수능(화학II) 필기 기출문제복원 (2007-06-07)

수능(화학II)
(2007-06-07 기출문제)

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1. 그림과 같이 실온에서 용기 (가)에는 기체 A가 12몰, (나)에는 기체 B가 9몰 들어 있고, (다)는 비어 있다.

콕을 모두 열고 충분한 시간이 흐른 후, 용기에 존재하는 기체 A와 B의 몰수에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 두 기체는 서로 반응하지 않으며 용기의 부패는 동일하고 연결관의 부피는 무시한다.)

  1. 각각의 용기에는 기체 A가 4몰, 기체 B가 3몰씩 들어 있다.
  2. (가)에는 기체 A가 6몰, 기체 B가 3몰 들어 있다.
  3. (나)에는 기체 B가 6몰 들어 있다.
  4. 기체 A는 (가)에 8몰, (나)에 4몰 들어 있다.
  5. 기체 B는 (나)에 3몰, (가)에 6몰 들어 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 각각의 용기에는 기체 A가 4몰, 기체 B가 3몰씩 들어 있다. 따라서 (가)에는 기체 A가 6몰, 기체 B가 3몰 들어 있고, (나)에는 기체 B가 6몰 들어 있다. 이는 기체 A와 B의 몰수 합이 각각 초기에 들어있던 몰수와 동일하게 유지되기 때문이다. 따라서 기체 B는 (나)에 3몰, (가)에 6몰 들어 있다.
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2. 그림은 암모니다(NH3)와 질산칼륨(KNO3)의 용해도 곡선을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, NH3와 KNO3의 화학식량은 각각 17, 101이다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 암모니아의 용해도는 온도가 낮을수록 증가한다. (ㄱ)
    - 질산칼륨의 용해도는 온도가 높을수록 증가한다. (ㄷ)
    - 두 물질의 용해도 곡선이 교차하는 지점에서는 두 물질의 용해도가 같아진다. (ㄱ)
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3. 표는 0℃, 1기압에서 물질 A~C에 대한 자료이다.

이 자료에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 옳은 것은 "ㄴ"뿐입니다. 이는 물질 C가 가장 높은 녹는점을 가지고 있기 때문입니다. 녹는점은 고체가 액체로 변하는 온도로, 높은 녹는점은 물질이 더 많은 열을 흡수해야 액체 상태로 변할 수 있기 때문에 더 안정적인 물질이라는 것을 나타냅니다. 따라서, 물질 C는 더 안정적인 물질이며, 높은 온도에서도 안정적인 성질을 가지고 있습니다.
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4. 그림과 같은 용기에 같은 질량의 메탄(CH4)과 이산화황(SO2)을 넣었다.

두 기체의 분압에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 두 기체는 서로 반응하지 않으며 H, C, O, S의 원자량은 각각 1, 12, 16, 32이다.) [3점]

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

    ㄴ. 메탄과 이산화황의 분자량이 다르기 때문에 같은 질량을 가진다고 해서 분압이 같을 수 없다.
    ㄷ. 이산화황의 분자량이 더 크기 때문에 메탄보다 더 많은 분자가 용기 안에 있어서 이산화황의 분압이 더 높다.
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5. 표는 분자량이 서로 다른 세 가지 비휘발성, 비전해질 물질을 각각 물 100g에 녹여 용액 A~D를 만든 후 1기압에서 어는점과 끓는점을 측정한 결과이다.

같은 물질이 녹아 있는 용액으로 짝지어진 것은? (단, 용액 A~D에는 한 가지 물질만 녹아 있으며 물의 몰랄내림상수는 1.86℃/m, 몰랄오름상수는 0.52℃/m이다.) [3점]

  1. A, C
  2. A, D
  3. B, C
  4. B, D
  5. C, D
(정답률: 알수없음)
  • 같은 물질이 녹아 있는 용액은 어는점 및 끓는점이 모두 비슷하게 나타나기 때문에, A와 B는 짝지어질 수 없다. 또한, C와 D는 어는점 및 끓는점이 모두 비슷하게 나타나므로 같은 물질이 녹아 있는 용액으로 짝지어진다. 따라서 정답은 "C, D"이다.
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6. 그림과 같이 0℃에서 일산화탄소(CO), 질소(N2), 수소(H2)기체가 동일한 세 개의 용기에 각각 채워져 있다.

각 용기 안의 기체에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, H, C, N, O의 원자량은 각각 1, 12, 14, 16이다.) [3점]

  1. CO와 N2의 밀도는 서로 같다.
  2. N2와 H2의 평균 분자 운동속도는 서로 같다.
  3. CO의 평균 분자운동에너지가 H2보다 크다.
  4. 분자 사이의 평균 거리가 가장 가까운 것은 N2이다.
  5. 시간당 용기 벽에 충돌하는 횟수는 H2가 N2보다 크다.
(정답률: 알수없음)
  • N2와 H2의 평균 분자 운동속도는 서로 같다.

    이유: 기체 분자의 운동에너지는 온도에 비례하며, 평균 분자 운동속도는 온도와 분자량에 반비례한다. 따라서 같은 온도에서 분자량이 같은 기체는 평균 분자 운동속도가 같다. N2와 H2는 분자량이 다르지만 같은 온도에서 측정되므로 평균 분자 운동속도가 같다.
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7. 그림과 같은 장치에 반투막을 경계로 농도가 서로 다른 포도당 수용액을 넣었다.

이 장치에서 일어나는 현상으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 온도에 따른 용액의 부피 변화는 무시한다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - "ㄱ" : 반투막을 통과하지 못하는 포도당 분자들은 왼쪽 용액에서 오른쪽 용액으로 이동하지 못하고, 오른쪽 용액에서 왼쪽 용액으로 이동할 수 있는 포도당 분자들만 왼쪽 용액으로 이동하면서 왼쪽 용액의 농도가 증가한다.
    - "ㄴ" : 반투막을 통과하지 못하는 포도당 분자들은 왼쪽 용액에서 오른쪽 용액으로 이동하지 못하고, 오른쪽 용액에서 왼쪽 용액으로 이동할 수 있는 포도당 분자들만 오른쪽 용액으로 이동하면서 오른쪽 용액의 농도가 감소한다.
    - "ㄷ" : 반투막을 통과하지 못하는 포도당 분자들은 왼쪽 용액에서 오른쪽 용액으로 이동하지 못하고, 오른쪽 용액에서 왼쪽 용액으로 이동할 수 있는 포도당 분자들도 왼쪽 용액으로 이동하면서 양쪽 용액의 농도가 모두 변하지 않는다.
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8. 다음은 요소와 아세톤의 구조식이다.

두 화합물에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 요소는 수소와 산소로 이루어진 화합물로, 물과 같이 수소와 산소의 비율이 2:1로 구성되어 있다.
    - 아세톤은 세 개의 탄소 원자와 삼개의 산소 원자로 이루어진 유기화합물로, 프로판과 같은 구조를 가지고 있으며, 산소 원자가 중앙에 위치해 있다.
    - 따라서, 보기에서 "ㄱ"과 "ㄷ"가 모두 옳은 것이다.
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9. 그림 (가)와 (나)는 30℃에서 크기가 같은 플라스크에 같은 부피의 물과 에테르를 넣고 고무풍선을 씌웠을 때의 모습이고 (다)는 두 액체의 증기압력 곡선이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - (ㄱ) 에테르의 증기압력이 물의 증기압력보다 높다.
    - (ㄴ) 고무풍선으로 인해 두 액체의 증기압력이 모두 증가하였고, 이로 인해 물과 에테르의 혼합물이 형성되었다.
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10. 다음은 Cl2, Br2, I2의 반응성을 알아보는 실험이다. (단, X, Y, Z는 임의의 할로겐 원소이다.)

이 실험 결과로부터 알 수 있는 X, Y, Z로 옳은 것은?(순서대로 X, Y, Z) [3점]

  1. Cl, Br, I
  2. Cl, I, Br
  3. Br, Cl, I
  4. Br, I, Cl
  5. I, Br, Cl
(정답률: 알수없음)
  • 정답: Cl, Br, I

    이 실험은 할로겐 원소들의 산화력을 비교하는 실험이다. Cl2는 가장 산화력이 강하고, I2는 가장 산화력이 약하다. 따라서, Cl2는 모든 할로겐 원소와 반응하여 XCln, YCln, ZCln을 생성할 수 있다. Br2는 Cl2보다 산화력이 약하지만, I2보다는 강하다. 따라서, Br2는 Cl2보다 산화력이 약한 X와 반응하여 XBrn을 생성할 수 있고, I2보다 산화력이 강한 Y와 Z와 반응하여 YBrn과 ZBrn을 생성할 수 있다. 마지막으로, I2는 가장 산화력이 약하므로, Cl2와 Br2보다는 적은 수의 할로겐 원소와만 반응할 수 있다. 따라서, I2는 Z와 반응하여 ZIn을 생성할 수 있지만, X나 Y와는 반응하지 않는다. 따라서, 옳은 답은 Cl, Br, I이다.
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11. 철수는 몰농도(M), 몰랄농도(m), 퍼센트농도(%)로 표시된 세 가지의 수산화나트륨(NaOH) 수용액을 준비하였다.

이 수용액의 농도를 각각 1/2로 희석하는 방법으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, NaOH의 화학식량은 40이고, 희석하는 과정에서 온도 변화는 없다.) [3점]

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

    - 몰농도(M)는 몰질량을 용액의 부피로 나눈 값으로, 용질의 양을 나타내는 지표이다. 따라서 1/2로 희석하면 몰농도도 1/2로 줄어든다.
    - 몰랄농도(m)는 용질의 몰수를 용액의 질량으로 나눈 값으로, 용질의 농도를 나타내는 지표이다. 따라서 1/2로 희석하면 용질의 몰수는 변하지 않고, 용액의 질량이 2배가 되므로 몰랄농도는 1/2로 줄어든다.
    - 퍼센트농도(%)는 용질의 질량을 용액의 질량으로 나눈 값에 100을 곱한 값으로, 용질의 농도를 나타내는 지표이다. 따라서 1/2로 희석하면 용질의 질량은 1/2로 줄어들고, 용액의 질량은 2배가 되므로 퍼센트농도는 1/4로 줄어든다.

    따라서, 몰농도(M)와 몰랄농도(m)는 1/2로 희석하면 농도도 1/2로 줄어들지만, 퍼센트농도(%)는 1/4로 줄어든다. 따라서 정답은 "ㄴ, ㄷ"이다.
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12. 그림 (가)의 선스펙트럼에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, En은 주양자수 n인 전자껍질의 에너지 준위, k는 플랑크 상수, c는 빛의 속도이다.) (12번 공통지문 문제)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 가) 선스펙트럼은 원소의 전자가 특정 에너지 준위에서 다른 에너지 준위로 이동할 때 방출되는 빛의 스펙트럼이다.
    나) 선스펙트럼에서 관측되는 선의 위치는 전자가 이동하는 데 필요한 에너지의 크기에 따라 결정된다.
    다) 선스펙트럼에서 관측되는 선의 강도는 전자가 이동하는 데 필요한 에너지의 크기와 전자의 수에 따라 결정된다.
    라) 선스펙트럼에서 관측되는 선의 너비는 전자의 운동 상태에 따라 결정된다.
    마) 선스펙트럼에서 관측되는 선의 모양은 전자의 운동 상태와 원자의 구조에 따라 결정된다.

    정답: ㄴ, ㄷ

    선스펙트럼에서 관측되는 선의 위치는 전자가 이동하는 데 필요한 에너지의 크기에 따라 결정되므로, 가)와 나)는 옳은 설명이다. 하지만 선의 강도는 전자의 수와는 관련이 없으므로 다)는 틀린 설명이다. 또한 선의 너비와 모양은 전자의 운동 상태와 원자의 구조와는 관련이 있지만, 더 복잡한 요인들도 영향을 미치므로 라)와 마)는 모두 틀린 설명이다. 따라서 정답은 ㄴ, ㄷ이다.
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13. 그림은 몇 가지 전형원소의 원자반지름과 안정한 상태의 이온 반지름을 원자번호에 따라 나타낸 것이다. (단, 18족 원소는 제외하였다.)

이 자료에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 전형원소의 원자반지름과 안정한 상태의 이온 반지름이 원자번호에 따라 일정한 경향을 보이기 때문에 옳은 설명이다. 즉, 원자번호가 증가할수록 원자반지름은 감소하고, 이온 반지름은 증가하는 경향을 보인다. 이는 전자 궤도가 증가하면서 전자와 핵 간의 전하력이 약해지고, 전자 수가 증가하면서 전자 간의 전하력이 강해지기 때문이다.
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14. 그림과 같이 서로 다른 농도의 포도당 수용액을 크기가 동일한 비커에 담아 수증기로 포화된 밀폐 용기에 넣었다.

각 비커의 수면 높이가 변하지 않을 때까지 용액의 표면에서 일어나는 알짜 증발량을 시간에 따라 나타낸 것으로 옳은 것은? (단, 온도는 일정하며, ‘알짜증발량=증발량-응축량’이다.) [3점]

(정답률: 알수없음)
  • 알짜 증발량은 증발량에서 응축량을 뺀 값이다. 이 문제에서는 각 비커의 수면 높이가 변하지 않을 때까지 용액의 표면에서 일어나는 알짜 증발량을 구하는 것이므로, 각 비커에서 증발한 물의 양과 응축한 물의 양을 구해서 뺀 값을 구하면 된다. 그림에서 보면, 농도가 높은 포도당 수용액이 있는 비커에서는 증발량이 적고 응축량이 많을 것이고, 농도가 낮은 포도당 수용액이 있는 비커에서는 증발량이 많고 응축량이 적을 것이다. 따라서, 시간이 지남에 따라 알짜 증발량은 농도가 낮은 포도당 수용액이 있는 비커에서 증가하고, 농도가 높은 포도당 수용액이 있는 비커에서 감소할 것이다. 따라서, 정답은 ""이다.
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15. 표는 몇 가지 금속 원소에 대한 자료이다. A~D는 전형원소이며 B와 D는 같은 주기에 속한다. (단, A~D는 임의의 원소 기호이다.)

금속 A~D에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 녹는점은 A > B > C이다.
  2. C는 D보다 양이온이 되기 쉽다.
  3. 전자가 자유롭게 이동할 수 있어 열전도도가 높다.
  4. 외력에 의하여 쉽게 변형되나 잘 부스러지지 않는다.
  5. 원자가전자수가 클수록 반발력이 증가하여 결합력이 약해진다.
(정답률: 알수없음)
  • "C는 D보다 양이온이 되기 쉽다."가 옳지 않은 설명이다. C와 D는 같은 주기에 속하며, 주기적 성질에 따라 전자껍질에 있는 전자 수가 증가하면서 양이온화 경향이 감소하기 때문에, C가 D보다 양이온이 되기 어렵다.

    금속의 열전도도가 높은 이유는, 금속의 전자가 자유롭게 이동할 수 있기 때문이다. 금속의 전자는 금속 원자들 사이를 자유롭게 이동하며, 이러한 전자의 이동이 열을 전달하는데 중요한 역할을 한다. 따라서 금속은 열전도도가 높다.
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16. 그림은 오비탈의 에너지 준위에 따른 어떤 중성 원자의 바닥 상태 전자배치를 나타낸 것이다.

이 중성 원자에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 원자가전자수는 5개이다.
  2. 주기율표에서 3주기, 17족에 속한다.
  3. 전자 1개를 얻어 음이온이 되기 쉽다.
  4. (가)의 전자가 (나)로 이동해도 원자가전자수는 변화가 없다.
  5. (나)의 전자가 (다)로 이동하려면 에너지를 흡수해야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • "원자가전자수는 5개이다."는 그림에서 보이는 것과 일치하므로 옳은 설명이다. "주기율표에서 3주기, 17족에 속한다."는 그림에서 보이는 것과 일치하므로 옳은 설명이다. "(가)의 전자가 (나)로 이동해도 원자가전자수는 변화가 없다."는 옳은 설명이다. 이유는 (가)와 (나)의 전자 수가 같기 때문이다. "(나)의 전자가 (다)로 이동하려면 에너지를 흡수해야 한다."는 그림에서 보이는 것과 일치하므로 옳은 설명이다. 따라서 옳지 않은 설명은 없다.
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17. 표는 몇 가지 이온 결합 물질에서 이온 사이의 거리와 녹는점을 나타낸 것이다. (단, A~C, X~Z는 원자번호 20번 이내의 임의의 원소 기호이다.)

이 물질을 구성하는 원소에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - ㄱ: 이 물질을 구성하는 원소는 A와 X이다. 이는 표에서 A와 X가 함께 나타나는 두 개의 물질에서 거리와 녹는점이 비슷하다는 것을 보여주고 있기 때문이다.
    - ㄴ: 이 물질을 구성하는 원소는 B와 Y이다. 이는 표에서 B와 Y가 함께 나타나는 두 개의 물질에서 거리와 녹는점이 비슷하다는 것을 보여주고 있기 때문이다.
    - ㄷ: 이 물질을 구성하는 원소는 C와 Z이다. 이는 표에서 C와 Z가 함께 나타나는 두 개의 물질에서 거리와 녹는점이 비슷하다는 것을 보여주고 있기 때문이다.
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18. 그림은 몇 가지 분자성 물질의 쌍극자 모멘트와 끓는점의 관계를 나타낸 것이다. 영역 Ⅲ과 Ⅳ의 분자는 수소를 포함하고 있으며 분자량이 30에서 50사이이다.

이 자료에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 수소 결합을 가진 분자의 쌍극자 모멘트가 높을수록 끓는점이 높아진다는 것을 나타내고 있습니다. 이는 수소 결합이 강한 분자일수록 분자 간의 인력이 강해져 끓는점이 높아지기 때문입니다.

    "ㄴ"은 분자량이 증가할수록 끓는점이 높아진다는 것을 나타내고 있습니다. 이는 분자량이 증가할수록 분자 간의 인력이 강해져 끓는점이 높아지기 때문입니다.

    따라서, 옳은 보기는 "ㄱ, ㄴ"입니다.
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19. 그림은 바닥상태의 수소 원자가 전자 전이를 일으킬 때의 흡수 에너지를 1/n2에 따라 나타낸 것이다. (n은 수소 원자의 주양자수이다.)

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 보기 ㄱ: 수소 원자의 전자가 주양자수가 작은 에너지 상태에서 높은 에너지 상태로 전이할 때 흡수되는 에너지는 주양자수가 큰 상태로 전이할 때 흡수되는 에너지보다 작다. 이는 전이 경로에서 발생하는 에너지 손실로 인해 주어진다.
    - 보기 ㄴ: 수소 원자의 전자가 주양자수가 작은 에너지 상태에서 높은 에너지 상태로 전이할 때 흡수되는 에너지는 주어진 주양자수에만 의존하며, 다른 요인은 영향을 미치지 않는다.
    - 보기 ㄷ: 수소 원자의 전자가 주양자수가 작은 에너지 상태에서 높은 에너지 상태로 전이할 때 흡수되는 에너지는 주어진 주양자수에만 의존하며, 다른 요인은 영향을 미치지 않는다. 또한, 주양자수가 같은 상태에서 전이 경로에 따라 흡수되는 에너지가 다르다는 것을 나타낸다.
    - 보기 ㄱ, ㄴ: 수소 원자의 전자가 주양자수가 작은 에너지 상태에서 높은 에너지 상태로 전이할 때 흡수되는 에너지는 주어진 주양자수에만 의존하며, 다른 요인은 영향을 미치지 않는다. 또한, 전이 경로에서 발생하는 에너지 손실로 인해 주어진 주양자수보다 작은 상태로 전이할 때 흡수되는 에너지는 주어진 주양자수보다 큰 상태로 전이할 때 흡수되는 에너지보다 작다.
    - 보기 ㄱ, ㄴ, ㄷ: 보기 ㄱ, ㄴ, ㄷ의 설명을 모두 포함한다.
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