 나트륨(Na)과 반응하면 수소(H2)가 발생된다.
  4. B에 염화철(FeCl3) 수용액을 넣으면 정색반응을 한다.
  5. C를 가수분해시키면 아세트산(CH3COOH)이 생성된다.
(정답률: 알수없음)
  • "(나)에서 B는 메탄올(CH3OH)과 반응하여 C가 된다." 이 설명은 옳은 설명이다. 이유는 그림에서 B와 CH3OH가 반응하여 C가 생성되는 과정이 나타나 있기 때문이다. A에서 B로의 산화반응과 B에 염화철(FeCl3) 수용액을 넣으면 정색반응을 한다는 설명도 옳은 설명이다. A와 Na의 반응에서 수소(H2)가 발생된다는 설명은 그림에서 나타나지 않으므로 옳지 않은 설명이다. C를 가수분해시키면 아세트산(CH3COOH)이 생성된다는 설명도 그림에서 나타나지 않으므로 옳지 않은 설명이다.
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18. 그림은 금속 A와 B의 이온이 들어 있는 수용액과 이 수용액에 금속 C를 넣고 일정 시간이 지난 후 수용액의 금속 이온을 입자 모형으로 각각 나타낸 것이다. C 이온의 전하는 +2 이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A~C는 임의의 금속 원소이며, 용액의 음이온 수는 일정하다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 금속 A와 B가 C 이온과 반응하여 침전물이 생겨서 나타난 것이다. "ㄴ"은 금속 A와 B가 각각의 이온을 가지고 있어서 각각의 입자 모형이 나타난 것이다. 따라서 "ㄱ, ㄴ"이 정답이다.
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19. 다음은 온도가 일정하고 대기압이 1기압(760mmHg)인 조건에서 기체의 성질을 알아보기 위한 실험 과정이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 수은관과 연결관의 부피와 피스톤의 질량과 마찰은 무시한다.)

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

    - 기체의 부피와 온도는 반비례 관계이므로, 온도가 일정하다면 부피도 일정하다.
    - 부피가 일정하므로, 기체의 압력과 질량은 반비례 관계이다.
    - 따라서, 피스톤을 누르면 압력이 증가하고 부피가 감소하면서 기체의 밀도가 증가한다.
    - 이에 따라, 피스톤을 누르면 기체의 질량도 증가하게 된다.
    - 따라서, "ㄱ, ㄴ"이 정답이다.
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20. 그림은 묽은 황산(H2SO4) 10mL에 염기 수용액 X, Y를 각각 넣을 때 염기 수용액의 부피에 따른 혼합 용액의 총 양이온 수를, 표는 H2SO4(aq)에 X 또는 Y 를 혼합한 용액 A~D의 조성을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 보기 중 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"이다.
    - 용액 A는 묽은 황산에 염기 수용액 X를 10mL 넣은 것이므로, X는 황산의 중화작용을 일으키는 염기이다. 따라서 X는 약한 산이다. (황산은 강산)
    - 용액 D는 묽은 황산에 염기 수용액 Y를 10mL 넣은 것이므로, Y는 황산의 중화작용을 일으키는 염기이다. 따라서 Y는 약한 염기이다. (황산은 강산)
    - 용액 B와 C는 묽은 황산에 X와 Y를 각각 5mL씩 넣은 것이므로, X와 Y는 모두 약한 산 또는 약한 염기이다. 따라서 용액 B와 C는 모두 약한 산-약한 염기 용액이다.
    - 약한 산과 약한 염기를 혼합한 용액은 중성 용액이므로, 용액 B와 C는 모두 중성 용액이다.
    - 따라서, 용액 A는 약한 산, 용액 B와 C는 중성 용액, 용액 D는 약한 염기이므로, 보기 중 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"이 정답이다.
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