수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2016-03-10)

수능(화학I)
(2016-03-10 기출문제)

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1. 다음은 3가지 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 "ㄴ"인 이유는, 반응식에서 일어나는 화학 반응이 일반적인 중화 반응이기 때문이다. 즉, 산과 염기가 중화되어 염이 생성되는 반응이다. 따라서, 이 반응식은 일반적인 화학 지식으로도 이해할 수 있으며, 보기에서 "ㄴ"이 정답으로 선택되었다.
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2. 그림은 다이아몬드(C)와 메테인(CH4)의 구조를 모형으로 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 정답이 "ㄱ"인 이유는 다이아몬드(C)의 구조가 탄소(C) 원자들이 서로 공유결합하여 형성되는 고체 구조이기 때문이다. 메테인(CH4)의 구조는 탄소(C) 원자와 수소(H) 원자들이 공유결합하여 형성되는 분자 구조이다. 따라서, 다이아몬드(C)와 메테인(CH4)의 구조는 서로 다르기 때문에 "ㄱ"이 정답이다.
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3. 다음은 CaCO3(s)과 HCl(aq)의 반응의 화학 반응식이다.

NaCl(s)과 CaCO3(s)의 혼합물 X 50g을 충분한 양의 HCl(aq)에 넣어 반응시켰더니 CO2(g)가 4 L 생성되었다. X에서 CaCO3의 질량 백분율(%)은? (단, 실험 조건에서 기체 1몰의 부피는 24 L이고, CaCO3의 화학식량은 100이다.)

  1. 50/3
  2. 100/3
  3. 50
  4. 200/3
  5. 250/3
(정답률: 알수없음)
  • 반응식을 보면 1 몰의 CaCO3가 2 몰의 HCl과 반응하여 1 몰의 CO2를 생성한다. 따라서 4 L의 CO2가 생성되었으므로, 이는 1 몰의 CO2가 생성한 부피인 24 L의 4/24 = 1/6 몰에 해당한다. 따라서 1 몰의 CaCO3가 2 몰의 HCl과 반응하여 1/6 몰의 CO2를 생성하므로, 1 몰의 CaCO3는 2/1/6 = 12 몰의 HCl과 반응한다. 따라서 50g의 혼합물 X에서 CaCO3의 질량은 100g이므로, 100g의 CaCO3는 12 몰의 HCl과 반응한다. 이때, CaCO3의 질량 백분율(%)은 (100g / 150g) × 100% = 100/3% 이다. 따라서 정답은 "100/3"이다.
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4. 다음은 철의 부식과 관련된 어떤 가설을 검증하기 위해 수행한 실험이다.

이 실험을 통해 검증하고자 한 가설로 가장 적절한 것은?

  1. 물은 철의 부식에 영향을 준다.
  2. 공기는 철의 부식에 영향을 준다.
  3. 전해질이 있으면 철이 더 빨리 부식된다.
  4. 철보다 산화되기 쉬운 금속을 부착하면 철의 부식이 방지된다.
  5. 철보다 산화되기 어려운 금속을 부착하면 철이 더 빨리 부식된다.
(정답률: 알수없음)
  • "전해질이 있으면 철이 더 빨리 부식된다." 가장 적절한 가설이다. 이유는 전해질이 있는 경우 전해질과 철 사이에서 전기적인 반응이 일어나기 때문에 철의 부식이 더욱 촉진되기 때문이다.
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5. 다음은 산 염기 반응의 화학 반응식이다.

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)
  • - ㄱ: 이 반응은 산과 염기가 중화되는 반응이다.
    - ㄴ: 이 반응에서 생성되는 화합물은 염화수소(HCl)와 수산화나트륨(NaOH)이다.
    - ㄷ: 이 반응에서 생성되는 물은 2 분자이다.
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6. 표는 이온 (가)와 원자 (나), (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)
  • 이온 (가)는 양전하를 가지고 있으므로 전자 수가 원자보다 1개 적습니다. 따라서 이온 (가)의 전자 구성은 2, 8, 8, 1이 됩니다. 이에 대한 원자 (나)의 전자 구성은 2, 8, 8이 되고, 원자 (다)의 전자 구성은 2, 8, 7이 됩니다. 이에 따라 보기에서 "ㄴ"은 이온 (가)와 원자 (나)의 전자 구성이 다르다는 것을 나타내며, "ㄷ"는 원자 (다)의 전자 구성이 이온 (가)와 다르다는 것을 나타냅니다. 따라서 정답은 "ㄴ, ㄷ"입니다.
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7. 그림은 분자당 수소 원자 수가 같은 탄화수소 (가), (나)에서 탄소(C)와 수소(H)의 질량 관계를 나타낸 것이다.

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

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

    - (가)와 (나)는 분자당 수소 원자 수가 같다.
    - (가)와 (나)의 질량 비율은 모두 1:4이다.
    - (가)와 (나)는 각각 메탄(CH4)과 에테인(C2H4)이다.

    따라서, 메탄과 에테인은 분자당 수소 원자 수가 같고, 질량 비율도 같으므로 (가)와 (나)의 그래프는 같은 직선상에 위치하게 된다. 이에 대한 설명이 "ㄴ"이다.
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8. 표는 t℃, 1기압에서 X, Y 두 원소로 이루어진 화합물 (가), (나)에 대한 자료이다. 원자량은 X가 Y보다 크다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 표에서 (가)와 (나)는 각각 X와 Y로 이루어진 화합물을 나타낸다. (가)와 (나)의 녹는점과 끓는점을 보면, (가)는 녹는점이 -10℃이고 끓는점이 110℃인 반면, (나)는 녹는점이 -50℃이고 끓는점이 90℃이다. 이를 통해 (가)는 (나)보다 높은 온도에서 녹고 높은 온도에서 끓는 것으로 보아, (가)는 (나)보다 분자량이 큰 X가 더 많이 포함되어 있을 것이다. 따라서, (가)는 X2Y, (나)는 XY2로 구성되어 있을 가능성이 높다. 이에 따라 보기에서 "ㄱ, ㄷ"가 정답이다.
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9. 그림은 2주기 원소의 제1 이온화 에너지와 바닥 상태 원자에서 전자가 들어 있는 오비탈 수를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - A의 제1 이온화 에너지는 B보다 크다. (ㄱ)
    - C의 바닥 상태 원자에서 전자가 들어 있는 오비탈 수는 D보다 크다. (ㄷ)
    - A의 제1 이온화 에너지는 E보다 작고, E의 바닥 상태 원자에서 전자가 들어 있는 오비탈 수는 A보다 크다. (ㄱ, ㄴ)

    ㄱ: A와 B의 위치를 보면, 제1 이온화 에너지가 왼쪽에서 오른쪽으로 갈수록 감소하는 경향을 보이는 것을 알 수 있다. 따라서 A의 제1 이온화 에너지는 B보다 크다.
    ㄷ: C와 D의 위치를 보면, 바닥 상태 원자에서 전자가 들어 있는 오비탈 수가 왼쪽에서 오른쪽으로 갈수록 감소하는 경향을 보이는 것을 알 수 있다. 따라서 C의 바닥 상태 원자에서 전자가 들어 있는 오비탈 수는 D보다 크다.
    ㄱ, ㄴ: A와 E의 위치를 보면, 제1 이온화 에너지가 위에서 아래로 갈수록 감소하는 경향을 보이는 것을 알 수 있다. 따라서 A의 제1 이온화 에너지는 E보다 작고, E의 바닥 상태 원자에서 전자가 들어 있는 오비탈 수는 A보다 크다.
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10. 표는 4가지 분자 H2O, CO2, HCN, CF4를 주어진 기준에 따라 각각 분류한 결과를 나타낸 것이다.

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, ㄷ"가 정답인 이유는 다음과 같다.
    - "ㄱ"은 분자의 극성을 나타내는데, H2O와 HCN은 극성 분자이고, CO2와 CF4는 비극성 분자이기 때문이다.
    - "ㄷ"는 분자의 원자 수를 나타내는데, H2O와 CO2는 3원자 분자이고, HCN과 CF4는 4원자 분자이기 때문이다.
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11. 다음은 2, 3주기 바닥 상태 원자 A, B의 전자 배치에 대한 자료이다.

A와 B에 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)
  • - A는 2주기 원소이며, 전자 구성은 2-8-1이다.
    - B는 3주기 원소이며, 전자 구성은 2-8-7이다.

    ㄱ. A는 2주기 원소이므로, 전자껍질에 있는 전자는 2개이다. 따라서, A의 전자 구성은 2-8-1이 될 수 있다.

    ㄴ. B는 3주기 원소이므로, 전자껍질에 있는 전자는 3개이다. 따라서, B의 전자 구성은 2-8-7이 될 수 있다.

    ㄷ. A와 B의 전자 구성을 합치면 2-8-1-2-8-7이 된다. 이는 2주기와 3주기 원소의 전자 구성이 합쳐진 형태이다.
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12. 그림은 화합물 AB, BC2의 결합 모형을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 화합물 AB는 이온결합으로, A는 양이온, B는 음이온이다. BC2는 공유결합으로, B와 C가 공유결합을 이루고 있다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은 "ㄱ"이다.
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13. 다음은 탄화수소 X ~ Z에 대한 자료이다. X ~ Z의 분자식은 각각 C3H4, C3H6, C4H10 중 하나이다.

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

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

    - X와 Y의 분자식이 모두 C3H4이므로, 이들은 동일한 탄화수소 화합물인 프로피인이다.
    - Y와 Z의 분자식이 모두 C4H10이므로, 이들은 동일한 탄화수소 화합물인 부탄이다.
    - X와 Z의 분자식이 다르므로, 이들은 서로 다른 탄화수소 화합물이다.

    따라서, "ㄴ, ㄷ"가 옳은 것이다.
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14. 다음은 질소의 산화물과 관련된 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)
  • - ㄱ: 이 반응은 질소산화물(NO, NO2)이 물과 반응하여 질산(HNO3)과 질산산(HNO2)을 생성하는 반응이다.
    - ㄴ: 이 반응은 질소산화물(NO, NO2)이 황산과 반응하여 질산(HNO3)과 이산화질소(N2O)를 생성하는 반응이다.
    - ㄷ: 이 반응은 질소산화물(NO, NO2)이 황산과 반응하여 질산(HNO3)과 이산화질소(N2O)를 생성하는 반응이다. 동시에 황산이 환원되어 이산화황(SO2)가 생성된다. 따라서 이 반응은 산화환원반응이다.
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15. 표는 1, 2주기 원소 A ~ D로 이루어진 화합물 (가), (나)에 대한 자료이고, 그림은 (가)와 (나)가 반응하여 (다)를 생성하는 반응을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <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 "ㄱ, ㄴ"이 옳은 이유는, 반응식에서 (가)와 (나)가 각각 A와 B, C와 D로 이루어져 있고, (다)에서는 A, B, C, D가 모두 포함되어 있기 때문이다. 따라서, (가)와 (나)는 서로 다른 원소로 이루어져 있어야 하며, (다)에서는 모두 포함되어야 한다.
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16. 표는 3주기 바닥 상태 원자 A ~ C에 대해 원자가 전자 수(a)와 홀전자 수(b)의 차(a－b)를 나타낸 것이다. A ~ C는 원자번호가 연속이다.

A ~ C에 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)
  • 정답은 "ㄷ, A와 C의 전자 수와 홀전자 수의 차이가 모두 2이다." 이다.

    A와 C의 전자 수와 홀전자 수의 차이가 모두 2이기 때문에 A와 C는 같은 주기에 있고, 이 주기에서는 원소의 전자 껍질에 있는 전자 수가 2개씩 증가하고, 홀전자 수도 1씩 증가하기 때문에 A와 C는 같은 그룹에 속한다.

    하지만 B는 A와 C와 다른 주기에 있기 때문에 A와 C와는 다른 그룹에 속한다. 따라서 B는 A와 C와는 화학적 성질이 다를 것이다.
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17. 표는 수소 원자의 전자 전이 (가)~(다)에 대해 전이 전과 후의 주양자수(n)를, 그림은 수소 원자의 선 스펙트럼에서 가시광선 영역을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 수소 원자의 에너지 준위 이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 전이 전과 후의 주양자수(n)가 모두 2인 경우를 나타내고, "ㄷ"는 전이 전의 주양자수(n)가 2이고 전이 후의 주양자수(n)가 3인 경우를 나타낸다. 이에 따라 그림에서 보이는 가시광선 영역의 선들은 수소 원자의 전이 전과 후의 주양자수가 각각 2와 3인 경우에 해당한다. 이는 수소 원자의 에너지 준위가 인 경우에 일어나는 전이들 중에서 가시광선 영역에 해당하는 것들이다. 따라서 "ㄱ, ㄷ"가 정답이다.
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18. 다음은 산화 환원 반응 실험이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 보기 "ㄱ": 이 반응은 산화 환원 반응이다. Fe2+ 이온이 Fe3+ 이온으로 산화되면서, Cr2O72- 이온이 Cr3+ 이온으로 환원된다.
    - 보기 "ㄷ": 이 반응은 산화 환원 반응이 아니다. Na+ 이온과 Cl- 이온이 결합하여 NaCl 이라는 화합물을 형성하는 일반적인 이온 결합 반응이다.
    - 보기 "ㄴ": 이 반응은 산화 환원 반응이 아니다. HCl 이라는 강산과 NaOH 라는 강염기가 중화반응을 일으켜 NaCl 이라는 염을 형성하는 반응이다. 이 반응에서는 산화나 환원이 일어나지 않는다.
    따라서, 옳은 정답은 "ㄱ"이다.
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19. 다음은 기체 A와 B가 반응하여 기체 C를 생성하는 반응의 화학 반응식이다.

표는 실린더에 기체 A와 B를 넣고 반응시켰을 때 반응 전과 후 기체에 대한 자료이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기 중 "ㄱ"이 옳은 설명이다. 이는 반응 전과 후 기체의 몰 수가 일치하기 때문이다. 반응식에서 A와 B의 몰 수는 각각 2mol, C의 몰 수는 1mol이다. 따라서 반응 전과 후 기체의 총 몰 수는 4mol로 일치한다. 다른 보기들은 반응 전과 후 기체의 몰 수가 일치하지 않거나, 온도와 압력이 변화한다는 조건이 추가되어 있기 때문에 옳지 않은 설명이다.
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20. 표는 HCl(aq), NaOH(aq), KOH(aq)의 부피를 달리하여 혼합한 용액 (가)~(다)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. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄷ" 인 이유는 다음과 같다.

    - (가) 용액은 HCl과 NaOH를 혼합한 용액이다. 이때, HCl과 NaOH는 중화반응을 일으키며, 그 결과로 NaCl과 H2O가 생성된다. 따라서, 용액의 pH는 중성(pH=7)이 된다.
    - (다) 용액은 HCl과 KOH를 혼합한 용액이다. 이때, HCl과 KOH도 중화반응을 일으키며, 그 결과로 KCl과 H2O가 생성된다. 하지만, KOH는 NaOH보다 강한 염기이므로, 생성된 KCl이 NaCl보다 더 이온화되어 K+와 Cl- 이온의 농도가 더 높아진다. 따라서, 용액의 pH는 7보다 높아진다.
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