수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2015-10-13)

수능(화학I) 2015-10-13 필기 기출문제 해설

이 페이지는 수능(화학I) 2015-10-13 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

수능(화학I)
(2015-10-13 기출문제)

목록

1과목: 과목구분없음

1. 그림은 그래핀과 풀러렌을 모형으로 나타낸 것이다.

두 물질의 공통점만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 그래핀과 풀러렌은 모두 탄소 원자로만 이루어진 탄소 동소체이며, 각 탄소 원자가 주변의 탄소 원자 3개와 공유 결합을 형성하는 구조를 가집니다.

    오답 노트
    1몰을 완전 연소시켰을 때 생성되는 $CO_{2}$의 양은 물질 내 탄소 원자의 수에 따라 다르므로 공통점이 아닙니다.
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1

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2. 다음은 암모니아(NH3)와 관련된 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)
  • 제시된 암모니아 관련 반응식들의 특징을 분석합니다.
    ㄱ. $\text{N}_2 + 3\text{H}_2 \rightleftharpoons 2\text{NH}_3$ 반응은 기체 분자 수가 $4$몰에서 $2$몰로 감소하므로, 압력을 높이면 르샤틀리에 원리에 의해 정반응 방향으로 평형이 이동하여 암모니아 생성량이 증가합니다.
    ㄴ. $\text{NH}_3$의 연소 반응은 발열 반응이므로, 온도를 낮추면 열을 흡수하는 방향인 정반응이 우세해져 반응 속도는 느려지지만 평형은 오른쪽으로 이동합니다.
    ㄷ. $\text{NH}_3$는 수용액에서 $\text{NH}_4^+$와 $\text{OH}^-$로 이온화되어 염기성을 띠므로 옳은 설명입니다.
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1

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3. 다음은 2가지 산화 환원 반응의 화학 반응식이다.

㉠ ~ ㉣의 산화수에 해당하지 않는 것은?

  1. -1
  2. 0
  3. +1
  4. +2
  5. +4
(정답률: 알수없음)
  • 화학 반응식에서 각 원소의 산화수를 계산하여 ㉠~㉣의 값을 구합니다.
    반응식 $\text{MnO}_2 + 4\text{HCl} \rightarrow \text{MnCl}_2 + \text{Cl}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$에서 $\text{MnO}_2$의 $\text{Mn}$은 $+4$, $\text{HCl}$의 $\text{Cl}$은 $-1$, $\text{MnCl}_2$의 $\text{Mn}$은 $+2$, $\text{Cl}_2$의 $\text{Cl}$은 $0$입니다.
    따라서 산화수는 $-1, 0, +2, +4$이며, $+1$은 해당하지 않습니다.
  • 화학 반응식에서 각 원소의 산화수를 계산하여 ㉠~㉣의 값을 구합니다.
    반응식 $\text{MnO}_2 + 4\text{HCl} \rightarrow \text{MnCl}_2 + \text{Cl}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$에서 $\text{MnO}_2$의 $\text{Mn}$은 $+4$, $\text{HCl}$의 $\text{Cl}$은 $-1$, $\text{MnCl}_2$의 $\text{Mn}$은 $+2$, $\text{Cl}_2$의 $\text{Cl}$은 $0$입니다.
    따라서 산화수는 $-1, 0, +2, +4$이며, $+1$은 해당하지 않습니다.
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4. 다음은 2주기 원자 X ~ Z의 루이스 전자점식이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 루이스 전자점식의 점 개수는 원자가 전자 수를 의미하며, 이를 통해 원소의 족을 결정할 수 있습니다.
    X는 점이 1개이므로 1족(알칼리 금속), Y는 점이 4개이므로 14족(탄소족), Z는 점이 7개이므로 17족(할로젠 원소)입니다.
    ㄱ. X는 1족 원소로 금속이며, 전자를 잃고 $\text{X}^+$이온이 되기 쉬우므로 옳습니다.
    오답 노트
    ㄴ. Y는 14족 원소로 비금속이며, 공유 결합을 형성하여 분자를 만듭니다.
    ㄷ. Z는 17족 원소로 비금속이며, 전자 1개를 얻어 $\text{Z}^-$이온이 되기 쉽습니다.
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5. 그림은 빅뱅 이후 우주에서 원자핵 (가)~(다)가 생성되는 과정을 모형으로 나타낸 것이다. 과 은 각각 양성자, 중성자 중 하나이고, (나)와 (다)는 동위 원소의 원자핵이다.

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)
  • 빅뱅 초기 핵합성 과정에서 양성자와 중성자가 결합하여 원자핵이 생성되는 과정입니다.
    그림에서 $\text{H}$ 원자핵(양성자 1개)에 중성자가 추가되어 (나)가 되고, (나)에 다시 양성자와 중성자가 추가되어 (다)가 되는 흐름입니다. (나)와 (다)가 동위 원소이므로 양성자 수가 같아야 합니다.
    따라서 $\text{H}$ 원자핵(양성자 1개) $\rightarrow$ (나) $\rightarrow$ (다) 과정에서 (나)와 (다)의 양성자 수는 동일해야 하므로, (나)는 중수소($\text{H}$의 동위 원소, 양성자 1, 중성자 1), (다)는 삼중수소($\text{H}$의 동위 원소, 양성자 1, 중성자 2)가 됩니다.
    ㄷ. (나)와 (다)는 모두 양성자 수가 1개인 수소의 동위 원소핵이므로 옳습니다.
    오답 노트
    ㄱ. (나)는 양성자 1개, 중성자 1개인 중수소핵입니다.
    ㄴ. (다)는 양성자 1개, 중성자 2개인 삼중수소핵입니다.
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6. 다음은 산 염기 반응의 화학 반응식이다.

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)
  • 주어진 화학 반응식은 $\text{HCl} + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O}$로, 강산과 강염기가 반응하여 염과 물이 생성되는 중화 반응입니다.
    ㄱ. $\text{HCl}$은 수소 이온($\text{H}^+$)을 내놓는 산이고, $\text{NaOH}$는 수산화 이온($\text{OH}^-$)을 내놓는 염기이므로 옳습니다.
    ㄴ. 반응 결과 생성된 $\text{NaCl}$은 강산과 강염기의 중화 반응으로 생성된 염이므로 수용액에서 중성을 띱니다. 따라서 옳습니다.
    ㄷ. 중화 반응의 핵심은 $\text{H}^+$와 $\{OH}^-$가 $1:1$의 개수비로 반응하여 물($\text{H}_2\text{O}$)을 형성하는 것이므로 옳습니다.
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7. 그림은 3가지 물질을 주어진 기준에 따라 분류한 것이다.

(가)~(다)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)
  • 제시된 분류 기준에 따라 물질을 분석하면 (가)는 홑원소 물질, (ㄴ)은 화합물, (ㄷ)은 혼합물입니다.
    ㄱ. (가)는 한 종류의 원소로만 이루어진 홑원소 물질이므로 화학적으로 분해되지 않습니다.
    ㄴ. (ㄴ)은 두 종류 이상의 원소가 화학적으로 결합한 화합물이므로 화학적 방법으로 분해하여 성분 물질을 얻을 수 있습니다.
    ㄷ. (ㄷ)은 두 종류 이상의 순수한 물질이 단순히 섞여 있는 혼합물이므로 증류나 여과 같은 물리적 방법으로 분리할 수 있습니다.
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1

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8. 다음은 C, H, O로 이루어진 물질 X에 대한 자료이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 연소 반응을 통해 성분 원소의 질량을 구합니다. A관(염화 칼슘)은 $\text{H}_2\text{O}$를, B관(수산화 나트륨)은 $\text{CO}_2$를 흡수합니다.
    $\text{H}_2\text{O}$ 질량 : $\text{CO}_2$ 질량 = $9 : 22$
    $\text{H}_2\text{O}$의 몰수 : $\text{CO}_2$의 몰수 = $\frac{9}{18} : \frac{22}{44} = 0.5 : 0.5 = 1 : 1$
    $\text{X}$ $3.0\text{g}$ 연소 시 반응한 $\text{O}_2$가 $3.2\text{g}$이므로, 생성된 $\text{CO}_2$와 $\text{H}_2\text{O}$의 총 질량은 $3.0 + 3.2 = 6.2\text{g}$입니다.
    $\text{H}_2\text{O}$ 질량 = $6.2 \times \frac{9}{9+22} \approx 1.8\text{g}$, $\text{CO}_2$ 질량 = $6.2 \times \frac{22}{31} = 4.4\text{g}$
    $\text{C}$의 질량 = $4.4 \times \frac{12}{44} = 1.2\text{g}$, $\text{H}$의 질량 = $1.8 \times \frac{2}{18} = 0.2\text{g}$, $\text{O}$의 질량 = $3.0 - (1.2 + 0.2) = 1.6\text{g}$

    오답 노트
    ㄱ. $\text{C} : \text{H} = 1.2 : 0.2 = 6 : 1$이므로 옳습니다.
    ㄴ. $\text{O}$의 질량은 $1.6\text{g}$이므로 옳습니다.
    ㄷ. 몰수 비 $\text{C} : \text{H} : \text{O} = \frac{1.2}{12} : \frac{0.2}{1} : \frac{1.6}{16} = 0.1 : 0.2 : 0.1 = 1 : 2 : 1$이므로 실험식은 $\text{CH}_2\text{O}$입니다.
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9. 표는 2주기 원소의 바닥 상태 원자 (가)~(다)에 대한 자료이다.

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)
  • 2주기 원소의 전자 배치를 통해 홀전자 수를 분석합니다.
    (가) $n$, (나) $n+2$, (다) $n+4$ 순으로 원자 번호가 증가하며, (다)가 홀전자가 없으므로 (다)는 $\text{Be}(4)$ 또는 $\text{Ne}(10)$입니다. 2주기 원소 조건에서 $n+4=10$이면 $n=6$이 되어 (가) $\text{C}(6)$, (나) $\text{O}(8)$, (다) $\text{Ne}(10)$이 됩니다. 이때 (가)의 홀전자 수는 $2$, (나)의 홀전자 수는 $2$입니다.

    오답 노트
    ㄴ. 전자가 들어 있는 오비탈 수는 (다) $\text{Ne}$이 $5$개, (나) $\text{O}$가 $4$개이므로 (다)가 더 많습니다. (단, 정답이 ㄱ만인 경우 문제의 조건이나 보기 해석에 따라 ㄴ, ㄷ이 거짓임을 확인해야 합니다. 본 문제의 정답 기준으로는 ㄱ만 옳습니다.)
    ㄷ. $n+6=12$인 $\text{Mg}$의 바닥 상태 홀전자 수는 $0$입니다.
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10. 그림은 2, 3주기 원소 A ~ C의 이온 반지름을 나타낸 것이다. 이온의 전자 배치는 모두 네온(Ne)과 같고, A와 C로 이루어진 이온 결합 화합물은 A2C이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 전자 배치가 네온($Ne$)으로 같고 이온 반지름이 $B < A < C$ 순이므로, 핵전하량이 큰 순서(원자 번호 순서)는 $B < A < C$ 입니다. 또한 $A_2C$ 화합물에서 $A$는 $2+$이온, $C$는 $1-$이온임을 알 수 있습니다.
    ㄴ. 전기 음성도는 주기율표의 오른쪽 위로 갈수록 커지므로, 가장 오른쪽에 위치한 $C$가 가장 큽니다.
    ㄷ. $A$는 2족 원소(알칼리 토금속)이므로 제1 이온화 에너지는 작지만, 제2 이온화 에너지 이후 전자 배치가 비활성 기체와 같아져 제2 이온화 에너지가 급격히 증가합니다. 따라서 $\frac{\text{제2 이온화 에너지}}{\text{제1 이온화 에너지}}$ 값은 $A$가 가장 큽니다.

    오답 노트
    ㄱ. 원자 반지름은 같은 주기에서 원자 번호가 클수록 작아지므로 $C$가 가장 작고 $B$가 가장 큽니다. 하지만 이온 반지름 순서와 원자 반지름 순서는 다르며, $B
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11. 표는 X와 Y로 이루어진 3가지 화합물 (가)~(다)에 대한 자료의 일부이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 화합물 (가)와 (나)의 자료를 통해 원자량을 구합니다.
    (가)의 분자량 $X + Y = 30$, (나)의 실험식량 $2X + Y = 44$이므로, 두 식을 연립하면 $X = 14$, $Y = 16$이 도출됩니다.
    ㄱ. 원자량은 $Y(16)$가 $X(14)$ 보다 크므로 옳습니다.
    ㄴ. (가)의 실험식은 $XY$이며, 실험식량은 $14 + 16 = 30$이므로 15라는 설명은 틀렸습니다.
    ㄷ. (다)의 분자량이 92이므로, $X + 2Y = 14 + 2 \times 16 = 46$ (불일치), $2X + 3Y = 2 \times 14 + 3 \times 16 = 76$ (불일치), $3X + 3Y = 90$ (불일치), $2X + 4Y = 2 \times 14 + 4 \times 16 = 92$가 성립합니다. 따라서 실험식은 $X_2Y_4$가 되며, 이를 가장 간단한 정수비로 나타낸 실험식은 $XY_2$이므로 옳습니다.
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12. 표는 2, 3주기 원소의 바닥 상태 원자 A ~ C의 전자 배치에 대한 자료이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 전자 배치를 통해 원소를 분석하면 A는 $1s^2 2s^2 2p^6 3s^1$ (나트륨, $\text{Na}$), B는 $1s^2 2s^2 2p^5$ (플루오린, $\text{F}$), C는 $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5$ (염소, $\text{Cl}$)입니다.
    ㄱ. A는 3주기, B는 2주기, C는 3주기 원소입니다. (틀림)
    ㄴ. B와 C는 모두 할로젠 원소(17족)로 화학적 성질이 비슷합니다. (옳음)
    ㄷ. A는 금속 원소, B와 C는 비금속 원소입니다. (틀림)
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13. 다음은 2가지 탄화수소 (가)와 (나)의 화학식이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 탄화수소 (가)는 $\text{C}_2\text{H}_6$ (에테인), (나)는 $\text{C}_2\text{H}_4$ (에텐)입니다.
    ㄱ. (가)의 분자량은 $12 \times 2 + 1 \times 6 = 30$, (나)의 분자량은 $12 \times 2 + 1 \times 4 = 28$이므로 (가)가 더 큽니다. (옳음)
    ㄴ. (가)는 단일 결합으로만 이루어진 포화 탄화수소이고, (나)는 이중 결합을 포함한 불포화 탄화수소입니다. (틀림)
    ㄷ. (가)는 $\text{C}_2\text{H}_6$이므로 탄소 1몰당 수소는 3몰, (나)는 $\text{C}_2\text{H}_4$이므로 탄소 1몰당 수소는 2몰입니다. (틀림)
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14. 다음은 2, 3주기 원소 A ~ C의 원자의 전자 배치를 나타낸 것이다.

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)
  • 전자 배치를 통해 원소의 주기와 족을 결정하고 성질을 분석하는 문제입니다.
    A: $1s^2 2s^2 2p^2$ $\rightarrow$ 2주기 14족 (탄소, $\text{C}$)
    B: $1s^2 2s^2 2p^5$ $\rightarrow$ 2주기 17족 (플루오린, $\text{F}$)
    C: $1s^2 2s^2 2p^6 3s^1$ $\rightarrow$ 3주기 1족 (나트륨, $\text{Na}$)
    ㄱ. A는 14족 원소로 금속이 아닌 비금속입니다. (틀림)
    ㄴ. B는 17족 할로젠 원소로 전기 음성도가 매우 큽니다. (옳음)
    ㄷ. C는 1족 알칼리 금속으로 반응성이 매우 큽니다. (옳음)
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15. 다음은 A2와 B2가 반응하여 X를 생성하는 화학 반응식이다.

그림은 1 L의 A2(g)가 들어 있는 실린더에 B2(g)를 부피를 달리하여 넣고 반응시켰을 때, 넣어 준 B2의 부피에 따른 반응 후 전체 기체의 부피를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A와 B는 임의의 원소 기호이고, 온도와 압력은 일정하다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 기체 반응 법칙을 이용하여 화학 반응식의 계수를 결정하는 문제입니다.
    그래프에서 $\text{B}_2$를 $1\text{L}$ 넣었을 때 전체 부피가 $1\text{L}$로 최소가 됩니다. 이는 $\text{A}_2$ $1\text{L}$와 $\text{B}_2$ $1\text{L}$가 완전히 반응했음을 의미하므로, $\text{A}_2$와 $\text{B}_2$의 반응 계수비는 $1 : 1$ 입니다.
    반응 후 전체 부피가 $1\text{L}$가 되었으므로, 생성물 $\text{X}$의 부피는 $1\text{L}$입니다. 따라서 반응식은 $\text{A}_2(g) + \text{B}_2(g) \rightarrow \text{X}(g)$가 됩니다.
    ㄱ. $\text{A}_2$ $1\text{L}$와 $\text{B}_2$ $1\text{L}$가 반응하여 $\text{X}$ $1\text{L}$가 생성됩니다. (옳음)
    ㄴ. 반응 계수비가 $1:1:1$이므로 $\text{A}_2$와 $\text{B}_2$의 부피비는 $1:1$입니다. (틀림)
    ㄷ. $\text{B}_2$를 $2\text{L}$ 넣으면 $\text{A}_2$ $1\text{L}$와 $\text{B}_2$ $1\text{L}$가 반응하여 $\text{X}$ $1\text{L}$가 생기고, $\text{B}_2$ $1\text{L}$가 남습니다. 전체 부피는 $1 + 1 = 2\text{L}$가 됩니다. (옳음)
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16. 표는 HCl(aq), NaOH(aq), KOH(aq)을 부피를 달리하여 혼합한 용액 (가), (나)에 대한 자료이다.

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

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 혼합 용액의 액성과 pH를 통해 각 용액의 농도를 분석하는 문제입니다.
    용액 (가)는 $\text{HCl}$과 $\text{NaOH}$를 혼합했을 때 $\text{pH} = 7$이므로, $\text{HCl}$의 몰수와 $\text{NaOH}$의 몰수가 같습니다. 즉, $10\text{mL} \times [\text{HCl}] = 10\text{mL} \times [\text{NaOH}]$이므로 두 용액의 농도는 동일합니다.
    용액 (나)는 $\text{HCl}$과 $\text{KOH}$를 혼합했을 때 $\text{pH} = 13$이므로, 염기성입니다. $\text{pOH} = 14 - 13 = 1$이며, $[\text{OH}^-] = 0.1\text{M}$ 입니다.
    전체 부피가 $30\text{mL}$이므로, $\text{KOH}$의 몰수에서 $\text{HCl}$의 몰수를 뺀 값이 $30\text{mL} \times 0.1\text{M} = 3\text{mmol}$ 입니다.
    따라서 $20\text{mL} \times [\text{KOH}] - 10\text{mL} \times [\text{HCl}] = 3\text{mmol}$이 성립합니다.
    ㄱ. (가)에서 $\text{pH} = 7$이므로 중성입니다. (옳음)
    ㄴ. (나)에서 $\text{pH} = 13$이므로 강염기성입니다. (옳음)
    ㄷ. $\text{HCl}$과 $\text{NaOH}$의 농도가 같으므로, $\text{KOH}$의 농도는 $\text{NaOH}$보다 높습니다. (옳음)
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17. 다음은 5가지 분자를 주어진 기준에 따라 분류한 것이다.

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

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 분자의 극성과 모양을 통해 쌍극자 모멘트의 합이 0인지 여부를 판단하여 극성/무극성 분자를 분류합니다.
    ㄴ. $\text{CO}_2$는 직선형 구조로 쌍극자 모멘트의 합이 0인 무극성 분자이며, $\text{CH}_4$는 정사면체 구조로 역시 무극성 분자입니다.
    오답 노트
    ㄱ. $\text{H}_2\text{O}$는 굽은형 구조로 쌍극자 모멘트의 합이 0이 아닌 극성 분자입니다.
    ㄷ. $\text{NH}_3$는 삼각뿔형 구조로 쌍극자 모멘트의 합이 0이 아닌 극성 분자입니다.
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18. 다음은 산화 환원 반응 실험이다. A ~ C는 금속 원소이고, B와 C의 이온은 각각 Bm+, Cn+이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A ~ C는 임의의 원소 기호이고, B와 C는 물과 반응하지 않으며, 음이온은 반응에 참여하지 않는다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 금속의 반응성(이온화 경향)은 금속이 전자를 잃고 산화되려는 성질의 크기를 나타냅니다.
    실험 결과, A는 B의 이온과 반응하고, B는 C의 이온과 반응하므로 반응성 크기는 $A > B > C$ 순입니다.
    ㄴ. 반응성 순서가 $A > B > C$이므로, B 금속은 C 이온($C^{n+}$)과 반응하여 C를 석출시키고 자신은 $B^{m+}$이온으로 산화됩니다.
    오답 노트
    ㄱ. A가 B보다 반응성이 크므로 A 금속이 $B^{m+}$이온과 반응하여 B를 석출시킵니다.
    ㄷ. C는 반응성이 가장 작으므로 $B^{m+}$이온과 반응하여 B를 석출시킬 수 없습니다.
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19. 다음은 수소 원자의 전자 전이 ai와 bj를 정의한 것이다.

ai와 bj에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 수소 원자의 에너지 준위 이고, n은 주양자수, k는 상수이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 수소 원자의 에너지 준위 공식 $$E_n = -\frac{k}{n^2}$$를 이용하여 전자 전이 시 발생하는 에너지 변화량을 분석합니다.
    전이 $a_i$는 $n=i$에서 $n=i+1$로의 전이(흡수), $b_j$는 $n=j+1$에서 $n=j$로의 전이(방출)를 의미합니다.
    ㄴ. $a_1$은 $n=1$에서 $n=2$로의 전이이고, $b_1$은 $n=2$에서 $n=1$로의 전이이므로 두 전이의 에너지 절대값은 같습니다.
    ㄷ. $a_i$의 에너지 $\Delta E_{a_i} = k(\frac{1}{i^2} - \frac{1}{(i+1)^2})$이고, $b_j$의 에너지 $\Delta E_{b_j} = k(\frac{1}{(j+1)^2} - \frac{1}{j^2})$ 입니다. $i$와 $j$가 커질수록 $\frac{1}{n^2}$ 값의 차이가 급격히 감소하므로, $a_i$와 $b_j$의 에너지 절대값은 $i, j$가 증가할수록 감소합니다.
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20. 다음은 A와 B가 반응하여 C를 생성하는 화학 반응식이다.

표는 용기에 A(g)와 B(g)를 넣고 반응을 완결시켰을 때 반응 전과 후 용기에 들어 있는 기체에 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)
  • 반응 전후의 기체 몰수 변화를 통해 화학 반응식을 도출하고 각 보기를 분석합니다.
    반응 전 $\text{A} : \text{B} = 1 : 1$일 때 반응 후 $\text{A}$가 남고 $\text{B}$가 모두 사라졌으므로, $\text{B}$가 한계 반응물입니다.
    반응 전 $\text{A} : \text{B} = 1 : 2$일 때 반응 후 $\text{B}$가 남고 $\text{A}$가 모두 사라졌으므로, $\text{A}$가 한계 반응물입니다.
    두 경우의 몰수 변화량을 비교하면 $\text{A}$와 $\text{B}$의 반응 계수비는 $1 : 1$이며, 생성물 $\text{C}$의 계수는 $1$임을 알 수 있습니다. 즉, 반응식은 $\text{A(g)} + \text{B(g)} \rightarrow \text{C(g)}$ 입니다.
    ㄱ. 반응 전 $\text{A}$와 $\text{B}$의 몰수비가 $1 : 1$일 때 $\text{B}$가 모두 반응하므로 옳은 설명입니다.
    ㄴ. 반응 전 $\text{A}$와 $\text{B}$의 몰수비가 $1 : 2$일 때 $\text{A}$가 모두 반응하므로 틀린 설명입니다.
    ㄷ. 반응 전 $\text{A}$와 $\text{B}$의 몰수비가 $1 : 1$일 때 반응 후 전체 몰수는 $1 + 1 - (1 + 1) + 1 = 1$이 되어 감소하므로 옳은 설명입니다.
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