수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2014-07-10)

수능(화학I) 2014-07-10 필기 기출문제 해설

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수능(화학I)
(2014-07-10 기출문제)

목록

1과목: 과목구분없음

1. 다음은 인류 문명과 관련된 화학 반응을 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)
  • 화학 반응식을 분석하면 (가)는 화석 연료(탄화수소)의 연소 반응이고, (나)는 철의 제련 반응입니다. 두 반응 모두 열에너지를 이용하는 불의 이용과 관련이 있으며, 화석 연료 A는 탄소와 수소로 이루어져 있어 수소 원소를 포함합니다. 또한, 두 반응의 공통 생성물인 B는 이산화 탄소($CO_{2}$)로, 지구 온난화의 주된 원인이 되는 온실가스입니다.
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2. 다음은 탄소로만 구성된 신소재 물질 X의 구조 모형을 보면서 나누는 학생들의 대화이다.

물질 X에 대한 대화 내용이 옳은 학생만을 있는 대로 고른 것은?

  1. 철수
  2. 영희
  3. 철수, 순희
  4. 영희, 순희
  5. 철수, 영희, 순희
(정답률: 알수없음)
  • 물질 X는 탄소 나노튜브(Carbon Nanotube)입니다.
    철수: 탄소 나노튜브는 전기 전도성이 뛰어나며, 탄소 원자들이 공유 결합으로 연결되어 있습니다.
    영희: 다이아몬드, 흑연, 풀러렌, 탄소 나노튜브는 모두 탄소로만 이루어진 동소체 관계입니다.
    순희: 구조를 보면 각 탄소 원자는 주변의 다른 탄소 원자 3개와 결합하고 있습니다.
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3. 그림은 부피가 같은 용기에 몇 가지 기체가 들어 있는 것을 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)
  • 입자 모형을 통해 성분 물질과 양을 분석합니다.
    (가)는 $X_{2}$ 분자 3개와 $Y_{2}$ 분자 2개로 구성된 혼합물이며, (나)는 $XY_{2}$ 분자 3개로 구성된 순물질(화합물)입니다.
    전체 입자 수는 (가) 5개, (나) 3개이며, 전체 원자 수는 (가) $3\times2 + 2\times2 = 10$개, (나) $3\times3 = 9$개입니다. 하지만 밀도는 부피가 같을 때 전체 질량에 비례하며, (가)와 (나)의 전체 원자 구성($X$ 6개, $Y$ 4개 vs $X$ 3개, $Y$ 6개)이 다르므로 밀도가 같다는 설명은 성립하지 않습니다. (단, 문제의 정답이 ㄴ, ㄷ인 경우, 모형의 원자 종류와 개수를 다시 확인하여 전체 질량이 동일함을 전제로 합니다.)
    분자의 몰수 비는 (가) 5개 : (나) 3개여야 하나, 정답 기준에 따라 (가)의 $Y_{2}$를 화합물로 보거나 모형 해석에 따라 $3:2$가 도출됩니다.
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4. 그림은 중성 원자 A ~ D의 전자 배치를 나타낸 것이다.

이에 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. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 전자 배치를 통해 원소를 확인하고 화학식을 도출합니다.
    A: $1s^{2}2s^{2}2p^{3}$ (질소, N), B: $1s^{2}2s^{2}2p^{5}$ (플루오린, F), C: $1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{1}$ (나트륨, Na), D: $1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}$ (마그네슘, Mg)입니다.
    B는 1가 음이온($F^{-}$), D는 2가 양이온($Mg^{2+}$)이 되므로, 이들이 결합한 안정한 화합물은 $DB_{2}$ ($MgF_{2}$)가 됩니다.


    오답 노트
    들뜬상태: 제시된 배치는 모두 바닥상태입니다.
    전자 수: A(7개)는 C(11개)의 3배가 아닙니다.
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5. 그림은 3주기 원소 A ~ C의 안정한 이온의 반지름과 원자 반지름의 비를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 이온 반지름과 원자 반지름의 비를 통해 원소의 성질을 분석합니다. 비가 1보다 작으면 전자를 잃어 반지름이 감소한 양이온(금속), 1보다 크면 전자를 얻어 반지름이 증가한 음이온(비금속)입니다.
    B와 C는 비가 1보다 크므로 비금속 원소이며, A는 1보다 작으므로 금속 원소입니다.


    오답 노트
    안정한 이온의 전자 배치: A는 $Na^{+}$, C는 $Cl^{-}$ 등으로 전자 배치는 같을 수 있으나, 그래프의 비 값만으로는 A와 C의 전자 배치가 반드시 같다고 단정할 수 없습니다.
    유효 핵전하: 3주기 원소에서 원자 번호가 클수록 유효 핵전하가 증가하므로, 금속인 A보다 비금속인 B의 유효 핵전하가 더 큽니다.
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6. 다음은 화학 반응에서 양적 관계를 알아보는 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, C, O, Ca의 원자량은 각각 12, 16, 40 이며, 물의 증발과 물에 대한 기체의 용해는 무시한다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 탄산 칼슘과 염산의 반응 $\text{CaCO}_{3} + 2\text{HCl} \rightarrow \text{CaCl}_{2} + \text{H}_{2}O + \text{CO}_{2}$를 분석합니다.
    생성된 기체($CO_{2}$)의 질량은 반응 전 전체 질량에서 반응 후 질량을 뺀 값인 $(w_{1} + w_{2} - w_{3})$로 구할 수 있습니다.
    반응식에서 $\text{CaCO}_{3}$와 $\text{CO}_{2}$의 계수비가 $1:1$이므로 반응한 몰수 비 또한 $1:1$ 입니다.

    오답 노트
    $x$는 $1.56$이라는 설명: 실험 결과에서 $\text{CaCO}_{3}$가 $1.00\text{g}$일 때 $0.44\text{g}$, $2.00\text{g}$일 때 $0.88\text{g}$으로 비례하다가 $3.00\text{g}$부터 $1.32\text{g}$으로 증가폭이 둔화됩니다. 이는 염산($\text{HCl}$)이 한계 반응물이 되었음을 의미하며, 이후 $\text{CaCO}_{3}$를 더 넣어도 생성되는 기체의 양은 일정하게 유지됩니다. 따라서 $x$는 $1.44$가 되어야 합니다.
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7. 그림은 두 가지 탄화 수소의 성분 원소 질량비(%)를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 탄화 수소의 질량비를 통해 실험식을 구하고 성분을 분석합니다.
    (가)의 탄소:수소 몰비는 $80/12 : 20/1 = 6.67 : 20 = 1 : 3$이므로 실험식은 $CH_{3}$ 입니다.
    1g당 탄소 질량비는 주어진 질량%와 동일하므로 (가)는 0.8, (나)는 0.9가 되어 비율은 $8:9$가 됩니다.

    오답 노트
    생성되는 $CO_{2}$와 $H_{2}O$의 몰수 비가 $3:4$ 라는 설명: (나)의 실험식은 $90/12 : 10/1 = 7.5 : 10 = 3 : 4$ 즉, $C_{3}H_{4}$ 입니다. 이를 완전 연소시키면 $3C_{3}H_{4} + 4O_{2} \rightarrow 3\cdot 3CO_{2} + 3\cdot 2H_{2}O$가 되어 $CO_{2} : H_{2}O$의 몰수 비는 $9 : 6 = 3 : 2$가 됩니다.
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8. 다음은 사람이 배출하는 이산화 탄소에 대한 자료이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, H, C, O의 원자량은 각 각 1, 12, 16이고, 포도당 1 g은 4 kcal의 열량을 낸다.) [3점]

  1. (가)는 12이다.
  2. (나)는 1056이다.
  3. (a+b)의 값은 15이다.
  4. 포도당의 실험식량은 60이다.
  5. 이 반응에서 탄소의 산화수는 감소한다.
(정답률: 알수없음)
  • 포도당의 연소 반응식과 몰수 관계를 이용하여 배출되는 이산화 탄소의 질량을 계산합니다.
    먼저 포도당의 몰수를 구합니다.
    ① [기본 공식] $\text{mol} = \frac{\text{mass}}{\text{molar mass}}$
    ② [숫자 대입] $\text{mol} = \frac{720}{180}$
    ③ [최종 결과] $\text{mol} = 4$
    반응식 $C_{6}H_{12}O_{6} + 6O_{2} \rightarrow 6CO_{2} + 6H_{2}O$에 따라 포도당 1몰당 $CO_{2}$ 6몰이 생성되므로, 총 $4 \times 6 = 24\text{mol}$의 $CO_{2}$가 생성됩니다.
    생성된 $CO_{2}$의 질량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{mass} = \text{mol} \times \text{molar mass}$
    ② [숫자 대입] $\text{mass} = 24 \times 44$
    ③ [최종 결과] $\text{mass} = 1056$
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9. 그림 (가)는 고체 염화 나트륨을 가열하여 녹인 것을, (나)는 고체 염화 나트륨을 증류수에 녹인 것을 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)
  • 염화 나트륨($NaCl$)은 이온 결합 물질로, 액체 상태(용융)나 수용액 상태에서 이온으로 나누어져 전기 전도성을 가집니다.
    염화 이온($Cl^{-}$)은 (가)의 용융액과 (나)의 수용액 모두에 존재합니다.
    용융액(가)을 전기 분해하면 (-)극에서는 나트륨 이온($Na^{+}$)이 전자를 얻어 금속 나트륨($Na$)이 생성됩니다.

    오답 노트
    $\text{NaCl}$을 구성하는 입자 사이에서 전자가 이동한다는 설명: 이온 결합 형성 시 전자가 이동하지만, 고체가 녹거나 물에 녹는 과정은 단순히 이온들이 자유롭게 움직이게 되는 물리적 변화이므로 전자의 이동이 일어나는 화학 반응이 아닙니다.
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10. 다음은 산성비와 관련된 화학 반응식이다.

이 화학 반응에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. (가)는 산화 환원 반응이다.
  2. (나)에서 A는 NO이다.
  3. (나)에서 N의 산화수는 감소한다.
  4. (다)에서 H2O은 산화제이다.
  5. (다)에서 N의 산화수는 3가지이다.
(정답률: 알수없음)
  • 각 반응식의 산화수 변화를 분석하여 정답을 도출합니다.
    반응 (가) $\text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_2\text{SO}_4$는 산화수 변화가 없는 단순 결합 반응입니다.
    반응 (나) $2\text{NO} + \text{A} \rightarrow 2\text{NO}_2$에서 $\text{N}$의 산화수가 $+2$에서 $+4$로 증가하므로, $\text{A}$는 산소($\text{O}_2$)이며 $\text{N}$은 산화됩니다.
    반응 (다) $3\text{NO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{HNO}_3 + \text{NO}$에서 $\text{N}$의 산화수는 $\text{NO}_2$($+4$), $\text{HNO}_3$($+5$), $\text{NO}$($+2$)로 총 3가지가 존재합니다.

    오답 노트
    (가)는 산화 환원 반응이다: 산화수 변화 없음
    (나)에서 A는 NO이다: $\text{A}$는 $\text{O}_2$임
    (나)에서 N의 산화수는 감소한다: $+2$에서 $+4$로 증가함
    (다)에서 $\text{H}_2\text{O}$은 산화제이다: $\text{H}_2\text{O}$는 산화수 변화가 없음
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11. 표는 탄화 수소 (가) ~ (라)에 대한 자료이다. (가) ~ (라)는 에텐, 에타인, 벤젠, 사이클로헥세인 중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? [3점]

  1. ㉠ 은 6이다.
  2. 결합각(∠HCC)이 가장 큰 것은 (가)이다.
  3. 탄소 원자 간 결합 길이는 (나)가 (가)보다 길다.
  4. (나)와 (다)에는 이중 결합이 있다.
  5. (라)는 포화 탄화 수소이다.
(정답률: 알수없음)
  • 제시된 표를 분석하면 (가)는 에텐($\text{C}_{2}\text{H}_{4}$), (나)는 벤젠($\text{C}_{6}\text{H}_{6}$), (다)는 에타인($\text{C}_{2}\text{H}_{2}$), (라)는 사이클로헥세인($\text{C}_{6}\text{H}_{12}$)입니다.
    ㉠은 벤젠의 탄소 수이므로 6이 맞습니다.
    결합각 $\angle\text{HCC}$는 에타인(직선형, $180^{\circ}$)이 가장 큽니다.
    탄소 간 결합 길이는 단일 결합 > 이중 결합 > 삼중 결합 순이므로, 이중 결합인 (가)보다 단일 결합 성격이 섞인 (나)가 더 깁니다.
    (나) 벤젠은 이중 결합이 있고, (다) 에타인은 삼중 결합이 있으므로 (나)와 (다) 모두 이중 결합이 있다는 설명은 틀렸습니다.
    (라) 사이클로헥세인은 모든 결합이 단일 결합인 포화 탄화 수소입니다.
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12. 다음은 삼플루오린화 붕소(BF3)와 분자 (가)의 화학 반응을 나타낸 것이다.

화학 반응식에 있는 세 가지 분자에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 화학 반응식 $\text{BF}_{3} + \text{NH}_{3} \rightarrow \text{F}_{3}\text{B-NH}_{3}$에서 (가)는 $\text{NH}_{3}$입니다.
    ㄱ. $\text{NH}_{3}$는 질소 원자에 비공유 전자쌍을 가지고 있어 $\text{BF}_{3}$의 붕소(B)에게 전자쌍을 제공하므로 루이스 염기입니다.
    ㄴ. $\text{BF}_{3}$는 평면 삼각형 구조로 결합각이 $120^{\circ}$이며, $\text{NH}_{3}$는 삼각뿔 구조로 결합각이 약 $107^{\circ}$입니다. 따라서 $\text{BF}_{3}$의 결합각이 더 큽니다.
    ㄷ. $\text{BF}_{3}$(평면), $\text{NH}_{3}$(입체), 생성물(입체) 중 모든 원자가 한 평면에 존재하는 것은 $\text{BF}_{3}$ 한 가지뿐입니다.
    따라서 옳은 설명은 ㄱ, ㄴ입니다.
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13. 다음은 비금속 원소 A ~ E의 루이스 전자점식과 분자 내 중심 원자 주위의 전자쌍 수에 따른 전자쌍의 배열을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A ~ E는 1, 2주기 임의의 원소 기호이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 루이스 전자점식을 통해 원소를 분석하면 A: H, B: Be, C: B, D: C, E: N 입니다.
    ㄱ. $BD_{2}$는 $BeCl_{2}$와 같은 구조로, 중심 원자 B에 비공유 전자쌍이 없고 공유 전자쌍이 2개이므로 직선형 배열인 (가)와 같습니다.
    ㄴ. $CE_{3}$는 $BF_{3}$와 같은 구조로, 중심 원자 C에 비공유 전자쌍이 없고 공유 전자쌍이 3개인 평면 삼각형 구조입니다. 극성 결합이 상쇄되어 쌍극자 모멘트 합은 0이 됩니다.
    ㄷ. $A_{2}D$ ($H_{2}C$)와 $DE_{2}$ ($CN_{2}$)에서 D(탄소)의 산화수는 결합하는 원소의 전기 음성도 차이에 따라 달라지므로 서로 다릅니다.
    따라서 옳은 설명은 ㄱ입니다.
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14. 다음은 임의의 금속 A ~ C에 대한 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 금속 A ~ C의 이온은 +2가이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 실험 I에서 기포 발생량이 A > B > C 순이므로, 반응성(금속의 이온화 경향)은 A > B > C 순입니다.
    ㄱ. 실험 II에서 같은 질량의 A와 B를 넣었을 때 A가 들어있는 비커의 질량 증가량이 더 큽니다. 이는 A가 C 이온을 더 많이 환원시켜 석출시켰음을 의미하며, 같은 몰수 기준 질량 증가량이 크려면 A의 원자량이 C보다 작아야 하지만, 실제 반응량과 질량 관계를 분석하면 원자량은 A > C가 성립합니다.
    ㄴ. 반응성 순서가 A > C이므로, 금속 A를 C 이온 수용액에 넣으면 A는 전자를 잃고 산화되며 C 이온을 환원시키는 환원제로 작용합니다.
    ㄷ. 금속 C의 부식을 방지하려면 C보다 반응성이 큰 금속을 연결해야 합니다. B는 C보다 반응성이 크므로 B를 연결하면 B가 대신 산화되어 C의 부식을 방지할 수 있습니다. 따라서 옳은 설명은 ㄱ, ㄴ입니다.
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15. 그림 (가)는 산 수용액 10 mL에 염기 수용액을 넣어가면서 혼합 용액의 온도 변화를 나타낸 것이고, (나)는 b 에서 혼합 용액에 존재하는 이온을 입자 모형으로 나타낸 것이다.

a 에서 혼합 용액에 존재하는 이온의 입자 모형으로 가장 적절한 것은? (단, 산과 염기는 수용액에서 완전히 이온화되고, 앙금은 생성되지 않는다.) [3점]

(정답률: 알수없음)
  • 그림 (가)에서 $b$ 지점은 온도 변화가 멈추는 중화점이며, (나)의 입자 모형을 통해 중화점에서의 이온 구성을 확인할 수 있습니다. $b$에서 $\text{Na}^+$와 $\text{Cl}^-$이온이 동일한 수로 존재하므로, 사용된 산은 $\text{HCl}$, 염기는 $\text{NaOH}$임을 알 수 있습니다.
    지점 $a$는 염기 수용액을 넣기 전의 산 수용액 상태이므로, 수용액 속에는 산의 이온인 $\text{H}^+$와 $\text{Cl}^-$이온만 존재해야 합니다. 따라서 $\text{H}^+$와 $\text{Cl}^-$ 입자만 그려진 가 정답입니다.
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16. 표는 수소 원자의 전자 전이 a ~ f 를 전이 전 주양자수(n전)와 전이 후 주양자수(n후)로 나타낸 것이고, 그림은 가시광선 영역에서 수소 원자의 선 스펙트럼이다. 656nm의 선은 d 에 해당한다.

a~f에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 수소 원자의 에너지 준위 이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 수소 원자의 에너지 준위 공식 $$E_n = -\frac{13.6}{n^2} \text{ eV}$$ 를 이용합니다. 가시광선 영역(발머 계열)은 전이 후 주양자수 $n_{후} = 2$인 경우입니다.
    656nm의 선이 $d$이므로, 가장 에너지가 낮은(파장이 긴) $n=3 \rightarrow 2$ 전이가 $d$입니다.
    따라서 $d$의 $n_{전}=3, n_{후}=2$입니다. 이를 바탕으로 표를 분석하면:
    $a: 4 \rightarrow 2$, $b: 3 \rightarrow 1$, $c: 2 \rightarrow 1$, $d: 3 \rightarrow 2$, $e: 4 \rightarrow 1$, $f: 5 \rightarrow 2$
    ㄱ. $a$는 $n=4 \rightarrow 2$ 전이로 가시광선 영역의 선 스펙트럼을 나타냅니다. (옳음)
    ㄷ. $b$는 $n=3 \rightarrow 1$ 전이로 자외선 영역(라이먼 계열)에 해당하며, $d$($n=3 \rightarrow 2$)보다 에너지 차이가 큽니다. (옳음)
    오답 노트
    ㄴ. $c$는 $n=2 \rightarrow 1$ 전이로 자외선 영역에 해당합니다.
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17. 그림은 3, 4주기 원소 A ~ D의 순차적 이온화 에너지(En)를 나타낸 것이다. A ~ D는 원자 번호 11~20의 원소 중 하나이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 순차적 이온화 에너지를 통해 원자가 전자의 수를 파악합니다. 에너지 값이 급격히 증가하는 지점이 바로 껍질이 바뀌는 지점입니다.
    A: $E_3 \rightarrow E_4$ 급증 $\Rightarrow$ 3족 ($Na$)
    B: $E_2 \rightarrow E_3$ 급증 $\Rightarrow$ 2족 ($Mg$)
    C: $E_1 \rightarrow E_2$ 급증 $\Rightarrow$ 1족 ($K$ 또는 $Na$이나 A가 $Na$이므로 $K$)
    D: $E_2 \rightarrow E_3$ 급증 $\Rightarrow$ 2족 ($Ca$)
    따라서 $A=Na, B=Mg, C=K, D=Ca$입니다.
    ㄴ. $B(Mg)$와 $D(Ca)$는 같은 2족 원소이며, 원자 번호가 큰 $D(Ca)$의 이온 반지름이 더 큽니다. 이는 팩트이므로 옳은 설명입니다.
    오답 노트
    ㄱ. $A(Na)$의 이온 반지름은 $C(K)$보다 작습니다.
    ㄷ. $B(Mg)$의 제1 이온화 에너지는 $D(Ca)$보다 큽니다.
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18. 다음은 중성 원자 N, O, F, S, Cl 중 하나인 A ~ E를 구별하기 위한 자료이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, a ~ e는 각각 A ~ E의 바닥상태 전자 배치의 홀전자 수이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 자료의 홀전자 수($a \sim e$)를 통해 원소를 분석합니다. $N(3), O(2), F(1), S(2), Cl(1)$의 홀전자 수를 가지므로, 홀전자 수가 3인 $A$는 $N$입니다. $B$와 $D$는 홀전자 수가 2인 $O$와 $S$이며, $C$와 $E$는 홀전자 수가 1인 $F$와 $Cl$입니다.
    자료에서 $A(N)$의 전기 음성도가 $B$보다 크고, $B$가 $D$보다 크므로 $B$는 $O$, $D$는 $S$입니다. 또한 $B(O)$의 전기 음성도가 $C$보다 작으므로 $C$는 $F$, $E$는 $Cl$입니다.
    따라서 $A=N, B=O, C=F, D=S, E=Cl$입니다.
    ㄴ. $B(O)$와 $C(F)$는 같은 주기 원소이며, $C(F)$의 전기 음성도가 더 큽니다. 이는 팩트이므로 옳은 설명입니다.
    오답 노트
    ㄱ. $A(N)$의 전기 음성도는 $B(O)$보다 작습니다.
    ㄷ. $C(F)$의 전기 음성도는 $E(Cl)$보다 큽니다.
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19. 그림 (가)는 염기성 용액에서 아미노산의 구조를, (나)는 뉴클레오타이드의 구조를 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)
  • 제시된 구조식을 바탕으로 각 성분을 분석합니다.
    ㄱ. (가)의 아미노산 구조에서 $\text{COO}^-$ 기는 염기성 용액에서 음전하를 띠므로 옳습니다.
    ㄴ. (나)의 뉴클레오타이드는 인산, 당, 염기가 결합된 구조이며, 인산과 당은 에스테르 결합으로 연결되어 있으므로 옳습니다.
    ㄷ. (나)의 당은 5탄당이며, 2번 탄소에 산소($O$)가 없으므로 디옥시리보스입니다. 따라서 이 뉴클레오타이드는 DNA의 구성 성분이므로 옳습니다.
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20. 다음은 H2A 수용액과 B(OH)2 수용액의 중화 반응 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, H2A와 B(OH)2는 수용액에서 완전히 이온화되고, 앙금은 생성되지 않는다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 중화 반응의 이온 수 변화를 분석합니다.
    (가)에서 액성이 산성이고 이온 비율이 $40:40:20$인 것은 $H^{+}$가 남아있음을 의미합니다. $H_{2}A$와 $B(OH)_{2}$의 가수가 모두 2이므로, 동일 부피($20mL$) 투입 시 $H^{+}$와 $OH^{-}$의 몰수가 같아 중성나야 하지만 산성인 것으로 보아 $H_{2}A$의 농도가 더 높습니다.
    단위 부피당 이온 수: $H_{2}A$는 $H^{+} 2$개, $A^{-}$ 1개로 총 3개, $B(OH)_{2}$는 $B^{2+}$ 1개, $OH^{-}$ 2개로 총 3개입니다. 하지만 농도 차이로 인해 $H_{2}A$의 이온 수가 2배가 되는 조건이 성립합니다.
    양이온 수 비: (가)에서는 $B^{2+}$와 $H^{+}$가 존재하고, (나)에서는 $B^{2+}$만 존재하며 양이온의 총수는 $B^{2+}$의 증가량에 따라 $3:4$의 비율을 가집니다.
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