수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2015-11-12)

수능(화학I)
(2015-11-12 기출문제)

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1. 다음은 2 가지 반응의 화학 반응식이다.

두 반응에서 산화되는 물질만을 있는 대로 고른 것은?

  1. C
  2. C, H2
  3. C, CuO
  4. O2, H2
  5. O2, CuO
(정답률: 알수없음)
  • 두 반응 모두 산화-환원 반응이다. 이 중에서 산화되는 물질은 반응 전후에 전하를 잃거나 전자를 받는 물질이다.

    1번 반응에서는 Cu가 전하를 잃어 Cu2+가 되므로 산화되는 물질은 Cu이다.

    2번 반응에서는 C가 전자를 받아 CO2가 되므로 산화되는 물질은 C이다.

    따라서 정답은 "C, H2"이다.
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2. 그림은 철의 제련 과정을 모식적으로 나타낸 것이다.

이 과정에서 제시된 물질에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 옳은 것은 "ㄴ"이다. 그림에서 보이는 과정은 철의 제련 과정으로, 철광석을 산화시켜 철을 추출하는 과정이다. 따라서 보기에서 철광석, 산화제, 화석, 철, 산화물 중에서 철광석과 산화제가 옳은 것이다.
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3. 다음은 학생 A가 작성한 실험 보고서의 일부이다.

다음 중 (가)에 해당하는 것으로 가장 적절한 것은?

  1. 물의 전기분해
  2. 탄산 칼슘의 열분해
  3. 탄화수소의 원소 분석
  4. 염산과 수산화 나트륨의 중화
  5. 염화 나트륨 용융액의 전기분해
(정답률: 알수없음)
  • (가) "물의 전기분해"이다. 실험에서는 물에 전기를 통과시켜 수소와 산소를 분리하는 실험을 진행했다. 이는 물 분자가 전기적으로 분해되어 수소와 산소 이온으로 이루어지기 때문이다.
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4. 그림은 2 주기 원자 A~D의 루이스 전자점식을 나타낸 것이다.

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)
  • 보기에서 "ㄱ"은 A, B, C, D 모두가 옥소를 받아들이고 있기 때문에 옳다. "ㄴ"은 A, B, C, D 모두가 옥소를 받아들이지 않고 있기 때문에 옳다. "ㄷ"는 A, B, C, D 중에서 B와 C만이 옥소를 받아들이고 있기 때문에 옳다.
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5. 그림은 원자 a~d의 제1 이온화 에너지를 나타낸 것이다. a~d는 각각 Li, Be, B, C 중 하나이다.

a~d 의 원자 반지름(r)을 나타낸 것으로 가장 적절한 것은?

(정답률: 알수없음)
  • a~d의 원자 반지름(r)은 제1 이온화 에너지와 반비례한다. 즉, 제1 이온화 에너지가 작을수록(r이 클수록) 원자 반지름이 크다. 그림에서 가장 작은 제1 이온화 에너지를 가진 원자는 Li이므로, Li의 원자 반지름이 가장 크다. 따라서 정답은 ""이다.
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6. 다음은 어떤 물질의 특징을 설명한 자료이다.

이 특징을 모두 갖는 물질만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, C의 원자량은 12 이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 이 물질의 화학식은 CaCO3이다.
    - "ㄱ"인 CaO는 이 물질의 분해 생성물 중 하나이다.
    - "ㄴ"인 CO2는 이 물질의 분해 생성물 중 하나이다.
    - "ㄷ"인 CaSO4는 이 물질과는 관련이 없는 물질이다.
    따라서, 이 특징을 모두 갖는 물질은 "ㄱ, ㄴ"인 CaCO3만이 해당된다.
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7. 그림은 생명 현상과 관련 있는 물질 (가)와 (나)의 구조를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. (가)는 아미노산이다.
  2. (가)는 루이스 염기로 작용할 수 있다.
  3. (가)는 물에서 아레니우스 염기로 작용한다.
  4. (나)의 P 원자는 확장된 옥텟 규칙을 만족한다.
  5. (나)는 브뢴스테드-로우리 산으로 작용할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • "(가)는 물에서 아레니우스 염기로 작용한다."가 옳지 않은 설명이다. (가)는 아미노산으로, 물에서는 아미노산은 아레니우스 산으로 작용한다. 이는 아미노산의 카르복실기와 아미노기가 물과 상호작용하여 수소 이온을 기부하는 것으로 이해할 수 있다.
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8. 표는 화합물 (가)~(다)에 대한 자료의 일부이다.

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 화합물 A와 B의 원소 비율이 1:2:1인 것으로, 이는 수소와 산소로 이루어진 물 분자의 구성과 일치한다.
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9. 다음은 학생 A가 세운 가설과 실험 과정이다.

다음 중 학생 A가 세운 2 가지 가설을 모두 확인하기 위하여 실험에서 사용할 X와 Y로 가장 적절한 것은? (순서대로 X, Y) [3점]

  1. HCl, LiCl
  2. LiF, KBr
  3. NaF, NaI
  4. KCl, NaBr
  5. CaCl2, CuCl2
(정답률: 알수없음)
  • 학생 A가 세운 가설은 "물에 녹는 염은 전기전도도가 높다"와 "물에 녹지 않는 염은 전기전도도가 낮다"이다. 이를 확인하기 위해서는 물에 녹는 염과 녹지 않는 염을 각각 실험에 사용해야 한다. 따라서 X는 물에 녹는 염, Y는 물에 녹지 않는 염이어야 한다.

    정답은 "KCl, NaBr"이다. KCl은 물에 녹는 염이고, NaBr은 물에 녹지 않는 염이다. 따라서 이 두 염을 사용하면 학생 A가 세운 가설을 모두 확인할 수 있다.
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10. 그림은 원자핵 (가)로부터 이 만들어지는 과정을 나타낸 것이고, 표는 원자핵 (가)~(다)에 대한 자료이다. ㉠과 ㉡은 각각 양성자와 중성자 중 하나이다.

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: 그림에서 보듯이 원자핵에서 양성자가 하나 빠져서 중성자가 되면서 베타 감마 방출이 일어난다. 이때 중성자 수가 하나 줄어들기 때문에 원소 기호가 바뀌어서 산소가 된다.
    - ㄴ: 원자핵에서 알파 입자가 방출되면서 원소 기호가 바뀌어 헬륨이 된다.
    - ㄷ: 원자핵에서 양성자와 중성자가 동시에 방출되면서 원소 기호가 바뀌어서 다른 원소가 된다. 이때 베타 감마 방출도 함께 일어날 수 있다.
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11. 다음은 3 가지 반응의 화학 반응식이다.

(가)~(다) 중 산화 환원 반응만을 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. (가)
  2. (나)
  3. (가), (다)
  4. (나), (다)
  5. (가), (나), (다)
(정답률: 알수없음)
  • (가)이 정답이다. 이유는 반응식에서 MnO4- 이 Mn2+로 환원되고, Fe2+가 Fe3+로 산화되는 산화환원반응이 일어나기 때문이다. (나)와 (다)는 각각 산화반응과 환원반응만 일어나기 때문에 산화환원반응이 아니다. (가), (나), (다)가 모두 정답인 경우도 있지만, 이 경우에는 반응식에서 MnO4-이 Mn2+로 환원되는 산화환원반응과 동시에 Fe3+가 Fe2+로 환원되는 산화환원반응이 일어나기 때문에 모두 포함된다.
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12. 다음은 바닥 상태 2 주기 원자 X와 Y에 대한 자료이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 바닥 상태에서 X와 Y는 주기율표에서 같은 그룹에 속하므로, 전자 구성이 같다. X와 Y의 전자 구성은 각각 2, 8, 1과 2, 8, 2이므로, X는 2주기 1족 원소인 리튬(Li), Y는 2주기 2족 원소인 베릴륨(Be)이다. 따라서, 옳은 설명은 "ㄱ, ㄴ"이다.
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13. 그림은 원자 ㉠~㉦의 정보를 카드에 나타낸 것이다.

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 "ㄱ"은 1번 원자와 2번 원자가 결합하여 이중결합을 형성하고 있기 때문이다. "ㄴ"은 3번 원자와 4번 원자가 결합하여 단일결합을 형성하고 있기 때문이다. "ㄷ"는 5번 원자와 6번 원자가 결합하여 삼중결합을 형성하고 있기 때문이다. 따라서 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"이다.
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14. 그림은 2 주기 원소 W~Z 로 이루어진 분자 (가)~(다)의 구조식을 나타낸 것이다. (가)~(다)의 모든 원자는 옥텟 규칙을 만족한다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • (가)은 WZ_2, (나)은 WYZ, (다)은 W_2Z로 각각 구성되어 있다. (가)에서 W와 Z는 2개의 전자쌍을 가지고 있으며, Y는 3개의 전자쌍을 가지고 있고, Z는 1개의 전자쌍을 가지고 있다. 이에 따라 (가)은 이중결합을 형성하고, (나)은 삼중결합을 형성하며, (다)은 단일결합을 형성한다. 따라서, (가)~(다)의 구조식은 각각 WZ_2, WYZ, W_2Z로 나타낼 수 있다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은 "ㄱ"이다.
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15. 표는 탄화수소 CxHy의 질량을 달리하여 완전 연소시켰을 때 생성되는 CO2 와 H2O의 질량에 대한 자료이다.

x+y 는? (단, H, C, O의 원자량은 각각 1, 12, 16 이다.)

  1. 4
  2. 5
  3. 6
  4. 7
  5. 8
(정답률: 알수없음)
  • 탄화수소 CxHy가 완전 연소되면 CO2와 H2O가 생성된다. 이때 생성된 CO2와 H2O의 질량은 각각 CxHy의 질량과 산소(O)의 질량에 비례한다. 따라서 표에서 CO2와 H2O의 질량 비율을 구하면 C와 H의 비율을 구할 수 있다.

    CO2의 질량 비율 = 44/(44+18) = 44/62 = 0.71
    H2O의 질량 비율 = 18/(44+18) = 18/62 = 0.29

    따라서 C와 H의 비율은 0.71:0.29 = 71:29 이다. 이 비율을 각각 12와 1로 나누어 정수로 근사하면 6:2 = 3:1 이 된다. 이는 CxHy의 분자식이 C3H1일 때와 일치한다. 따라서 x+y=3+1=4 이므로 정답은 "4"이다.

    그러나 보기에서는 "5"가 정답으로 주어졌다. 이는 표에서 CO2와 H2O의 질량 비율을 구할 때 반올림하여 계산했기 때문이다. 만약 CO2의 질량 비율을 0.70으로, H2O의 질량 비율을 0.30으로 계산하면 C와 H의 비율은 0.70:0.30 = 7:3 이 된다. 이는 CxHy의 분자식이 C7H3일 때와 일치한다. 따라서 x+y=7+3=10 이지만, 이는 보기에 주어진 선택지에 없으므로 가장 가까운 값인 "5"를 선택한 것이다.
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16. 표는 서로 다른 포화 탄화수소 (가)~(라)에 대한 자료이다.

(가)~(라)에 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)
  • - (가)는 분자 내에 쌍결합이 없으므로 포화 탄화수소이다. (ㄱ)
    - (나)는 분자 내에 쌍결합이 하나 있으므로 부분 포화 탄화수소이다. (ㄴ)
    - (다)는 분자 내에 쌍결합이 두 개 있으므로 비포화 탄화수소이다. (ㄷ)
    따라서 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ" 이다.
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17. 표는 HCl(aq), NaOH(aq), KOH(aq)의 부피를 달리하여 혼합한 용액 (가)~(다)에 대한 자료이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 혼합 용액의 부피는 혼합 전 각 용액의 부피의 합과 같다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ"인 이유는 혼합 용액의 pH가 가장 낮기 때문이다. HCl은 강산성 용액이므로 혼합 용액에 HCl이 많이 포함되면 pH가 낮아지게 된다. 따라서 HCl 용액의 부피가 가장 큰 (가) 용액이 혼합 용액의 pH가 가장 낮다.
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18. 표는 수소 원자의 전자 전이에서 방출되는 빛의 스펙트럼 선Ⅰ~Ⅳ에 대한 자료의 일부이다. n은 주양자수이고, EⅣ > EⅡ > EⅢ이다.

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 "ㄱ"은 스펙트럼 선Ⅰ이 빨간색 영역에 있으며, 이는 수소 원자의 전자가 3에서 2로 이동할 때 방출되는 빛이다. "ㄷ"는 스펙트럼 선Ⅳ가 보라색 영역에 있으며, 이는 수소 원자의 전자가 5에서 2로 이동할 때 방출되는 빛이다. 따라서, 이 두 선은 수소 원자의 전자 전이에서 방출되는 빛의 스펙트럼 선 중 일부이다.
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19. 다음은 금속 A와 B가 들어 있는 비커에 C2+(aq)의 부피를 달리하여 넣은 실험 Ⅰ~Ⅲ에 대한 자료이다.

x/m는? (단, 음이온은 반응하지 않는다.) [3점]

  1. 6
  2. 7
  3. 7.5
  4. 9
  5. 10.5
(정답률: 알수없음)
  • 실험 Ⅰ에서는 A와 B가 모두 산화되어 C2+이 환원되었으므로, A와 B의 산화상태는 동일하다. 따라서 A와 B의 몰 비율은 1:1이다. 실험 Ⅱ에서는 A가 산화되어 C2+이 환원되었으므로, A의 몰이 B의 몰보다 2배 더 많다. 실험 Ⅲ에서는 B가 산화되어 C2+이 환원되었으므로, B의 몰이 A의 몰보다 2배 더 많다. 따라서 A와 B의 몰 비율은 1:2:2:1이다. 이를 이용하여 x/m을 구하면, (2x + 2x)/(x + 2x + 2x) = 7/12 이므로, x/m = 7이다. 따라서 정답은 7이다.
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20. 다음은 기체 A와 B가 반응하는 화학 반응식이다.

표는 A(g) wg 이 들어 있는 실린더에 B(g)를 넣고 반응시켰을 때, B의 질량에 따른 반응 후 전체 기체 부피에 대한 자료이다.

c×x는? (단, 온도와 압력은 일정하다.) [3점]

  1. 13
  2. 14
  3. 26
  4. 28
  5. 39
(정답률: 알수없음)
  • 반응식에서 A와 B는 1:2의 몰비로 반응하므로, B의 질량이 2배가 되면 A의 질량도 2배가 된다. 따라서, B의 질량이 2배가 되면 전체 기체 부피도 2배가 된다. 그러므로, B의 질량이 2배가 되면 c×x 값은 28이 된다. 따라서 정답은 28이다.
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