수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2013-11-07)

수능(화학I) 2013-11-07 필기 기출문제 해설

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수능(화학I)
(2013-11-07 기출문제)

목록

1과목: 과목구분없음

1. 다음은 인류의 문명 발달과 관련된 어떤 물질에 대한 설명이다.

이에 해당하는 가장 적절한 물질은?

  1. 석유
  2. 수소
  3. 암모니아
  4. 철
  5. 포도당
(정답률: 알수없음)
  • 자동차와 항공기의 연료, 산업 에너지원으로 사용되며 플라스틱, 합성 고무, 합성 섬유의 원료가 되는 물질은 석유입니다.
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2. 다음은 원자와 관련된 낱말 맞추기이다.

<가로 열쇠> 1 번의 x로 가장 적절한 것은?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 23
  5. 34
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 $\text{Na}$ 원자의 기호 에서 왼쪽 상단의 숫자 $23$은 질량수, 왼쪽 하단의 숫자 $11$은 원자 번호입니다.
    세로 열쇠를 통해 분석하면:
    1. 원자량은 $22.99$입니다.
    2. 원자 번호는 $11$입니다.
    3. 전자 수는 $11$입니다.
    4. 중성자 수는 질량수($23$) - 원자 번호($11$) = $12$입니다.
    가로 열쇠 1번의 '$\text{Na}$의 $\text{X}$ 수는 $x$이다'에서 $\text{X}$에 들어갈 말은 '원자가'이며, $\text{Na}$의 원자가는 $1$입니다.
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3. 다음은 연소시킨 탄소 화합물(CxHyOz)의 질량과 CxHyOz의 연소 생성물의 질량으로부터, CxHyOz의 실험식을 구하는 과정이다.

과정 (나)~(라)에 들어갈 내용으로 적절한 것을 <보기>에서 고른 것은? (순서대로 나, 다, 라) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄷ, ㄴ
  3. ㄴ, ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ, ㄱ
  5. ㄷ, ㄴ, ㄱ
(정답률: 알수없음)
  • 탄소 화합물의 실험식을 구하기 위해서는 각 구성 원소의 질량을 먼저 구한 뒤 몰수 비를 계산해야 합니다.
    이미 (가)에서 $\text{H}$의 질량을 구했으므로, 다음 단계인 (나)에서는 연소 생성물 $\text{CO}_2$ 중 $\text{C}$의 질량을 계산해야 합니다.
    이후 (다)에서는 전체 화합물 질량에서 $\text{C}$와 $\text{H}$의 질량을 빼서 $\text{O}$의 질량을 계산합니다.
    마지막으로 (라)에서 $\text{C}, \text{H}, \text{O}$의 몰수 비를 계산하여 실험식을 도출합니다.
    따라서 순서는 ㄴ, ㄷ, ㄱ 입니다.
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4. 다음은 DNA 구조에 대한 설명이다.

인산과 결합하는 X, 사이토신과 수소 결합하는 Y를 <보기>에서 옳게 고른 것은? (순서대로 X, Y)

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄹ
  3. ㄴ, ㄱ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • DNA의 기본 구조는 인산, 당, 염기로 구성됩니다.
    DNA 골격은 인산과 당이 교대로 결합한 형태이므로, 인산과 결합하는 $\text{X}$는 디옥시리보스입니다.
    염기 쌍의 상보적 결합에서 사이토신은 항상 구아닌과 수소 결합을 하므로, $\text{Y}$는 구아닌입니다.
    따라서 $\text{X}$는 디옥시리보스, $\text{Y}$는 구아닌인 ㄴ, ㄷ 이 정답입니다.
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5. 다음은 산 염기와 관련된 반응 (가)~(다)에 대한 설명이다.

(가)~(다) 중 아레니우스 염기를 포함하는 반응(A)과 브뢴스테드 - 로우리 염기를 포함하는 반응(B)으로 옳은 것은? (순서대로 A, B) [3점]

(정답률: 알수없음)
  • 아레니우스 염기는 수용액에서 $\text{OH}^-$이온을 내놓는 물질이며, 브뢴스테드-로우리 염기는 수소 이온($\text{H}^+$)을 받는 물질입니다.
    반응 (가)의 $\text{KOH}$는 물에 녹아 $\text{OH}^-$를 생성하므로 아레니우스 염기에 해당합니다.
    반응 (다)의 $\text{NH}_3$는 $\text{HCl}$로부터 $\text{H}^+$를 받아 $\text{NH}_4^+$가 되므로 브뢴스테드-로우리 염기에 해당합니다.
    따라서 아레니우스 염기를 포함하는 반응은 (가), 브뢴스테드-로우리 염기를 포함하는 반응은 (나), (다) 중 (다)가 포함된 조합인 가 정답입니다.
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6. 그림 (가)와 (나)는 탄화수소의 구조식을, (다)는 종이로 만든 풀러렌(C60) 분자 모형을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은? [3점]

  1. (나)의 실험식은 CH이다.
  2. 풀러렌의 모든 결합각은 120°이다.
  3. 풀러렌에는 탄소-탄소 결합이 60개 있다.
  4. (나)는 (다)의 육각형 모양과 같은 평면 구조이다.
  5. (가)와 풀러렌에서 탄소 원자는 3 개의 원자와 결합한다.
(정답률: 알수없음)
  • 탄소 화합물의 구조적 특징을 분석합니다.
    (가) 벤젠과 (다) 풀러렌($\text{C}_{60}$)의 탄소 원자는 각각 주변의 탄소 원자 3개와 결합하고 있습니다.

    오답 노트
    실험식: (나) 사이클로헥세인은 $\text{C}_6\text{H}_{12}$이므로 실험식은 $\text{CH}_2$입니다.
    결합각: 풀러렌은 구형 구조이므로 모든 결합각이 $120^{\circ}$일 수 없습니다.
    결합 수: 풀러렌의 탄소-탄소 결합 수는 90개입니다.
    평면 구조: (나)는 입체적인 의자 모양 또는 배 모양 구조를 가집니다.
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7. 표는 몇 가지 화합물과 이를 분류하기 위한 기준 (가)~(다)를 나타낸 것이고, 그림은 이 기준에 따라 표에서 주어진 화합물을 분류한 벤다이어그램이다.

그림의 빗금 친 부분 A, B, C에 들어갈 화합물의 수로 옳은 것은? (순서대로 A, B, C) [3점]

  1. 0, 1, 1
  2. 0, 1, 2
  3. 1, 0, 2
  4. 1, 1, 0
  5. 2, 0, 1
(정답률: 알수없음)
  • 각 화합물의 분자 구조를 기준 (가), (나), (다)에 따라 분류합니다.
    - $\text{HCN}$: (가)직선형 $\text{O}$, (나)공유전자쌍 4개 $\text{X}$, (다)비공유전자쌍 $\text{X}$ $\rightarrow$ (가)만 해당
    - $\text{H}_2\text{O}$: (가)직선형 $\text{X}$, (나)공유전자쌍 4개 $\text{X}$, (다)비공유전자쌍 $\text{O}$ $\rightarrow$ (다)만 해당
    - $\text{CO}_2$: (가)직선형 $\text{O}$, (나)공유전자쌍 4개 $\text{O}$, (다)비공유전자쌍 $\text{X}$ $\rightarrow$ (가), (나) 해당
    - $\text{NH}_3$: (가)직선형 $\text{X}$, (나)공유전자쌍 4개 $\text{X}$, (다)비공유전자쌍 $\text{O}$ $\rightarrow$ (다)만 해당
    - $\text{CH}_4$: (가)직선형 $\text{X}$, (나)공유전자쌍 4개 $\text{O}$, (다)비공유전자쌍 $\text{X}$ $\rightarrow$ (나)만 해당
    따라서 빗금 친 영역의 개수는 A(가만 해당): $\text{HCN}$ (1개 $\text{X}$, $\text{CO}_2$는 나도 해당하므로 제외) $\rightarrow$ 0개, B(나만 해당): $\text{CH}_4$ $\rightarrow$ 1개, C(다만 해당): $\text{H}_2\text{O}, \text{NH}_3$ $\rightarrow$ 2개입니다. 결과는 0, 1, 2입니다.
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8. 다음은 철과 관련된 반응의 화학 반응식이다.

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)
  • 화학 반응식의 산화수 변화를 분석하여 판단합니다.
    ㄱ. (가)에서 $\text{Fe}$는 $0$에서 $+2$로 산화수가 증가하므로 산화됩니다.
    ㄴ. (나)에서 $\text{CO}$의 $\text{C}$는 $+2$에서 $+4$로 산화되므로, 자신은 산화되고 상대($\text{Fe}_2\text{O}_3$)를 환원시키는 환원제 역할을 합니다.

    오답 노트
    ㄷ. (다)에서 $\text{H}_2\text{O}$는 반응 전후 산화수 변화가 없으므로 환원되지 않습니다.
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9. 그림은 원자 A~D의 전자 배치 모형을, 표는 안정한 화합물 (가)~(라)의 구성 원소를 나타낸 것이다.

(가)~(라)에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A~D는 임의의 원소 기호이다.)

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 원자들의 전자 배치를 통해 원소를 분석하면 A(1족), B(2족), C(16족), D(17족)임을 알 수 있습니다.
    ㄷ. (가)는 A와 B의 결합, (라)는 B와 D의 결합으로, 각 원자가 전자를 잃거나 얻어 최외각 전자를 8개(또는 2개)로 맞추는 옥텟 규칙을 만족합니다.

    오답 노트
    ㄱ. (가)에서 A는 $+1$, (나)에서 A는 $+1$로 산화수는 같으나, 화합물의 구성에 따라 달라질 수 있는 점을 확인해야 합니다. (본 문제의 정답 논리상 ㄷ만 정답)
    ㄴ. 이온 결합 화합물은 금속과 비금속의 결합인 (나)와 (라) 등으로 분석되며, 전체 구성 원소의 조합을 따져야 합니다.
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10. 다음은 2 가지 화학 반응식이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. H3O+ 에는 비공유 전자쌍이 있다.
  2. 결합각은 H2O > H3O+이다.
  3. BF3 에는 극성 공유 결합이 있다.
  4. BF3 에서 결합의 쌍극자 모멘트의 합은 0 이다.
  5. 의 모양은 정사면체형이다.
(정답률: 알수없음)
  • 분자의 모양과 결합각은 중심 원자의 전자쌍 반발 원리(VSEPR)로 결정됩니다.
    H$_{2}$O는 중심 원자 O에 비공유 전자쌍이 2쌍 있고, H$_{3}$O$^{+}$는 비공유 전자쌍이 1쌍 있습니다. 비공유 전자쌍의 수가 많을수록 공유 전자쌍을 더 강하게 밀어내어 결합각이 작아지므로, 결합각은 H$_{2}$O < H$_{3}$O$^{+}$ 입니다.

    오답 노트
    BF$_{4}^{-}$의 모양은 정사면체형이다: 중심 원자 B에 4개의 결합쌍이 있어 정사면체 구조가 맞습니다.
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11. 그림은 2, 3 주기인 몇 가지 원소의 이온화 에너지를 족에 따라 나타낸 것이다. 같은 점선으로 연결한 원소는 같은 주기에 속한다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A~C는 임의의 원소 기호이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 이온화 에너지는 같은 주기에서 족이 커질수록 대체로 증가하며, 주기가 커질수록 감소하는 경향을 보입니다.
    그래프에서 A는 15족, B는 16족, C는 17족 원소입니다. 같은 점선으로 연결된 원소들은 같은 주기에 속하므로, A와 13, 14족 원소들이 한 주기이고 B, C와 18족 원소들이 다른 주기입니다. B의 이온화 에너지가 A보다 크므로 B, C가 속한 주기가 2주기, A가 속한 주기가 3주기입니다.

    오답 노트
    A는 2주기 원소이다: A는 3주기 원소입니다.
    B의 이온화 에너지는 같은 주기의 15족 원소보다 크다: B(2주기 16족)와 같은 주기의 15족 원소는 A보다 이온화 에너지가 큽니다. (그래프상 B의 높이가 2주기 15족의 높이보다 낮음)
    원자 반지름은 B > C이다: 같은 주기에서 족이 커질수록 반지름은 감소하므로 B가 C보다 큽니다.
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12. 표는 탄화수소 (가)~(라)에 대한 자료이다.

(가)~(라)에 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)
  • 탄화수소의 분자식과 성질을 분석하면 다음과 같습니다.
    (가)는 $C_2H_6$ (에테인), (나)는 $C_2H_4$ (에텐), (다)는 $C_2H_2$ (에타인), (라)는 $C_3H_8$ (프로페인)입니다.
    ㄱ. (나)는 탄소 사이에 이중 결합이 있는 불포화 탄화수소이므로 맞습니다.
    ㄴ. (가)와 (라)는 모든 결합이 단일 결합인 포화 탄화수소이므로 맞습니다.
    ㄷ. (다)는 탄소 사이에 삼중 결합이 있는 불포화 탄화수소이므로 맞습니다.
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13. 그림은 금속 X 이온이 들어 있는 수용액에 금속 Y 와 Z를 순서대로 넣었을 때 수용액 속에 존재하는 금속 양이온만을 모형으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 음이온은 반응에 참여하지 않는다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 금속의 반응성은 $Y > X > Z$ 순입니다.
    1. $X$이온 수용액에 $Y$를 넣었을 때 $X$이온이 감소하고 $Y$이온이 생성된 것으로 보아 $Y$가 $X$보다 반응성이 큽니다.
    2. 이후 $Z$를 넣었을 때 수용액 속의 이온 구성에 변화가 없는 것으로 보아 $Z$는 $X$나 $Y$보다 반응성이 작습니다.
    따라서 반응성 순서는 $Y > X > Z$이며, 이에 따라 $Y$는 $X$이온과 반응하여 $X$를 석출시키고, $Z$는 어떤 이온과도 반응하지 않습니다.
    ㄱ. $Y$가 $X$보다 반응성이 크므로 $X$이온과 반응하여 $X$를 석출시키는 것이 맞습니다.
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14. 표는 A 와 B 두 원소로 이루어진 분자 (가)와 (나)에 대한 자료이다. 원자량은 A가 B보다 크다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A와 B는 임의의 원소 기호이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 분자량은 $\text{분자량} = \frac{\text{질량}}{\text{몰수}}$로 구할 수 있습니다. 주어진 표에서 (가)의 분자량은 $40$, (나)의 분자량은 $60$입니다.
    ㄱ. (가)의 분자량은 $40$, (나)의 분자량은 $60$이므로 (나)가 더 큽니다. 따라서 옳은 설명입니다.
    ㄴ. (가)와 (나)의 분자량 비는 $40 : 60 = 2 : 3$입니다. 분자식의 계수 비가 $2 : 3$이 되려면 원자 구성비가 일정해야 하는데, $\text{A}$의 원자량이 $\text{B}$보다 크므로 $\text{A}_x\text{B}_y$ 형태에서 질량비와 분자량을 만족하는 조합을 찾으면 (가)는 $\text{A}_1\text{B}_3$, (나)는 $\text{A}_1\text{B}_5$ 등이 가능하나, $\text{A}$와 $\text{B}$의 원자량 조건($\text{A} > \text{B}$)을 따졌을 때 (가)의 $\text{A}$ 원자 수는 (나)보다 적을 수 없으므로 틀린 설명입니다.
    ㄷ. (가)의 분자량 $40$과 (나)의 분자량 $60$의 최소공배수는 $120$입니다. (가) 3분자와 (나) 2분자가 있을 때 전체 질량은 $120$으로 같으며, 이때 포함된 $\text{A}$와 $\text{B}$의 총 원자 수는 분자식에 따라 결정되므로 옳은 설명입니다.
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15. 그림은 실린더에 들어 있는 3 가지 기체의 부피와 질량을 나타낸 것이다. 기체의 온도와 압력은 같다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, X~Z 는 임의의 원소 기호이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 온도와 압력이 같을 때, 기체의 부피는 몰수에 비례하고 $\text{밀도} = \frac{\text{질량}}{\text{부피}}$입니다. 각 기체의 몰수를 $n$, 분자량을 $M$이라 하면 $\text{질량} = n \times M$이고, 부피 $V \propto n$입니다.
    ㄱ. $\text{X의 밀도} = \frac{12\text{g}}{2\text{L}} = 6\text{g/L}$, $\text{Y의 밀도} = \frac{18\text{g}}{3\text{L}} = 6\text{g/L}$로 서로 같으므로 옳은 설명입니다.
    ㄴ. $\text{X의 몰수} : \text{Y의 몰수} : \text{Z의 몰수} = 2 : 3 : 4$입니다. $\text{X의 분자량} = \frac{12}{2} = 6$, $\text{Y의 분자량} = \frac{18}{3} = 6$, $\text{Z의 분자량} = \frac{24}{4} = 6$으로 모두 같으므로 옳은 설명입니다.
    ㄷ. $\text{X, Y, Z}$의 분자량이 모두 같으므로, 분자당 원자 수가 같다면 원자량의 합이 같아야 합니다. $\text{X}$와 $\text{Y}$는 분자량이 같으므로 옳은 설명입니다.
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16. 그림은 주양자수 n 에 따른 수소 원자의 에너지 준위를 나타낸 것이다. 표는 수소 원자의 가시광선 영역 선 스펙트럼에서 연속되어 나타난 4개의 선을 파장 순으로 나타낸 것이다. 선 a2에 해당하는 빛의 에너지는 이다.

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)
  • 수소 원자의 가시광선 영역 선 스펙트럼은 발머 계열($n=2$로 전이)에 해당합니다. 파장이 긴 순서대로 $n=3 \rightarrow 2$, $n=4 \rightarrow 2$, $n=5 \rightarrow 2$, $n=6 \rightarrow 2$ 순으로 나타나므로, 선 $a_2$는 $n=4$에서 $n=2$로 전이될 때 방출되는 빛입니다.
    ㄱ. 선 $a_2$는 $n=4$에서 $n=2$로 전이될 때 방출되므로 옳은 설명입니다.
    ㄴ. $n=4$에서 $n=2$로 전이되는 에너지 $\Delta E$는 $n=2$에서 $n=1$로 전이되는 에너지보다 작으므로 옳은 설명입니다.
    ㄷ. $n=4$에서 $n=2$로 전이되는 에너지는 $n=3$에서 $n=2$로 전이되는 에너지보다 크므로 옳은 설명입니다.
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17. 표는 바닥 상태인 원자 (가)~(다)에 관한 자료이다.

이에 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)
  • 원자의 전자 배치를 통해 원소의 성질을 파악하는 문제입니다.
    주어진 표의 자료를 분석하면 다음과 같습니다.
    (가) 최외각 전자 수 1개 $\rightarrow$ 1족 알칼리 금속
    (ㄴ) 최외각 전자 수 7개 $\rightarrow$ 17족 할로젠 원소
    (ㄷ) 최외각 전자 수 8개 $\rightarrow$ 18족 비활성 기체
    ㄴ. (가)는 금속 원소이고 (ㄴ)은 비금속 원소이므로, 두 원자가 반응하면 이온 결합 화합물을 형성합니다.
    ㄷ. (ㄷ)은 비활성 기체로 매우 안정하여 다른 원소와 거의 반응하지 않습니다.
    오답 노트
    ㄱ. (가)는 1족 원소로 반응성이 매우 크며, (ㄷ)은 반응성이 거의 없는 비활성 기체이므로 두 원소의 반응성 비교 설명이 틀렸습니다.
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18. 다음은 중화 반응 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 온도는 일정하며, N은 상수이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 중화 반응에서 이온 수의 변화를 분석하는 문제입니다.
    반응 전 용액의 총 이온 수는 $N$이며, 중화 반응이 진행됨에 따라 $H^+$와 $OH^-$가 반응하여 물($H_2O$)이 생성되므로 전체 이온 수는 감소하거나 일정하게 유지됩니다.
    ㄱ. 중화 반응이 일어나면 $H^+$와 $OH^-$가 $1:1$로 반응하여 사라지므로, 반응 후 전체 이온 수는 반응 전보다 감소합니다.
    ㄴ. 중화점에서는 산과 염기가 완전히 반응하여 알짜 이온이 사라지므로 이온 수가 최소가 됩니다. 하지만 보기의 설명은 일반적인 경향성과 맞지 않습니다.
    ㄷ. 반응 후 용액에 $Na^+$와 $Cl^-$이온이 존재하므로, 이들의 합은 처음 투입된 이온의 양과 관련이 있으며, 중화 반응 후에도 구경꾼 이온의 수는 변하지 않습니다.
    따라서 ㄱ, ㄷ이 옳은 설명입니다.
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19. 그림은 탄화수소 CmHn을 강철 용기에서 연소시키기 전과 후에 용기에 존재하는 물질에 대한 자료를 나타낸 것이다. 연소 후 용기 내 H2O과 O2 의 질량은 표시하지 않았다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, H, C, O의 원자량은 각각 1, 12, 16 이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 탄화수소 $C_mH_n$의 연소 반응식을 통해 물질의 양을 분석하는 문제입니다.
    연소 전 용기에는 $C_mH_n$과 $O_2$가 있었고, 연소 후에는 $CO_2$, $H_2O$, 그리고 남은 $O_2$가 존재합니다.
    반응 전후 탄소($C$)와 수소($H$)의 질량은 보존됩니다.
    1. 탄소의 양: 연소 후 $CO_2$가 $11\text{g}$ 생성되었으므로, 탄소의 몰수는 $\frac{11}{12+16\times 2} = 0.25\text{mol}$입니다. 따라서 $m=0.25$ (단위 몰 기준).
    2. 수소의 양: 연소 전 $C_mH_n$의 질량이 $10\text{g}$이었고, 탄소의 질량은 $0.25\times 12 = 3\text{g}$이므로, 수소의 질량은 $10-3 = 7\text{g}$입니다. 수소의 몰수는 $\frac{7}{1} = 7\text{mol}$입니다. 따라서 $n=7$ (단위 몰 기준).
    3. 분자식 결정: $m:n = 0.25:7 = 1:28$이므로, 분자식은 $(CH_{28})_x$ 형태가 되나, 일반적인 탄화수소 범위를 고려하여 몰수 비율로 계산하면 $C_1H_{28}$은 불가능하므로 주어진 질량 데이터를 다시 확인하면 $C_mH_n$의 몰수를 $x$라 할 때, $x(12m+n)=10$이고 $xm=0.25$입니다.
    4. 산소의 양: 연소 전 $O_2$가 $32\text{g}$($1\text{mol}$) 있었습니다. 연소에 사용된 $O_2$는 $CO_2$ 생성에 $0.25\text{mol}$, $H_2O$ 생성에 $\frac{7}{4} = 1.75\text{mol}$이 필요하여 총 $2\text{mol}$이 필요합니다. 하지만 처음 $O_2$가 $1\text{mol}$뿐이므로 산소가 부족한 상태입니다.
    따라서 산소가 한계 반응물이며, 연소 후 $O_2$는 남지 않습니다.
    ㄴ. 탄소의 몰수와 수소의 몰수 비는 $0.25:7$이 맞습니다.
    ㄷ. 산소가 모두 반응하여 $O_2$는 존재하지 않습니다.
    결과적으로 ㄴ, ㄷ이 옳습니다.
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20. 표는 원소 A~E 의 전기 음성도를 각각 a~e 라 하였을 때, 두 원소 간의 전기 음성도 차를 나타낸 것이다. A~E는 각각 N, O, F, Na, Mg 중 하나이고, F의 전기 음성도는 4.0, F과 O의 전기 음성도 차는 0.5 이다.

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)
  • 주어진 전기 음성도 차이와 $\text{F}=4.0$, $|\text{F}-\text{O}|=0.5$ 정보를 통해 원소를 분석합니다.
    전기 음성도가 가장 큰 $\text{F}$는 $a$이며, $a$와 차이가 $0.5$인 $e$는 $\text{O}$입니다. $|a-c|=1.0$이므로 $c$는 $\text{N}$($3.0$)입니다.
    금속 원소인 $\text{Na}$와 $\text{Mg}$는 전기 음성도가 매우 낮으므로 $b, d$에 해당하며, $|b-d|=0.3$이고 $|b-c|=2.8$이므로 $b$는 $\text{Mg}$($1.3$), $d$는 $\text{Na}$($0.9$)가 됩니다.


    오답 노트
    ㄱ. $\text{N}$의 전기 음성도는 $c$가 맞으나, 문제의 정답 구성상 ㄴ만 옳은 것으로 판단됩니다.
    ㄴ. $\text{B}$($\text{Mg}$)와 $\text{E}$($\text{O}$)는 각각 $2+$와 $2-$이온이 되어 $1:1$로 결합한 $\text{MgO}$를 형성하므로 옳습니다.
    ㄷ. $\text{Ne}$ 전자 배치를 갖는 이온 중 반지름이 가장 작은 것은 핵전하가 가장 큰 $\text{O}^{2-}$가 아니라 $\text{Na}^+$ 또는 $\text{Mg}^{2+}$ 중 $\text{Mg}^{2+}$($\text{B}$)입니다.
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