수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2015-03-11)

수능(화학I)
(2015-03-11 기출문제)

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1. 다음은 2가지 화학 반응식이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, H의 원자량은 1이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 1번 반응식은 수소와 산소가 결합하여 물이 생성되는 반응식이다.
    - 2번 반응식은 수소와 산소가 결합하여 수소와 산소의 비율이 2:1인 물이 생성되는 반응식이다.
    - 따라서, 옳은 설명은 "ㄱ, ㄴ" 이다. 1번 반응식은 물이 생성되는 반응식이며, 2번 반응식은 물이 생성되는 반응식이지만 수소와 산소의 비율이 2:1인 것을 나타내고 있다.
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2. 다음은 1, 2주기 비금속 원소 A ~ C의 원자를 루이스 전자점식으로 나타낸 것이다.

A ~ C로 이루어진 물질에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A ~ C는 임의의 원소 기호이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - "ㄱ" : A는 3개의 루이스 전자를 가지고 있으므로 다른 원소와 결합하여 전자를 공유할 필요가 없다. B와 C는 5개의 루이스 전자를 가지고 있으므로 A와 결합하여 전자를 공유할 수 있다. 따라서 A는 기체 상태이고, B와 C는 결합하여 분자 상태이다.
    - "ㄷ" : A와 B는 결합하여 이중 결합을 형성하고, B와 C는 결합하여 단일 결합을 형성한다. 이는 각 원소의 루이스 전자 구성에 따라 결합 형태가 결정되기 때문이다.
    - "ㄱ, ㄴ" : A와 B는 이중 결합을 형성하고, B와 C는 단일 결합을 형성한다. 이는 각 원소의 루이스 전자 구성에 따라 결합 형태가 결정되기 때문이다. 또한, A는 기체 상태이고, B와 C는 결합하여 분자 상태이다.
    따라서 "ㄱ, ㄴ"이 옳은 설명이다.
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3. 다음은 산 염기 반응의 화학 반응식이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 보기에서 정답이 "ㄱ"인 이유: 이 반응은 산과 염기가 중화되는 반응이므로, 생성물인 물과 염이 이온으로 존재하게 된다. 이온은 전기적으로 중성이므로, 반응식에서 이온의 수가 같아야 한다. 따라서, H+ 이온과 OH- 이온의 수가 같은 H2O로 중화되는 것이 옳다.
    - 보기에서 정답이 "ㄴ"인 이유: 반응식에서 Na+ 이온과 Cl- 이온이 생성되는 것을 볼 수 있다. 이는 NaOH와 HCl가 중화되어 생성되는 것으로, NaCl은 중화 염이다.
    - 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄷ"인 이유: 반응식에서 H+ 이온과 OH- 이온이 결합하여 H2O가 생성되는 것은 "ㄱ"에서 설명한 대로이다. 또한, Na+ 이온과 Cl- 이온이 결합하여 NaCl이 생성되는 것은 "ㄴ"에서 설명한 대로이다. 따라서, "ㄱ"과 "ㄴ" 모두 맞는 것이다.
    - 보기에서 정답이 "ㄴ, ㄷ"인 이유: 반응식에서 H+ 이온과 OH- 이온이 결합하여 H2O가 생성되는 것은 "ㄱ"에서 설명한 대로이다. 하지만, 반응식에서 Na+ 이온과 Cl- 이온이 결합하여 NaOH가 생성되는 것은 옳지 않다. NaOH는 염기이므로, HCl과 중화되어 NaCl이 생성되어야 한다. 따라서, "ㄴ"은 맞지만 "ㄷ"는 틀린 것이다.
    - 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"인 이유: "ㄱ"에서는 H+ 이온과 OH- 이온이 결합하여 H2O가 생성되는 것을 설명하였다. "ㄴ"에서는 NaOH와 HCl가 중화되어 NaCl이 생성되는 것을 설명하였다. "ㄷ"에서는 HCl과 NaOH가 결합하여 NaCl과 H2O가 생성되는 것을 설명하였다. 따라서, 모두 맞는 것이다.
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4. 표는 원소 X ~ Z로 이루어진 3원자 분자 (가), (나)에 대한 자료이다. X ~ Z는 각각 H, C, O 중 하나이다.

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

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 ㄱ은 분자 (가)가 3원자 분자임을 나타내고, ㄷ은 분자 (가)와 (나)가 모두 산화수가 0인 원소로 이루어진 분자가 아니라는 것을 나타낸다. 따라서, 옳은 설명은 "ㄱ, ㄷ"이다.
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5. 그림은 바닥상태 원자 (가)~(라)에 대해 전자가 들어 있는 오비탈 수와 홀전자 수를 나타낸 것이다.

(가)~(라)에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • (가)~(라)에 대한 옳은 설명은 "ㄱ"이다. 이유는 (가)~(라)의 전자 구성을 보면, (가)~(나)까지는 2개의 오비탈에 1개의 전자가 들어있어서 홀전자 수가 1이고, (다)~(라)까지는 3개의 오비탈에 2개의 전자가 들어있어서 홀전자 수가 0이기 때문이다. 따라서 (가)~(라)는 모두 착체로서 안정적인 상태를 가지고 있을 것이다.
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6. 표는 수소 원자에서 전자 전이 a ~ c를 전이 전 주양자수(n전)와 전이 후 주양자수(n후)로 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

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

    - 전이 a는 n전이 2이고 n후가 1인 발광 전이이다. 이는 수소 원자의 2s 전자가 1s 전자 궤도로 이동하면서 발생한다.
    - 전이 b는 n전이 3이고 n후가 2인 흡수 전이이다. 이는 수소 원자의 2p 전자가 3s 전자 궤도로 이동하면서 흡수된다.
    - 전이 c는 n전이 4이고 n후가 3인 흡수 전이이다. 이는 수소 원자의 2p 전자가 4s 전자 궤도로 이동하면서 흡수된다.

    따라서, "ㄴ, ㄷ"가 정답이다.
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7. 그림은 뉴클레오타이드를 구성하는 3가지 물질 (가)~(다)의 구조식을 나타낸 것이다.

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 뉴클레오타이드를 구성하는 당류인 리보스와 질소ous base인 아데닌, 구아닌, 나이트로젠 부분이 모두 나타나기 때문에 옳은 설명이다. "ㄷ"는 뉴클레오타이드를 구성하는 인산기인 포스포릴 부분만 나타나기 때문에 옳은 설명이다. "ㄴ"은 뉴클레오타이드를 구성하는 당류와 질소ous base가 모두 나타나기 때문에 옳은 설명이다. 따라서 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"이다.
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8. 표는 탄화수소 분자 (가), (나)에 대한 자료이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 탄화수소 분자의 분자식과 분자량이 모두 일치하기 때문에 옳은 설명이다. "ㄴ"은 분자식은 일치하지만 분자량이 다르기 때문에 틀린 설명이다. "ㄱ, ㄷ"는 분자식은 일치하지만 분자량이 다르거나 분자식이 다르기 때문에 틀린 설명이다. "ㄴ, ㄷ"는 분자식이 다르기 때문에 틀린 설명이다. "ㄱ, ㄴ, ㄷ"는 모두 틀린 설명이다.
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9. 그림 (가)는 피스톤으로 분리된 용기에 기체 A 2g과 기체 B 1g이 들어 있는 것을, (나)는 B가 들어 있는 부분에 기체 C 1g을 더 넣은 것을 나타낸 것이다. 온도는 일정하고, B와 C는 반응하지 않는다.

기체의 분자량 비 A : B : C는? (단, 피스톤의 두께와 마찰은 무시한다.) [3점]

  1. 1 : 2 : 2
  2. 1 : 2 : 4
  3. 2 : 1 : 1
  4. 2 : 1 : 2
  5. 4 : 2 : 1
(정답률: 알수없음)
  • 기체 A와 B가 들어있는 부분의 압력은 같으므로, 이 부분의 분자량 비는 A : B = 2 : 1 이다. 기체 B와 C가 들어있는 부분의 압력도 같으므로, 이 부분의 분자량 비는 B : C = 1 : 1 이다. 따라서 전체적인 분자량 비는 A : B : C = 4 : 2 : 1 이다.
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10. 표는 원소 A ~ C의 이온을 구성하는 입자 수를 나타낸 것이다. (가)~(다)는 각각 양성자, 중성자, 전자 중 하나이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <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 "ㄴ"이 정답인 이유는 전자의 수와 양성자의 수가 같기 때문이다. 이는 중성 원자를 나타내는 것으로, 전자와 양성자의 전하가 상쇄되어 전체적으로 전하가 중성이 된다. 따라서 A, B, C는 모두 중성 원자이다.
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11. 그림은 3가지 분자를 주어진 기준에 따라 분류하는 과정을 나타낸 것이다.

(가)~(다)에 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 모든 분자가 동일한 원자들로 이루어져 있기 때문에 같은 종류의 분자로 분류할 수 있습니다. "ㄴ"은 분자 내에 다른 종류의 원자가 존재하기 때문에 다른 종류의 분자로 분류할 수 있습니다. 따라서 "ㄱ, ㄴ"이 정답입니다.
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12. 그림에서 (가)~(다)는 분자로 이루어진 몇 가지 물질에 대해 성분 원소 수와 분자 1개를 구성하는 원자 수를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 (가)~(다)는 각각 분자의 성분 원소 수와 분자 1개를 구성하는 원자 수를 나타내고 있다. 이에 따라 (가)에서는 2개의 성분 원소와 3개의 원자로 이루어진 이산화탄소(CO2)를 나타내고, (나)에서는 3개의 성분 원소와 4개의 원자로 이루어진 질산(HNO3)를 나타내며, (다)에서는 2개의 성분 원소와 2개의 원자로 이루어진 수소(H2)를 나타낸다. 따라서, 보기에서 옳은 설명은 "ㄱ, ㄷ"이다.
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13. 그림은 XY2의 화학 결합 모형과 ZY4분자의 루이스 구조식을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 ㄱ번은 XY2 분자가 선형 구조를 가지며, ㄷ번은 ZY4 분자가 삼각평면 구조를 가진다는 것이다. 이는 각각 분자의 전자 수와 결합 수에 따라 결정된다. XY2 분자는 X 원자가 2개의 전자를 공유하여 두 개의 결합을 형성하고, Y 원자가 각각 한 개의 전자를 공유하여 두 개의 결합을 형성하므로 총 4개의 전자가 결합에 참여한다. 이 때, 전자 수가 4개이므로 선형 구조를 가진다. ZY4 분자는 Z 원자가 4개의 전자를 공유하여 네 개의 결합을 형성하고, Y 원자가 각각 한 개의 전자를 공유하여 네 개의 결합을 형성하므로 총 8개의 전자가 결합에 참여한다. 이 때, 전자 수가 8개이므로 삼각평면 구조를 가진다. 따라서, ㄱ번과 ㄷ번이 옳은 설명이다.
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14. 표는 원소 A, B의 순차적 이온화 에너지를 나타낸 것이다. A, B는 2, 3주기 원소 중 하나이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 A와 B의 위치에 따라 이온화 에너지의 크기가 달라지는 것을 알 수 있다. A가 B보다 왼쪽에 위치할수록 이온화 에너지가 작아지는 경향이 있고, A가 B보다 오른쪽에 위치할수록 이온화 에너지가 커지는 경향이 있다. 따라서, 이 표에서 A와 B의 위치를 고려하여 보면, A는 B보다 왼쪽에 위치하므로 A의 이온화 에너지가 B보다 작다는 것을 알 수 있다. 따라서, 보기에서 "ㄱ, ㄴ"이 옳은 설명이다.
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15. 그림은 금속 A 이온이 녹아 있는 수용액에 금속 B를 넣어 반응시켰을 때, 반응한 B 원자 수에 따른 수용액의 전체 금속 이온 수를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 음이온은 반응에 참여하지 않으며, A, B는 임의의 원소 기호이다.) [3점]

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ"인 이유는, 그래프에서 B 원자 수가 증가할수록 수용액의 전체 금속 이온 수가 감소하기 때문이다. 이는 B 원자가 A 이온과 반응하여 A-B 합성물을 형성하면서 수용액에서 A 이온의 농도가 감소하고, 이로 인해 전체 금속 이온 수도 감소하기 때문이다. 따라서 B 원자 수가 적을수록 수용액의 전체 금속 이온 수가 많아지고, B 원자 수가 많을수록 수용액의 전체 금속 이온 수가 적어지는 것이 그래프에서 나타난다.
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16. 다음 중 플루오린(F), 나트륨(Na), 마그네슘(Mg)의 원자 반지름과 이온 반지름을 옳게 나타낸 것은? (단, 이온의 전자 배치는 모두 Ne과 같다.) [3점]

(정답률: 알수없음)
  • - 플루오린(F): 원자 반지름 = 64 pm, 이온 반지름 = 136 pm
    - 나트륨(Na): 원자 반지름 = 186 pm, 이온 반지름 = 102 pm
    - 마그네슘(Mg): 원자 반지름 = 160 pm, 이온 반지름 = 72 pm

    정답: ""

    이유: 이온 반지름은 전자 수가 적어지면서 양전하가 커지므로, 전자 배치가 같은 경우 전자 수가 적은 이온일수록 반지름이 작아진다. 따라서, F > Na > Mg 순으로 이온 반지름이 작아지게 된다. 반면에, 원자 반지름은 전자 수가 증가하면서 원자 크기가 커지므로, F < Na < Mg 순으로 원자 반지름이 커지게 된다. 이에 따라, 이온 반지름과 원자 반지름의 크기 비교를 고려하면, ""가 정답이 된다.
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17. 다음은 X2Y4와 Z2로부터 X2와 Y2Z가 생성되는 반응의 화학 반응식이다.

표는 반응 용기에 X2Y4와 Z2를 넣고 반응시켰을 때, 반응 전과 후 각 물질의 질량을 나타낸 것이다. X2Y4와 Z2중 어느 한 물질은 모두 반응한다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ"인 이유는 반응식을 보면 X2Y4와 Z2가 반응하여 X2와 Y2Z가 생성되는 것을 알 수 있다. 그리고 표에서 X2Y4와 Z2중 어느 한 물질은 모두 반응한다고 되어 있으므로, 반응 전에는 X2Y4와 Z2가 있었을 것이고, 반응 후에는 X2와 Y2Z가 생성되었을 것이다. 따라서, 표에서 X2Y4와 Z2의 질량 합을 구하면 반응 전의 질량 합이고, X2와 Y2Z의 질량 합을 구하면 반응 후의 질량 합이 된다. 그리고 표에서 X2Y4와 Z2중 어느 한 물질은 모두 반응한다고 되어 있으므로, 반응 후에는 X2와 Y2Z가 생성되었을 것이다. 따라서, X2와 Y2Z의 질량 합을 구하면 반응 후의 질량 합이 되고, 이 값이 반응 전의 질량 합과 같으므로 질량 보존 법칙이 성립한다. 이에 따라, 보기에서 정답이 "ㄴ"인 이유는 질량 보존 법칙이 성립하기 때문이다.
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18. 그림은 AxB와 C2가 산화 환원 반응하여 AC와 B를 생성할 때, 반응 전과 후 각 원소의 산화수를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <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)
  • - 보기 "ㄱ": A는 산화되어 산화수가 증가하고, B는 환원되어 산화수가 감소한다.
    - 보기 "ㄷ": C는 환원되어 산화수가 감소하고, B는 산화되어 산화수가 증가한다.
    - 보기 "ㄴ": A는 산화되어 산화수가 증가하고, C는 환원되어 산화수가 감소한다. 이에 따라 A와 C는 산화 환원 반응을 일으키며, B는 반응에서 생성된다.
    - 따라서, 보기 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"이 옳다.
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19. 다음은 탄화수소의 혼합물에서 성분 물질의 몰수 비를 구하는 실험이다.

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

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ"인 이유는 실험에서 산소(O)의 양이 측정되지 않았기 때문이다. 따라서 성분 물질의 몰수 비를 구할 수 없다.
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20. 표는 HCl(aq)과 NaOH(aq)을 부피를 달리하여 혼합한 용액 (가), (나)에 대한 자료이다.

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

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

    - (가) 용액의 pH는 7보다 작으므로 산성이다. 이는 HCl(aq)의 산성 때문이다.
    - (나) 용액의 pH는 7보다 크므로 염기성이다. 이는 NaOH(aq)의 염기성 때문이다.
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