수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2014-03-12)

수능(화학I)
(2014-03-12 기출문제)

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1. 다음은 등잔불과 관련된 글의 일부이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 등잔불이 켜져 있는 방향으로만 갈 수 있기 때문에 옳은 설명이다. "ㄴ"은 등잔불이 꺼져 있는 방향으로만 갈 수 있기 때문에 옳은 설명이다. "ㄷ"는 등잔불이 켜져 있거나 꺼져 있는 방향 모두 갈 수 있기 때문에 옳은 설명이다. 따라서 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"이다.
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2. 그림은 원자 A, B와 이온 C+ , D-의 전자 배치를 모형으로 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A ~ D는 임의의 원소 기호이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄴ, ㄷ"가 옳은 이유는 이온 C+는 전자 1개를 잃어버려 양이온이 되었고, 이온 D-는 전자 1개를 더 얻어 음이온이 되었기 때문이다. 따라서 C+는 전자껍질이 2개, D-는 전자껍질이 8개가 되었다.
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3. 그림은 분자량에 따른 X2의 분자 수를 상댓값으로 나타낸 것이다. 자연계에 존재하는 X2의 분자량은 모두 3가지이다.

X의 동위 원소 종류의 수와 평균 원자량을 옳게 짝지은 것은? (단, X는 임의의 원소 기호이다.) (순서대로 동위 원소 종류의 수, 평균 원자량)

  1. 2, 35
  2. 2, 35.5
  3. 2, 36
  4. 3, 35.5
  5. 3, 36
(정답률: 알수없음)
  • 그림에서 분자량이 가장 많은 구간은 X2의 분자량이 71인 구간이다. 이는 X2의 분자량이 35.5인 원자가 2개 결합한 분자이다. 따라서 X는 원자량이 35.5인 원소인 염소(Cl)이다. 염소는 동위 원소로 35Cl과 37Cl이 있으며, 따라서 X의 동위 원소 종류의 수는 2이다. 평균 원자량은 (35.5 x 2) / 2 = 35.5 이므로, 정답은 "2, 35.5"이다.
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4. 그림은 수소 원자의 주양자수(n)에 따른 에너지 준위와 전자 전이 a ~ d를 나타낸 것이다.

a ~ d에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 수소 원자의 에너지 준위는 이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - a에서 b로의 전이는 파장이 짧은 빛을 흡수하여 일어난다. (ㄱ)
    - b에서 c로의 전이는 파장이 긴 빛을 방출하여 일어난다. (ㄴ)
    - c에서 d로의 전이는 파장이 짧은 빛을 방출하여 일어난다. (ㄱ)
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5. 다음은 3가지 화학 반응식이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? [3점]

  1. (가)에서 NH3는 염기이다.
  2. (나)는 산화 환원 반응이다.
  3. (다)에서 H의 산화수는 증가한다.
  4. 결합각은 NH3가 보다 크다.
  5. Cl2에는 무극성 공유 결합이 있다.
(정답률: 알수없음)
  • (가)에서 NH3는 염기이다. - 옳은 설명입니다.
    (나)는 산화 환원 반응이다. - 옳지 않은 설명입니다. 이 반응은 산화 환원 반응이 아닌 치환 반응입니다.
    (다)에서 H의 산화수는 증가한다. - 옳은 설명입니다.
    결합각은 NH3가 보다 크다. - 옳은 설명입니다.
    Cl2에는 무극성 공유 결합이 있다. - 옳은 설명입니다.

    따라서, 옳지 않은 설명은 "(나)는 산화 환원 반응이다." 입니다.

    결합각은 NH3가 보다 크다. 이유는 분자의 구조에 있습니다. NH3 분자는 삼각피라미드 구조를 가지고 있으며, 분자의 중심 원자인 N과 주위의 세 개의 H 원자들 사이의 결합각은 107도 정도입니다. 반면에, 분자는 선형 구조를 가지고 있으며, 두 개의 Cl 원자들 사이의 결합각은 180도입니다. 따라서, NH3 분자의 결합각은 분자의 결합각보다 큽니다.
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6. 다음은 원자 A, B의 전자 배치를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A, B는 임의의 원소 기호이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄷ"은 A와 B 모두 외전자껍질이 가득 차 있으며, 이는 규칙적인 전자배치인 에너지 준위 모형에서 안정한 상태를 나타낸다. 즉, A와 B 모두 안정한 상태에 있으며, 이는 전자의 에너지 상태가 안정하다는 것을 의미한다. 따라서 "ㄷ"가 옳은 설명이다.
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7. 다음은 기체 X2와 Y2가 반응하여 기체 XY3가 생성되는 반응의 화학 반응식이다.

그림과 같이 1몰의 X2(g)와 4몰의 Y2(g)를 용기에 넣고 어느 한 기체가 모두 소모될 때까지 반응시켰다. 반응 후 용기에 들어 있는 물질은 나타내지 않았다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, X, Y는 임의의 원소 기호이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"과 "ㄷ"가 옳은 설명이다.

    반응식을 보면 X2와 Y2가 1:4의 몰 비로 반응하여 XY3가 생성된다. 따라서, X2의 몰 수는 1/2 몰이고, Y2의 몰 수는 4 몰이다. 이때, X2와 Y2 중에서 소모되지 않은 물질이 남아있을 수도 있다.

    보기에서 "ㄱ"은 X2와 Y2의 몰 수를 계산하여 반응에 참여한 몰 수가 더 적은 X2의 몰 수인 1/2 몰이 반응이 완료된 후에도 남아있을 가능성이 있다는 것을 설명하고 있다.

    보기에서 "ㄷ"는 반응식에서 생성된 XY3의 몰 수를 계산하여 2 몰이 생성된다는 것을 설명하고 있다.
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8. 그림은 원자 번호가 연속인 2, 3주기 원소 A ~ D의 원자가 전자의 유효 핵전하를 나타낸 것이다.

A ~ D에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A ~ D는 임의의 원소 기호이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄷ"는 A ~ D의 전자 구성이 모두 완전한 껍질을 가지고 있기 때문에 옳다. "ㄱ"은 A와 B의 전자 구성이 완전한 껍질을 가지고 있지 않기 때문에 틀리다. "ㄱ, ㄴ"은 A와 C의 전자 구성이 완전한 껍질을 가지고 있지 않기 때문에 틀리다. "ㄴ, ㄷ"는 C와 D의 전자 구성이 완전한 껍질을 가지고 있지 않기 때문에 틀리다. "ㄱ, ㄴ, ㄷ"는 모든 원소의 전자 구성이 완전한 껍질을 가지고 있지 않기 때문에 틀리다.
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9. 그림은 탄소를 포함한 3가지 물질을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 그림에서는 탄소, 수소, 산소 세 가지 원소가 나타나고 있으며, 이들은 각각 C, H, O로 표기된다. 이에 따라 보기에서 "ㄱ"은 탄소(C)와 수소(H)를 모두 포함하고 있으며, "ㄷ"는 탄소(C)와 산소(O)를 모두 포함하고 있기 때문에 옳은 설명이다. "ㄴ"은 모든 원소를 포함하지 않으므로 틀린 설명이다. "ㄱ, ㄴ"은 수소(H)가 빠져있기 때문에 틀린 설명이며, "ㄱ, ㄴ, ㄷ"는 모든 원소를 포함하지만 산소(O)와 수소(H)가 함께 포함되어 있지 않기 때문에 틀린 설명이다.
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10. 그림 (가)는 DNA 이중 나선 구조의 일부를 모형으로 나타낸 것이고, (나)는 DNA를 구성하는 염기 중의 하나인 구아닌의 구조식을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 그림 (가)와 (나)가 모두 DNA의 구조와 구성 요소를 나타내기 때문에 옳은 설명이다. "ㄷ"는 보기에 나와있는 그림과 관련이 없는 설명이다. "ㄱ, ㄴ"은 그림 (가)와 (나) 중 하나만을 나타내는 것이므로 옳지 않다. "ㄴ, ㄷ"는 그림 (나)와 RNA의 구성 요소를 나타내는 것이므로 옳지 않다. "ㄱ, ㄴ, ㄷ"는 보기에 나와있는 내용을 모두 포함하지만, 문제에서 요구하는 것은 옳은 설명 하나이므로 옳지 않다.
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11. 다음은 탄화수소 (가)~(다)의 화학식이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - (가)는 메테인으로 탄소 원자 1개와 수소 원자 4개로 이루어져 있으며, 분자식은 CH4이다.
    - (나)는 에틸렌으로 탄소 원자 2개와 수소 원자 2개로 이루어져 있으며, 분자식은 C2H4이다.
    - (다)는 프로판으로 탄소 원자 3개와 수소 원자 8개로 이루어져 있으며, 분자식은 C3H8이다.

    따라서, 옳은 설명은 "ㄱ"인 '메테인, 에틸렌, 프로판의 분자식은 각각 CH4, C2H4, C3H8이다.' 이다.
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12. 다음은 원소 A ~ D에 대한 설명이다. A ~ D는 각각 O, Mg, Cl, K 중 하나이다.

A ~ D에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? [3점]

  1. A와 B는 비금속 원소이다.
  2. 원자 반지름은 B가 D보다 작다.
  3. 이온화 에너지가 가장 작은 것은 C이다.
  4. 안정한 이온의 반지름은 B가 C보다 작다.
  5. A와 D로 이루어진 화합물의 화학식은 DA이다.
(정답률: 알수없음)
  • 원소 B와 C는 금속 원소이며, 금속 원소는 전자를 잃어 이온화되면 양이온이 되어 반지름이 작아진다. 따라서 안정한 이온의 반지름은 B가 C보다 작다.
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13. 그림은 4가지 분자를 주어진 기준에 따라 분류한 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ"인 이유는, 분자들이 가지고 있는 수소 결합의 수가 모두 같기 때문이다. "ㄷ"는 수소 결합의 수가 다르고, "ㄱ,ㄴ"과 "ㄱ,ㄷ"는 분자들이 가지고 있는 수소 결합의 수는 같지만 분자 구조가 다르기 때문에 다른 카테고리에 속한다. "ㄴ,ㄷ"는 수소 결합의 수가 같지 않기 때문에 다른 카테고리에 속한다.
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14. 그림은 철이나 코크스를 이용하여 수증기로부터 수소를 대량으로 얻는 과정 (가)와 (나)를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - (ㄱ)에서는 철과 수증기가 반응하여 수소와 산화철이 생성된다.
    - (ㄴ)에서는 산화철과 코크스가 반응하여 산화탄소와 철이 생성되고, 이때 생성된 열로 (ㄱ)에서 생성된 수소를 가열하여 순수한 수소를 얻는다.
    따라서, 정답은 "ㄱ, ㄴ" 이다.
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15. 표는 원소 A ~ C로 이루어진 물질 (가)~(다)의 분자식과 분자량을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "ㄴ"이다. 이는 표에서 분자식과 분자량이 일치하는 물질이 하나만 존재하기 때문이다. 즉, 분자식이 A인 물질의 분자량은 60, 분자식이 B인 물질의 분자량은 80, 분자식이 C인 물질의 분자량은 120이므로, 분자식과 분자량이 일치하는 물질은 분자식이 A인 물질 하나뿐이다.
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16. (가)~(다)는 산 염기 반응이다.

(가)~(다)에서 브뢴스테드-로우리 산으로 작용한 물질을 옳게 짝지은 것은? (순서대로 가, 나, 다)

(정답률: 알수없음)
  • (가)에서는 산성산인 황산과 염기성산인 나트륨하이드록사이드가 반응하여 염화나트륨과 물이 생성된다. 이때, 황산은 브론스테드 산이 되고, 나트륨하이드록사이드는 로우리 염기가 된다. 따라서 (가)에서 브론스테드 산은 황산이고, 로우리 염기는 나트륨하이드록사이드이다. (나)와 (다)에서도 마찬가지로 산과 염기가 반응하여 브론스테드 산과 로우리 염기가 생성되는데, (나)에서는 염산과 나트륨하이드록사이드가, (다)에서는 식초산과 나트륨하이드록사이드가 반응한다. 따라서 (가)~(다)에서 브론스테드-로우리 산으로 작용한 물질은 각각 황산, 염산, 식초산이고, 이 중에서 브론스테드 산이 되는 것은 황산이다. 따라서 정답은 ""이다.
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17. 그림은 XNO3 수용액에 금속 Y를 넣어 반응시킨 후, 충분한 양의 금속 Z를 넣어 반응시켰을 때 수용액 속에 존재하는 금속 양이온만을 모형으로 나타낸 것이다. 용액 (나)에는 금속 Z가 남아 있다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, X ~ Z는 임의의 원소 기호이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 XNO3 수용액에 금속 Y가 반응하여 Y+ 이온이 생성되었고, 이후 금속 Z가 반응하여 Z2+ 이온이 생성되었기 때문에 옳은 설명이다. "ㄷ"는 금속 Z가 남아 있기 때문에 옳은 설명이다. "ㄴ"은 수용액 속에는 금속 양이온만 존재하기 때문에 옳은 설명이다. 따라서 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"이다.
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18. 다음은 탄화수소 X, Y의 실험식을 구하기 위한 실험이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, H, C, O의 원자량은 각각 1, 12, 16이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 실험에서 얻은 총 질량과 탄소, 수소, 산소의 원자량을 이용하여 탄화수소 X의 실험식을 구한 것이다. "ㄷ"는 실험에서 얻은 총 질량과 탄소, 수소, 산소의 원자량을 이용하여 탄화수소 Y의 실험식을 구한 것이다. 따라서 "ㄱ, ㄷ"가 정답이다.
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19. 그림은 HA(aq)과 BOH(aq)의 부피비를 달리하여 중화 반응시켰을 때 생성된 H2O 분자 수를 상댓값으로 나타낸 것이다. 실험 (가)와 (나)에서 사용한 BOH(aq)은 같다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 혼합 전 용액의 온도는 모두 같다.) [3점]

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

    ㄱ. HA(aq)와 BOH(aq)의 부피비가 1:1일 때, 생성된 H2O 분자 수가 가장 많다.
    - 이는 중화 반응식이 HA(aq) + BOH(aq) → H2O(l) + BA(aq)로 표현될 때, HA와 BOH의 몰 비가 1:1일 때, 모든 HA 분자가 BOH와 반응하여 H2O 분자를 생성할 수 있기 때문이다.

    ㄴ. HA(aq)와 BOH(aq)의 부피비가 2:1일 때, 생성된 H2O 분자 수가 가장 적다.
    - 이는 중화 반응식이 HA(aq) + BOH(aq) → H2O(l) + BA(aq)로 표현될 때, HA와 BOH의 몰 비가 2:1일 때, BOH가 남아있어서 모든 HA 분자가 반응하지 못하고 남아있기 때문이다.

    ㄷ. HA(aq)와 BOH(aq)의 부피비가 1:2일 때, 생성된 H2O 분자 수는 HA(aq)와 BOH(aq)의 부피비가 1:1일 때와 같다.
    - 이는 중화 반응식이 HA(aq) + BOH(aq) → H2O(l) + BA(aq)로 표현될 때, HA와 BOH의 몰 비가 1:2일 때, BOH가 모두 반응하여 H2O 분자를 생성하고, 남은 HA 분자는 BOH와의 몰 비가 1:1일 때와 같은 상황이 되기 때문이다.
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20. 그림은 일정한 온도와 압력에서 실린더에 기체 A2와 B2의 몰수를 달리하여 넣고 반응시켜 기체 X를 생성할 때, 반응 전과 후의 피스톤의 높이를 나타낸 것이다. A2와 B2중 어느 한 기체는 모두 반응한다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A, B는 임의의 원소 기호이고, 피스톤의 마찰은 무시한다.) [3점]

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ, ㄷ"이다. 이유는 그림에서 반응 전과 후의 피스톤 높이를 보면, 반응 후에는 피스톤이 높아졌다는 것을 알 수 있다. 이는 기체 X가 생성될 때 발생하는 가스의 몰수가 반응 전보다 많아졌기 때문이다. 따라서, A2와 B2 중 하나가 모두 반응하므로, 기체 X는 A2와 B2 중 하나의 원소로 이루어져 있을 것이다. 이에 대한 설명이 "ㄴ, ㄷ"인 보기이다.
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