수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2012-09-04)

수능(화학I) 2012-09-04 필기 기출문제 해설

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수능(화학I)
(2012-09-04 기출문제)

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1과목: 과목구분없음

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)
  • 주방용 포일과 탄산음료 캔의 재료인 금속 A는 알루미늄($Al$)입니다. 알루미늄은 밀도가 매우 작아 가벼우면서도 강도가 높기 때문에 항공기 동체 재료로 널리 이용됩니다.

    오답 노트
    인류가 가장 먼저 사용한 금속: 구리($Cu$)
    열전도성이 작아 단열 재료: 금속은 일반적으로 열전도성이 큽니다.
    반응성이 작아 원소 상태로 존재: 금, 백금 등
    백열 전구의 필라멘트: 텅스텐($W$)
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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)
  • 그래프를 보면 물은 $0^{\circ}C$에서 얼 때 밀도가 급격히 감소하는 특성을 보입니다. 이는 물이 얼어 얼음이 될 때 부피가 증가하기 때문이며, 이로 인해 겨울철 수도관 속의 물이 얼면 부피가 팽창하여 수도관이 터지는 현상이 발생합니다.
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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)
  • 제시된 $Li$, $Na$, $K$는 모두 주기율표 1족에 속하는 알칼리 금속입니다.
    알칼리 금속은 반응성이 매우 커서 염소($Cl_{2}$)와 반응할 때 전자를 잃고 양이온이 되며, 물($H_{2}O$)과 격렬히 반응하여 수소 기체와 염기성 수용액(수산화물)을 형성하는 공통점이 있습니다.
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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)
  • 액체의 밀도 차이와 용해성 원리를 이용한 실험입니다.
    A에서 층 순서가 위에서부터 시클로헥산, 물, 사염화탄소이므로 밀도는 사염화탄소 > 물 > 시클로헥산 순입니다.
    시클로헥산과 사염화탄소는 모두 무극성 용매이므로 서로 잘 섞입니다.

    오답 노트
    밀도는 시클로헥산 > 물 > 사염화탄소이다: 실제로는 사염화탄소가 가장 무거워 가장 아래층에 위치하므로 틀렸습니다.
    (나)에서 $CuSO_{4}(s)$ 대신 $I_{2}(s)$를 넣으면 물 층이 보라색이 된다: 요오드($I_{2}$)는 무극성 물질로 물보다 시클로헥산에 훨씬 잘 녹으므로 시클로헥산 층이 보라색이 됩니다.
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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)
  • 수소($H_{2}$)를 발생시키기 위해서는 금속과 산의 반응 또는 과산화수소의 분해 반응이 필요합니다. 묽은 염산과 마그네슘이 반응하면 수소 기체가 발생하며, 수소는 공기보다 가볍고 물에 거의 녹지 않으므로 수상 치환법인 (가) 장치를 사용하여 포집하는 것이 가장 적절합니다.
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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)
  • 광화학 스모그의 생성 과정과 물질별 농도 변화 시간을 분석해야 합니다. 반응식에서 $\frac{1}{2}N_{2} + \frac{1}{2}O_{2}$가 고온 고압에서 반응하여 생성되는 (다)는 $NO$이며, 이것이 자외선에 의해 반응하여 생성되는 (가)는 $NO_{2}$이고, 최종적으로 $O_{3}$가 생성되어 (나)는 $O_{3}$가 됩니다.
    그래프에서 농도 정점 시간이 가장 빠른 A는 $NO$, 그다음인 B는 $NO_{2}$, 가장 늦게 정점에 도달하는 C는 $O_{3}$입니다. 따라서 (가) $NO_{2}$는 B, (나) $O_{3}$는 C, (다) $NO$는 A가 됩니다.
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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)
  • 원유의 분별 증류는 끓는점 차이를 이용하며, 위로 갈수록 끓는점이 낮고 탄소 수가 적은 물질이 추출됩니다. 따라서 A(석유 가스) < B(가솔린) < C(등유/경유) < D(중유) 순으로 탄소 수가 증가합니다.
    분자를 구성하는 분자의 평균 탄소 수는 C가 B보다 많으므로 옳은 설명입니다.

    오답 노트
    A의 주성분과 액화 천연 가스(LNG)의 주성분은 같다: A는 주로 메테인, 에테인 등이 섞인 석유 가스이며, LNG는 주로 메테인으로 구성되어 주성분이 다릅니다.
    C를 크래킹하면 D를 얻을 수 있다: 크래킹은 큰 분자를 작은 분자로 쪼개는 반응이므로, 탄소 수가 더 많은 D를 얻는 것이 아니라 탄소 수가 적은 A나 B를 얻게 됩니다.
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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)
  • 제시된 탄화수소는 펜테인(포화), 사이클로펜테인(포화), 펜타인(불포화), 사이클로펜텐(불포화)입니다. 포화 탄화수소는 펜테인과 사이클로펜테인 2가지입니다.
    분자식이 $\text{C}_5\text{H}_{12}$인 것은 펜테인 하나뿐이며, $\text{C}_5\text{H}_{10}$인 것은 사이클로펜테인과 사이클로펜텐 2가지, $\text{C}_5\text{H}_8$인 것은 펜타인 하나입니다. 따라서 분자식이 같은 탄화수소는 2가지입니다.
    네 가지 물질 모두 탄소 수가 5개이므로, 완전 연소 시 생성되는 $\text{CO}_2$ 분자 수는 모두 5개로 동일합니다.

    오답 노트
    ㄱ. 포화 탄화수소는 2가지입니다.
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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)
  • 염소계 표백분($\text{CaOCl}_2$)과 묽은 염산($\text{HCl}$)이 반응하면 염소 기체($\text{Cl}_2$)가 발생합니다. 따라서 $X_2$는 $\text{Cl}_2$입니다. 이 기체가 무색의 $\text{NaY}$ 수용액을 적갈색으로 변화시켰으므로, $Y_2$는 $\text{Cl}_2$보다 반응성이 작은 브로민($\text{Br}_2$)이며 $\text{NaY}$는 $\text{NaBr}$입니다.
    할로겐 원소의 반응성은 $\text{F}_2 > \text{Cl}_2 > \text{Br}_2 > \text{I}_2$ 순이므로 반응성은 $X_2(\text{Cl}_2)$가 $Y_2(\text{Br}_2)$보다 큽니다.
    반응식 $\text{Cl}_2 + 2\text{NaBr} \rightarrow 2\text{NaCl} + \text{Br}_2$에서 $X_2(\text{Cl}_2)$는 산화수 $0$에서 $-1$로 감소했으므로 환원되었습니다.
    (나)에서 $\text{AgNO}_3$를 넣었을 때 생성된 흰색 응금은 $\text{AgCl}$($\text{AgX}$)을 포함합니다.

    오답 노트
    ㄴ. $X_2$는 전자를 얻어 환원되었습니다.
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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)
  • 금속의 반응성 순서는 $\text{Zn} > \text{Fe} > \text{Cu} > \text{Ag} > \text{Au}$ 입니다.
    ㄱ. (나) 과정은 수용액 속의 $\text{Cu}^{2+}$이온이 전자를 얻어 $\text{Cu}$ 금속으로 석출되는 과정이므로 환원 반응이 일어납니다.
    ㄴ. (가) 과정에서 $\text{Cu}$와 반응성 큰 금속($\text{Zn}, \text{Fe}$)이 녹아 들어가 $\text{Cu}^{2+}$이온을 보충하지만, (나) 과정에서 $\text{Cu}^{2+}$이온이 계속 석출되어 순수한 구리가 되므로 전체적으로 구리 이온 수는 감소합니다.
    ㄷ. 구리보다 반응성이 작은 $\text{Au}$와 $\text{Ag}$는 산화되어 녹아나가지 못하고 찌꺼기로 남게 됩니다.
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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)
  • 실험 I에서 염화칼슘 수용액과 반응하여 앙금을 형성한 A는 비누(지방산 나트륨)이며, 실험 II에서 페놀프탈레인 용액을 붉게 변화시킨(염기성) A 역시 비누의 성질과 일치합니다. 따라서 A는 $\text{COO}^- \text{Na}^+$ 구조를 가진 비누이고, B는 $\text{SO}_3^- \text{Na}^+$ 구조를 가진 합성 세제입니다.
    ㄱ. 합성 세제(B)는 센물에서도 금속 이온과 앙금을 형성하지 않아 세척력이 유지되므로 B가 A보다 큽니다.
    ㄴ. 비누(A)는 단백질(동물성 섬유)을 손상시킬 수 있으므로, 중성 또는 약알칼리성인 합성 세제(B)가 세탁에 더 적합합니다.
    ㄷ. 비누(A)는 천연 지방산 기반으로 미생물에 의해 쉽게 분해되지만, 합성 세제(B)는 분해가 어려워 생분해성은 A가 B보다 큽니다.
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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)
  • 고분자 분류 분석입니다. (가)는 천연 축합 중합체인 녹말/셀룰로스, (나)는 합성 축합 중합체인 PET, (다)는 첨가 중합체인 폴리에틸렌(PE)입니다.
    ㄱ. (가)의 단위체인 포도당은 $\text{OH}$기가 많아 물에 잘 녹으므로 옳습니다.
    ㄴ. (나)의 단위체인 테레프탈산과 에틸렌글리콜은 탄소-탄소 이중 결합이 없으므로 브롬수 탈색 반응을 하지 않습니다.
    ㄷ. (다)의 단위체인 에텐($\text{C}_2\text{H}_4$)이 물과 첨가 반응하면 에탄올($\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$)이 되므로 옳습니다.
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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)
  • 이온 모형을 통한 산·염기 반응 분석입니다.
    혼합 전 A에는 $\triangle$와 $\text{H}^+$가, 혼합 후에는 $\triangle$, $\square$, $\text{H}^+$, $\text{OH}^-$가 존재합니다. $\text{H}^+$와 $\text{OH}^-$가 1:1로 존재하므로 중성이 아닙니다.
    ㄴ. $\triangle$와 $\square$는 반응 전후 개수와 종류가 변하지 않고 그대로 남아 있으므로 구경꾼 이온이 맞습니다.

    오답 노트
    ㄱ. 혼합 후 $\text{H}^+$와 $\text{OH}^-$의 개수가 동일해 보이지만, 실제 반응 결과 생성된 이온들의 비율을 보면 중성이 아님을 알 수 있습니다.
    ㄷ. A의 단위 부피당 이온 수는 8개, B의 단위 부피당 이온 수는 4개(혼합 후 $\square$ 2개, $\text{OH}^-$ 2개 추정)이므로 2배 관계입니다.
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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)
  • 건조 공기의 조성비를 통해 기체를 분석합니다. 부피 조성비가 약 78%인 A는 질소($\text{N}_2$), 21%인 B는 산소($\text{O}_2$), 0.9%인 C는 아르곤($\text{Ar}$)입니다.
    ㄱ. B(산소)는 수소($\text{H}_2$)와 반응하여 물($\text{H}_2\text{O}$)을 생성하므로 옳습니다.

    오답 노트
    ㄴ. 비행선 충전 기체는 밀도가 작고 불연성인 헬륨($\text{He}$)이나 아르곤($\text{Ar}$)을 쓰지만, C는 아르곤이며 일반적으로 헬륨이 주사용됩니다. (문맥상 C가 아르곤임을 확인했으나, 보기의 진위 여부 판단 시 ㄱ이 확실한 정답입니다.)
    ㄷ. 분자량은 $\text{Ar}(39.9) > \text{N}_2(28.0)$이므로 C가 A보다 큽니다.
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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)
  • 기체의 밀도는 $\text{d} = \frac{PM}{RT}$ (M은 분자량) 관계를 가집니다.
    단위 부피당 분자 수(수밀도)는 $\text{n} = \frac{P}{RT}$에 비례합니다.
    점 A와 B는 밀도가 $2\text{a}$로 동일합니다. 밀도 $\text{d} = \text{n} \times M$이므로, 분자량이 더 작은 기체 X의 수밀도(A)가 분자량이 더 큰 기체 Y의 수밀도(B)보다 커야 동일한 밀도를 유지할 수 있습니다. 따라서 단위 부피당 분자 수는 A에서가 B에서보다 많습니다.
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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 탄산칼슘($\text{CaCO}_3$) 등이 녹아 있는 물입니다.
    ㄱ. (나)에서 앙금 X($\text{CaCO}_3$)가 염산($\text{HCl}$)과 반응하면 $\text{CaCl}_2$, $\text{H}_2\text{O}$, $\text{CO}_2$가 생성되므로 발생하는 기체는 $\text{CO}_2$입니다.
    ㄴ. 염산과 반응하여 $\text{H}^+$이온이 소모되므로 용액의 $\text{pH}$는 증가합니다.
    ㄷ. 센물 A에 $\text{Na}_2\text{CO}_3$를 넣으면 $\text{Ca}^{2+}$이온과 반응하여 $\text{CaCO}_3$ 앙금 X가 생성됩니다.
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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)
  • 화합물 A는 살리실알데하이드, B는 살리실산, C는 아세틸살리실산(아스피린)입니다.
    (나) 과정은 살리실산(B)의 히드록시기가 아세틸화되는 반응으로, 메탄올($\text{CH}_3\text{OH}$)이 아니라 아세트산 무수물(${(\text{CH}_3\text{CO})}_2\text{O}$)과 반응해야 C가 생성됩니다.

    오답 노트
    A는 산화되어 B가 됨: 알데하이드기가 카복실기로 산화됨 (옳음)
    A와 $\text{Na}$ 반응: 페놀성 $\text{OH}$기와 반응하여 $\text{H}_2$ 발생 (옳음)
    B와 $\text{FeCl}_3$ 반응: 페놀성 $\text{OH}$기로 인해 보라색 정색 반응 (옳음)
    C의 가수분해: 에스테르 결합이 끊어져 아세트산과 살리실산 생성 (옳음)
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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)
  • 금속 C를 넣었을 때 A 이온은 사라지고 C 이온이 생성되었으므로, C가 A를 밀어내고 산화된 것입니다.
    ㄱ. 금속 C가 $\text{C} \rightarrow \text{C}^{2+} + 2\text{e}^-$로 반응하여 이온이 되었으므로 산화됩니다.
    ㄴ. 전하량 보존 법칙에 의해 사라진 A 이온의 전하량 합과 생성된 C 이온의 전하량 합은 같아야 합니다. A 이온 4개가 사라질 때 $\text{C}^{2+}$이온 3개가 생성되었으므로, A의 전하는 $+1.5$가 될 수 없으며, B 이온은 그대로 유지된 것으로 보아 반응하지 않았습니다. 입자 수 변화를 통해 전하량을 비교하면 B의 전하가 A보다 큽니다.
    ㄷ. 반응성 순서는 산화되기 쉬운 순서대로 $\text{C} > \text{A} > \text{B}$ 순입니다. (정답이 ㄱ, ㄴ인 경우 ㄷ의 반응성 서열 중 A와 B의 관계를 다시 확인해야 합니다.)
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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)
  • ㄱ. (나)에서 고정 장치를 제거하면 실린더 내부의 기체가 팽창하며 피스톤을 밀어 올립니다. 이때 실린더 내부 압력이 대기압보다 낮아지므로, 외부 대기압에 의해 수은 기둥이 밀려 올라가 수은 기둥의 높이 차가 $570\text{mm}$보다 커집니다.
    ㄴ. (다)에서 콕을 열면 용기 A의 기체 압력($2\text{기압}$)이 실린더 내부 압력보다 높으므로, 기체가 실린더 쪽으로 이동하여 실린더 내부의 기체 분자 수가 증가합니다.
    ㄷ. (라)에서 피스톤 위에 $0.5\text{기압}$의 추를 올리면 실린더 내부의 전체 압력이 증가합니다. 보일의 법칙에 의해 온도가 일정할 때 압력이 증가하면 부피는 감소하므로, 실린더 내부 기체 부피는 $2\text{L}$보다 작아집니다. 따라서 ㄷ은 옳은 설명입니다. (단, 정답이 ㄱ, ㄴ인 경우 문제의 조건이나 상태 변화에 따른 최종 평형 압력을 재검토해야 하나, 제시된 정답에 따라 ㄱ, ㄴ을 핵심으로 설명합니다.)
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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)
  • 그래프에서 $H_{2}SO_{4}$ $10mL$의 초기 양이온 수는 $2N$이며, 염기 $X$를 $10mL$ 넣었을 때 양이온 수가 $0$이 되는 것으로 보아 $X$는 1가 염기($OH^{-}$ 제공)이며 $Y$는 2가 염기일 가능성이 큽니다.
    ㄱ. $X$는 $10mL$당 $1N$의 양이온을 증가시키고, $Y$는 $20mL$당 $1N$을 증가시키므로 단위 부피당 양이온 수는 $X$가 $Y$의 2배입니다.
    ㄴ. A(X $20mL$)와 B(Y $20mL$)의 총 이온 수를 계산하면 동일한 결과가 나옵니다.
    ㄷ. 중화 반응 시 생성되는 물의 양은 반응한 $H^{+}$와 $OH^{-}$의 양에 비례하며, C(X $30mL$)가 D(Y $30mL$)보다 더 많은 $OH^{-}$를 제공하여 더 많은 물을 생성합니다.
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