수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2014-04-10)

수능(화학I)
(2014-04-10 기출문제)

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1. 그림은 인류 문명 발전에 기여한 물질을 얻는 과정과 그 물질을 이용하는 사례를 나타낸 것이다.

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)
  • - "ㄱ"은 그림에서 보이는 물질을 얻는 과정과 관련된 것들이 모두 인류 문명 발전에 기여한 물질이기 때문이다.
    - "ㄴ"은 그림에서 보이는 물질을 이용하는 사례들이 모두 인류 문명 발전에 기여한 것이기 때문이다.
    - "ㄷ"는 "ㄱ"과 "ㄴ" 모두에 해당하는 것들이기 때문이다.
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2. 그림은 빅뱅 이후 우주에서 생성된 원자핵 A~C를 모형으로 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)
  • - ㄱ. A 원자핵은 2개의 양성자와 2개의 중성자로 이루어져 있으며, 헬륨 원자핵과 같은 구조를 가지고 있다.
    - ㄴ. B 원자핵은 3개의 양성자와 4개의 중성자로 이루어져 있으며, 리튬 원자핵과 같은 구조를 가지고 있다.
    - ㄷ. C 원자핵은 6개의 양성자와 6개의 중성자로 이루어져 있으며, 탄소 원자핵과 같은 구조를 가지고 있다.

    따라서, ㄱ은 A 원자핵의 구조를 설명하고, ㄴ은 B 원자핵의 구조를 설명하며, ㄷ은 C 원자핵의 구조를 설명하기 때문에 모두 옳은 설명이다. 따라서 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ" 이다.
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3. 다음은 산 염기 반응이다.

㉠ ~ ㉢ 중 브뢴스테드-로우리 염기인 것만을 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠
  2. ㉡
  3. ㉠, ㉡
  4. ㉠, ㉢
  5. ㉡, ㉢
(정답률: 알수없음)
  • 산 염기 반응에서 브뢴스테드-로우리 염기는 수소 이온(H+)을 받아들여서 수산화 이온(OH-)을 만들어내는 염기이다. 따라서, ㉠에서는 수산화 나트륨(NaOH)가 생성되어 브뢴스테드-로우리 염기이고, ㉢에서는 염화 수소(HCl)가 생성되어 브뢴스테드-로우리 염기가 아니다. 따라서 정답은 "㉠, ㉢"이다.
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4. 다음은 학생이 낱말 맞추기에 답한 내용이다.

㉠ ~ ㉢ 중 옳게 답한 것만을 있는 대로 고른 것은?

  1. ㉠
  2. ㉡
  3. ㉠, ㉢
  4. ㉡, ㉢
  5. ㉠, ㉡, ㉢
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "㉠, ㉢"이다.

    이유는 "㉠"에서는 "물고기"라는 단어가 맞게 채워졌고, "㉢"에서는 "초록색"이라는 단어가 맞게 채워졌기 때문이다.

    "㉡"에서는 "사과" 대신 "바나나"라는 단어가 채워졌기 때문에 틀린 답이다.

    따라서 "㉠, ㉢"가 정답이 된다.
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5. 그림은 Fe2O3, O2, Fe을 기준 (가)와 (나)로 분류하는 과정을 나타낸 것이다. X~Z는 각각 Fe2O3, O2, Fe 중 하나이며 기준 (가)와 (나)에 따라 달라질 수 있다.

기준 (가)와 (나)로 적절하지 않은 것은? (순서대로 가, 나) [3점]

  1. 분자인가?, 원소인가?
  2. 분자인가?, 화합물인가?
  3. 화합물인가?, 분자인가?
  4. 화합물인가?, 원소인가?
  5. 이온 결합 물질인가?, 분자인가?
(정답률: 알수없음)
  • 1. Fe2O3 - 화합물인가? (가) O2와 결합하여 Fe2O3이라는 화합물을 이루고 있으므로 화합물이다. (나) Fe와 O가 이온 결합하여 Fe2O3이라는 화합물을 이루고 있으므로 화합물이다.

    2. O2 - 분자인가? (가) O2는 분자로 이루어져 있으므로 분자이다. (나) O2는 분자로 이루어져 있으므로 분자이다.

    3. Fe - 원소인가? (가) Fe는 원소이다. (나) Fe는 원소이다.

    정답: ("이온 결합 물질인가?, 분자인가?") - 이유: 이온 결합 물질과 분자는 화학적 결합 형태가 다르기 때문에, 둘 다 해당되지 않는다.
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6. 그림은 3가지 원자 모형을 주어진 기준에 따라 분류한 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)
  • (가) 원자 모형은 전자의 분포에 따라 분류한 것이다.
    (나) 원자 모형은 전자의 에너지 준위에 따라 분류한 것이다.
    (다) 원자 모형은 전자의 스핀에 따라 분류한 것이다.

    보기에서 "ㄱ, ㄷ"이 정답인 이유는 (가)와 (다)의 조건을 모두 만족하기 때문이다. 즉, (가)에서는 전자의 분포에 따라 분류하고, (다)에서는 전자의 스핀에 따라 분류하기 때문에 이 두 조건을 모두 만족하는 원자 모형이 "ㄱ, ㄷ"이다.
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7. 그림은 원자 A～D의 바닥 상태 전자 배치를 기록한 노트의 일부가 물에 젖어 글씨가 번져 있는 모습을 나타낸 것이다.

A～D에 대한 설명으로 옳은 것만을 <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 정답이 "ㄷ"인 이유는, 노트에 기록된 전자 배치를 보면, A와 B는 2개의 전자를 가지고 있고, C와 D는 7개의 전자를 가지고 있기 때문이다. 이는 주기율표에서 2주기와 7주기에 해당하는 원소들의 전자 배치와 일치한다. 따라서 A와 B는 2주기 원소인 헬륨(He)나 리튬(Li) 등이 될 수 있고, C와 D는 7주기 원소인 플루오린(F)이나 클로린(Cl) 등이 될 수 있다. 이 중에서 A와 B가 같은 원소인 경우는 없으므로, A와 B는 서로 다른 원소이다. 따라서 정답은 "ㄷ"이다.
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8. 표는 수소(H) 원자 수가 동일한 탄화수소 (가)와 (나)의 분자량과 구성 성분 원소의 질량비를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 (가)와 (나)는 모두 수소(H) 원자 수가 동일하므로, 분자량이 더 큰 (나)는 탄소(C) 원자 수가 더 많은 것으로 추측할 수 있다. 이를 확인하기 위해 (가)와 (나)의 구성 성분 원소의 질량비를 비교해보면, (가)는 1:1, (나)는 1:2:1의 비율을 가지고 있으므로, (나)는 탄소(C) 1개와 수소(H) 2개로 이루어진 에테인(C2H4)일 가능성이 높다. 따라서, 보기에서 정답은 "ㄴ, ㄷ"이다.
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9. 그림은 같은 질량의 기체 A와 B가 실린더에 각각 들어 있는 것을 나타낸 것이다. A와 B는 각각 X2와 X3 중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, X는 임의의 원소 기호이며, 온도는 일정하다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄴ"이다. 이유는 그림에서 A와 B의 질량이 같으므로, 같은 온도와 압력에서의 기체의 분자수는 같다. 따라서, A와 B의 분자량이 다르면, A와 B의 분자의 수가 다르게 되어 있어야 한다. 그러나 그림에서 A와 B의 분자량이 같으므로, A와 B의 분자의 수도 같아야 한다. 따라서, A와 B는 모두 X2 또는 모두 X3이어야 한다.
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10. 표는 질소(N)를 포함한 분자나 이온에서 N의 산화수를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄴ"이 정답인 이유는, 질소(N)가 양이온으로 존재할 때는 산화수가 +3이 되고, 음이온으로 존재할 때는 산화수가 -3이 되기 때문이다. 따라서, 이 표에서 N의 산화수가 +3인 경우는 XNO, XNO2, XNO3과 같은 양이온 분자나 이온이고, N의 산화수가 -3인 경우는 X3N과 같은 음이온 분자이다.
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11. 다음은 바닥 상태의 2주기 원자 X~Z에 대한 자료이다.

원자 X~Z로 옳은 것은? (순서대로 X, Y, Z) [3점]

  1. 탄소(C), 리튬(Li), 질소(N)
  2. 탄소(C), 베릴륨(Be), 붕소(B)
  3. 산소(O), 리튬(Li), 질소(N)
  4. 산소(O), 리튬(Li), 붕소(B)
  5. 산소(O), 베릴륨(Be), 질소(N)
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "산소(O), 리튬(Li), 붕소(B)"이다.

    이유는 바닥 상태의 전자 구성을 보면, X는 2개의 전자를 가지고 있으므로 헬륨(He)와 같은 기체 상태를 가지고 있다. Y는 3개의 전자를 가지고 있으므로 리튬(Li)와 같은 금속 상태를 가지고 있다. Z는 5개의 전자를 가지고 있으므로 붕소(B)와 같은 비금속 상태를 가지고 있다.

    그러므로, 옳은 것은 "산소(O), 리튬(Li), 붕소(B)"이다.
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12. 다음은 탄소 수가 2인 탄화수소 (가) ~ (다)에 대한 자료이다.

(가) ~ (다)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)
  • (가)은 에테인(C2H4)으로, 탄소 수가 2이므로 보기에서 (ㄱ)과 (ㄴ)이 가능하다. (다)는 프로판(C3H6)으로, 탄소 수가 3이므로 보기에서 (ㄴ)과 (ㄷ)가 가능하다. 따라서 정답은 "ㄱ, ㄴ"이다.
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13. 그림은 원자 A~C의 전자 배치 모형이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 A, B, C 원자의 전자 수가 각각 2, 8, 7인 경우이다. 이는 각각 헬륨, 네온, 플루오린의 전자 구성과 일치하므로 옳은 설명이다. "ㄴ"은 A, B, C 원자의 전자 수가 각각 2, 8, 8인 경우이며, 이는 아르곤, 크립톤, 자론의 전자 구성과 일치한다. "ㄱ, ㄷ"는 A, B, C 원자의 전자 수가 각각 2, 7, 8인 경우이며, 이는 리튬, 질소, 산소의 전자 구성과 일치한다. "ㄴ, ㄷ"는 A, B, C 원자의 전자 수가 각각 2, 8, 6인 경우이며, 이는 베리슘, 세슘, 바륨의 전자 구성과 일치한다. "ㄱ, ㄴ, ㄷ"는 A, B, C 원자의 전자 수가 각각 2, 8, 9인 경우이며, 이는 네오디뮴, 플루토늄, 아이오딘의 전자 구성과 일치한다.
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14. 다음은 기체 X와 관련된 실험이다.

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)
  • - "ㄱ" : 기체 X는 압축되면 온도가 상승한다는 가스법칙에 따라, 압축기로 압축하면 온도가 상승하여 불이 나는 것이다.
    - "ㄴ" : 기체 X는 불에 타면서 산소와 반응하여 물과 이산화탄소가 생성되는 것이다.
    - "ㄷ" : 기체 X는 불에 타면서 열에너지가 방출되는데, 이는 화학반응에서 생성된 열에너지와 불꽃에서 방출되는 열에너지가 합쳐진 것이다.
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15. 그림 (가)는 수소 원자의 가시광선 영역 선 스펙트럼을, (나)는 발머 계열에 해당하는 전자 전이 A~C에서 각각 방출되는 에너지를 나타낸 것이다. 수소 원자의 주양자수 n에 따른 에너지 준위는 이다.

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 "ㄱ, ㄴ"인 이유는 다음과 같다.

    ㄱ. 수소 원자의 전자가 주양자수 n=1에서 n=2로 전이할 때 방출되는 에너지는 10.2 eV이다. 이는 가시광선 영역에서 빨간색에 해당하는 파장인 656 nm의 빛을 방출하는 것과 일치한다.

    ㄴ. 수소 원자의 전자가 주양자수 n=2에서 n=3으로 전이할 때 방출되는 에너지는 12.1 eV이다. 이는 가시광선 영역에서 파란색에 해당하는 파장인 486 nm의 빛을 방출하는 것과 일치한다.
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16. 다음은 철수가 형성 평가에 답한 내용이다.

철수가 옳게 답한 문항만을 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. 가
  2. 다
  3. 가, 나
  4. 나, 다
  5. 가, 나, 다
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "가, 나, 다"이다.

    "가"는 형성 평가의 목적이나 방법을 설명한 내용으로, 문항의 주제와 일치한다.

    "다"는 형성 평가의 장단점을 설명한 내용으로, 문항의 주제와 일치한다.

    "나"는 형성 평가의 종류를 설명한 내용으로, 문항의 주제와 일치하지 않는다. 따라서 "가, 나"는 오답이다.

    따라서 정답은 "가, 나, 다"이다.
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17. 그림은 3가지 분자의 구조식을 나타낸 것이다.

3가지 분자의 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)
  • 보기에서 "ㄱ"은 모든 분자가 탄소 원자를 중심으로 4개의 결합을 가지고 있기 때문이다. "ㄴ"은 모든 분자가 삼중결합을 가지고 있기 때문이다. 따라서 "ㄱ, ㄴ"이 공통점으로 옳은 것이다.
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18. 표는 옥텟 규칙을 만족하는 3원자 분자 (가), (나)를 구성하는 원자의 루이스 전자점식을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, X~Z는 2주기 임의의 원소 기호이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 (가)와 (나) 모두 옥텟 규칙을 만족하기 위해 원자들이 전자를 공유하고 있으며, 이를 통해 분자가 형성되었다. (가)의 경우 X 원자와 Y 원자가 결합하여 XY 분자를 형성하고 있으며, 이때 X 원자는 3개의 전자를 공유하고 있고, Y 원자는 1개의 전자를 공유하고 있어서 각각 8개의 전자를 가지고 있어 옥텟 규칙을 만족한다. (나)의 경우 X 원자와 Z 원자가 결합하여 XZ 분자를 형성하고 있으며, 이때 X 원자는 2개의 전자를 공유하고 있고, Z 원자는 6개의 전자를 공유하고 있어서 각각 8개의 전자를 가지고 있어 옥텟 규칙을 만족한다. 따라서 정답은 "ㄱ"이다.
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19. 그림은 A(g) + B(g) → C(g) 반응에서 같은 질량의 기체 A와 B를 실린더에 넣고 반응시켰을 때, 반응 전후의 모습을 나타낸 것이다. 반응 후 A는 완전히 소모되었고, 남은 B와 생성된 C의 질량비는 3 : 4이었다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 반응 전후 온도와 압력은 일정하며, 피스톤의 마찰과 질량은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄴ, ㄷ"가 정답이다. 이는 반응 후 A가 완전히 소모되었기 때문에 B와 C가 생성된 것으로 볼 수 있다. 또한 질량비가 3:4이므로, B와 C의 질량이 각각 3x, 4x라고 할 때, 초기에는 B와 C가 없으므로 총 질량은 0이다. 따라서 반응 후에도 총 질량은 3x+4x=7x로 일정하다. 이를 만족하는 것은 "ㄴ, ㄷ" 뿐이다.
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20. 표는 수산화 나트륨(NaOH) 수용액과 묽은 염산(HCl)의 부피를 달리하여 혼합한 수용액 (가), (나)에 존재하는 전체 이온의 몰수를 나타낸 것이다.

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)
  • 보기에서 정답은 "ㄴ, ㄷ"이다.

    - (가) 수용액의 전체 이온 몰수는 0.02 몰이다. 이는 NaOH와 HCl가 완전히 이온화되어 생성된 이온들의 몰수의 합과 같다.
    - NaOH는 강염기이므로 Na+와 OH- 이온을 생성한다. 따라서 NaOH 용액 1L에는 Na+와 OH- 이온이 각각 0.02 몰씩 존재한다.
    - HCl은 강산이므로 H+와 Cl- 이온을 생성한다. 따라서 HCl 용액 1L에는 H+와 Cl- 이온이 각각 0.02 몰씩 존재한다.
    - (가) 수용액을 만들기 위해 NaOH와 HCl을 혼합하면 Na+와 Cl- 이온은 중화되어 NaCl로 결합하고, OH-와 H+ 이온은 중화되어 H2O로 결합한다.
    - 따라서 (가) 수용액에는 Na+와 Cl- 이온이 각각 0.02 몰씩 존재하고, OH-와 H+ 이온은 모두 중화되어 존재하지 않는다.
    - (나) 수용액을 만들기 위해 NaOH와 HCl을 혼합하면 Na+와 Cl- 이온은 중화되어 NaCl로 결합하고, OH-와 H+ 이온은 중화되어 H2O로 결합한다.
    - 그러나 (나) 수용액은 (가) 수용액보다 2배 더 많은 양의 HCl 용액을 사용하여 만들어졌으므로, H+ 이온의 몰수가 0.04 몰이 된다.
    - 따라서 (나) 수용액에는 Na+와 Cl- 이온이 각각 0.02 몰씩 존재하고, H+ 이온이 0.04 몰 존재하며, OH- 이온은 모두 중화되어 존재하지 않는다.
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