수능(화학II) 필기 기출문제복원 (2008-04-15)

수능(화학II)
(2008-04-15 기출문제)

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1. 이 실험에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은?(19번 공통지문 문제)

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 실험에서 사용된 물질이 물보다 더 높은 밀도를 가지기 때문에 물 위에 떠있을 수 없고, "ㄷ"는 실험에서 사용된 물질이 물보다 더 높은 밀도를 가지기 때문에 실험관의 바닥에 가라앉을 수 있기 때문입니다. 따라서 "ㄱ, ㄷ"가 정답입니다.
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2. 20% 수산화나트륨 수용액을 1몰 농도(M)로 만드는 방법으로 옳은 것은? (단, 수산화나트륨은 화학식량이 40이고 20% 수용액의 밀도는 1.2g/mL이다.)

  1. 20% 수용액 20g에 증류수를 가해 100g이 되게 한다.
  2. 20% 수용액 20g에 증류수를 가해 104g이 되게 한다.
  3. 20% 수용액 20g에 증류수를 가해 100mL가 되게 한다.
  4. 20% 수용액 20mL에 증류수를 가해 100mL가 되게 한다.
  5. 20% 수용액 20mL에 증류수를 가해 104mL가 되게 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 20% 수산화나트륨 수용액은 20g의 수산화나트륨을 100mL의 용액에 녹인 것이므로, 1몰 농도(M)로 만들기 위해서는 40g의 수산화나트륨을 1L의 용액에 녹여야 한다. 따라서, 20% 수용액 20g에 증류수를 가해 100mL가 되게 한다. 이유는 증류수를 가해도 수산화나트륨의 양은 변하지 않기 때문에, 증류수의 양을 조절하여 용액의 총 부피를 1L로 만들어주면 1몰 농도(M)의 용액이 된다.
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3. 표는 일정한 온도에서 10% HA 수용액과 10% BOH 수용액의 질량을 다르게 하여 중화 반응시켰을 때 생성되는 H2O의 질량을 나타낸 것이다.

HA와 BOH의 화학식량의 비는? [3점]

  1. 1 : 1
  2. 1 : 2
  3. 1 : 3
  4. 2 : 1
  5. 3 : 1
(정답률: 알수없음)
  • HA와 BOH는 중화 반응을 통해 H2O를 생성한다. 이때 생성된 H2O의 질량은 HA와 BOH의 질량 비에 따라 달라진다. 표에서 HA와 BOH의 질량 비가 1 : 2일 때 생성된 H2O의 질량이 가장 크다는 것을 알 수 있다. 이는 중화 반응식에서 HA와 BOH의 몰 비가 1 : 2일 때 H2O의 몰 비가 1 : 1이 되기 때문이다. 따라서 HA와 BOH의 화학식량 비는 1 : 2이다.
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4. 크기가 같은 세 개의 플라스크에 같은 부피의 1m 소금물, 증류수, 1m 설탕물을 각각 넣었더니 그림과 같이 수은 기둥의 높이 차가 생겼다.

이에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 온도는 일정하다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄴ, ㄷ"가 정답이다. 이는 각각 다음과 같은 이유로 옳은 설명이다.

    ㄴ. 설탕물의 밀도가 소금물과 증류수의 밀도보다 크기 때문에 설탕물이 가장 아래에 위치하고, 그 위에는 소금물, 가장 위에는 증류수가 위치한다.

    ㄷ. 각 용액의 부피는 같기 때문에, 밀도가 높은 설탕물이 가장 아래에 위치하면서 수은 기둥에 가해지는 압력이 가장 크다. 따라서 설탕물 위에 위치한 소금물과 증류수의 압력은 더 적어지게 되어, 수은 기둥의 높이 차가 생긴다.
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5. 그래프는 물과 비휘발성 용질이 녹아 있는 수용액의 증기 압력을 나타낸 것이다.

이와 관련된 현상을 <보기>에서 모두 고른 것은?

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

    - "ㄱ" : 농도가 높은 용액일수록 증기압이 높아지는 현상인 증기압 증폭 법칙과 관련이 있다. 하지만 이 그래프에서는 농도가 아닌 온도에 따른 증기압 변화를 보여주고 있기 때문에 선택되지 않는다.
    - "ㄴ" : 온도가 낮을수록 증기압이 낮아지는 현상인 증기압 감소 법칙과 관련이 있다. 그래프에서도 온도가 낮을수록 증기압이 낮아지는 것을 확인할 수 있기 때문에 선택된다.
    - "ㄷ" : 증기압이 일정한 온도에서 포화증기압이 되는 현상인 포화증기압과 관련이 있다. 그래프에서는 일정한 온도에서 증기압이 포화증기압에 도달하고 그 이상으로 증가하지 않는 것을 확인할 수 있기 때문에 선택된다.
    - "ㄱ, ㄴ" : 농도와 온도 모두에 따른 증기압 변화를 보여주는 것이 아니기 때문에 선택되지 않는다.
    - "ㄴ, ㄷ" : 그래프에서 온도가 낮을수록 증기압이 낮아지는 것과 일정한 온도에서 포화증기압이 되는 것을 모두 보여주기 때문에 선택된다.
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6. 그림 (가)는 수은을 가득 채운 유리관을 수조에 거꾸로 세운 후 유리관 안에 0℃의 얼음을 넣은 모습을, (나)는 그 얼음이 녹아 20℃의 물이 되었을 때의 모습을, (다)는 물의 상평형을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 대기압은 760mmHg이고 물과 얼음의 질량은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - (가)에서는 수은이 유리관에 가득 채워져 있으므로 수은의 압력이 유리관 안쪽과 밖쪽에 모두 전달된다. 따라서 유리관 안쪽과 밖쪽의 압력은 같다. 얼음이 유리관 안쪽에 있으므로, 얼음의 온도는 0℃이며, 이는 물과 같은 온도이다. 따라서 얼음은 녹지 않는다.
    - (나)에서는 얼음이 녹아서 물이 되었으므로, 유리관 안쪽에는 물증기가 생기고, 이로 인해 압력이 증가한다. 그러나 유리관 밖쪽은 여전히 대기압인 760mmHg이므로, 유리관 안쪽과 밖쪽의 압력 차이로 인해 물은 유리관 안쪽으로 상승한다.
    - (다)에서는 물의 상평형을 나타낸 것이다. 유리관 안쪽에 있는 물은 수면과 평행하게 유지되며, 이는 물 분자들이 서로 인력으로 인해 서로 붙어있기 때문이다. 또한, 물 분자들은 서로 충돌하면서 운동하고 있으며, 이 운동이 일어나는 온도는 20℃이다. 따라서 물은 고체와 액체 사이의 경계면을 이루며, 이를 표면장력이 유지한다.
    - 따라서 정답은 "ㄴ"이다.
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7. 다음은 질산나트륨의 물에 대한 용해 실험과 용해도 곡선이다.

이에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 물은 증발하지 않는다고 가정한다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 보기 ㄱ: 농도가 낮을 때는 용해도가 낮고, 농도가 높아질수록 용해도가 높아지는 것을 그래프에서 확인할 수 있다.
    - 보기 ㄷ: 농도가 일정 수준 이상일 때는 용해도가 포화 상태에 이르러 더 이상 용해되지 않는 것을 그래프에서 확인할 수 있다.
    - 보기 ㄱ, ㄴ: 농도가 낮을 때는 용해도가 낮고, 농도가 높아질수록 용해도가 높아지다가 일정 수준 이상일 때는 포화 상태에 이르러 더 이상 용해되지 않는 것을 그래프에서 확인할 수 있다. 따라서, 농도가 일정 수준 이상일 때는 용해도가 일정하게 유지되는 것을 알 수 있으므로 보기 ㄱ, ㄴ이 모두 옳은 설명이다.
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8. 다음은 석영을 이용하여 석영 유리를 만드는 과정과 석영 유리를 녹여 액체로 만드는 과정을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 석영을 고온에서 녹여 액체 상태로 만들고, 이를 냉각하여 석영 유리를 만드는 과정을 모두 포함하고 있기 때문에 옳은 설명이다. "ㄴ"은 석영을 녹여 액체 상태로 만드는 과정만을 나타내고 있으며, "ㄷ"는 석영 유리를 만드는 과정만을 나타내고 있기 때문에 모두 옳지 않다. "ㄱ, ㄴ"은 과정의 순서가 바뀌어도 동일한 결과물을 얻을 수 있기 때문에 모두 옳지만, "ㄱ"이 더 간단하고 명료한 설명이다. 따라서 정답은 "ㄱ"이다.
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9. 그림은 잉크 (가)와 (나)를 같은 용매에 의한 종이 크로마토그래피를 이용하여 각 색소 성분으로 분리한 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - (가)는 녹색 색소이고 (나)는 빨간색 색소이다.
    - 종이 크로마토그래피는 색소 성분을 분리하는 기술로, 색소 성분들이 용매에 따라 이동 거리가 다르게 되어 분리된다.
    - 그림에서는 녹색 색소와 빨간색 색소가 분리되어 있으며, 각각의 색소 성분들이 용매에 따라 이동한 거리가 다르기 때문에 분리된 것이다.
    - 따라서, (가)와 (나)는 같은 용매에 의해 분리되었으며, 각각의 색소 성분으로 분리된 것이므로 "ㄱ, ㄴ"이 정답이다.
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10. 그래프는 물질 A~C의 온도에 따른 증기 압력 곡선을, 표는 각 물질의 외부 압력에 따른 끓는점을 나타낸 것이다.

PA, PB, PC의 크기를 바르게 비교한 것은?

  1. PA > PB > PC
  2. PB > PA > PC
  3. PB = PC > PA
  4. PA > PB = PC
  5. PB > PC > PA
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "PB > PC > PA"이다. 이유는 물질의 끓는점은 외부 압력이 증가할수록 증가하기 때문이다. 그래프에서 물질 B의 증기 압력 곡선이 가장 높고, 따라서 외부 압력이 가장 높아야 끓는점이 높아지므로 PB가 가장 크다. 물질 C는 물질 A보다 증기 압력 곡선이 높으므로 외부 압력이 같을 때 끓는점이 높아져야 한다. 따라서 PC가 PA보다 크다.
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11. 그래프는 압력에 따라 물 100g에 녹는 질소와 산소 기체의 몰수를 각각 나타낸 것이다.

대기압은 1기압이며 공기 속 질소와 산소의 부피비가 4:1일 때, 물 100g에 녹아 있는 질소와 산소의 몰수비는? [3점]

  1. 1 : 1
  2. 1 : 2
  3. 1 : 4
  4. 2 : 1
  5. 4 : 1
(정답률: 알수없음)
  • 그래프에서 압력이 1기압일 때, 물 100g에 녹아 있는 질소와 산소의 몰수는 각각 1.2mol과 0.3mol이다. 공기 속 질소와 산소의 부피비가 4:1이므로, 질소와 산소의 몰수비는 4:1이다. 따라서, 질소와 산소의 몰수비는 4 × 1.2 : 1 × 0.3 = 2 : 1 이다. 따라서, 정답은 "2 : 1"이다.
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12. 그림은 진공인 플라스크에 액체를 넣어 수은의 높이차(h)를 측정하는 모습이다.

수은의 높이차(h)를 증가시키기 위한 방법으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 플라스크의 가장자리에 있는 작은 구멍을 이용하여 공기를 빼는 것이고, "ㄷ"은 수은이 들어있는 플라스크를 가볍게 눌러서 공기를 빼는 것입니다. 이렇게 하면 플라스크 내부의 압력이 낮아져 수은의 높이차가 증가하게 됩니다. 따라서 "ㄱ, ㄷ"가 옳은 답입니다.
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13. 그래프 (가)는 온도 T1, T2에서 일정량의 기체 A의 속력에 따른 분자수를, (나)는 온도 T1에서 일정량의 기체 A, B의 속력에 따른 분자수를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - (가) 그래프에서는 온도가 높아질수록 분자의 평균속도가 증가하므로, 속력이 높은 분자의 비율이 높아진다. 따라서 그래프의 모양이 왼쪽에서 오른쪽으로 완만하게 변화한다.
    - (나) 그래프에서는 기체 A와 B의 분자가 혼합되어 있으므로, 각각의 분자가 충돌하여 에너지를 교환하면서 분포가 형성된다. 따라서 그래프의 모양이 왼쪽에서 오른쪽으로 급격하게 변화한다.
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14. 다음은 기체 상수(R)를 구하기 위한 실험 과정이다.

기체 상수(R)를 구하기 위해 추가로 필요한 물리량을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 물의 온도는 실험실의 온도와 같고, 산소는 이상 기체라고 가정한다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - "ㄴ" : 기체의 질량(m)을 구하기 위해 필요하다. 질량은 실험실에서 측정할 수 있는 물리량이므로, 추가로 필요한 물리량이다.
    - "ㄷ" : 기체의 압력(P)을 구하기 위해 필요하다. 압력은 실험실 내에서 측정할 수 있는 물리량이므로, 추가로 필요한 물리량이다.
    - "ㄱ, ㄴ" : 기체의 부피(V)와 질량(m)을 이용하여 기체의 밀도(ρ)를 구할 수 있다. 밀도는 기체의 상태와 온도에 따라 변할 수 있는 물리량이므로, 실험실 내에서 측정한 온도(T)도 함께 필요하다.
    - "ㄱ, ㄷ" : 기체의 온도(T)와 압력(P)을 이용하여 기체의 부피(V)를 구할 수 있다. 부피는 기체의 상태와 온도, 압력에 따라 변할 수 있는 물리량이므로, 실험실 내에서 측정한 온도(T)도 함께 필요하다.
    - "ㄱ, ㄴ, ㄷ" : 기체 상수(R)를 구하기 위해서는 기체의 압력(P), 부피(V), 질량(m), 온도(T)가 모두 필요하다. 따라서 모든 보기가 추가로 필요한 물리량이다.
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15. 다음은 기체의 확산 속도를 비교하기 위한 실험이다.

이에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 온도는 일정하다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 기체 분자의 질량이 작을수록 확산 속도가 빠르다는 것을 나타낸다. 이는 기체 분자의 질량이 작을수록 더 빠르게 움직이기 때문에 다른 분자와 충돌할 확률이 높아지기 때문이다. 따라서 질량이 작은 기체인 수소 분자가 가장 빠르게 확산한다.
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16. 그래프는 일정한 압력에서 같은 질량의 두 기체 A, B의 온도에 따른 부피 변화를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, A, B는 승화하지 않는다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 보기 ㄴ: 기체 A와 B의 부피 변화율이 서로 다르기 때문에, 같은 온도에서 A와 B의 부피가 같아지는 지점이 존재한다. 이 지점을 교점으로 가지는 등온선이 그래프 상에 나타나며, 이 등온선은 A와 B의 혼합물의 부피 변화를 나타낸다.
    - 보기 ㄷ: 기체 A와 B의 부피 변화율이 서로 다르기 때문에, 같은 압력에서 A와 B의 온도가 같아지는 지점이 존재한다. 이 지점을 교점으로 가지는 등온선이 그래프 상에 나타나며, 이 등온선은 A와 B의 혼합물의 온도 변화를 나타낸다.
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17. 다음은 기체의 압력에 따른 부피 변화를 알아보기 위한 실험이다.

a, b로 알맞은 값을 바르게 짝지은 것은? (단, 대기압은 760mmHg이며 온도는 일정하다.) (순서대로 a, b)

  1. 95, 18
  2. 95, 22.5
  3. 190, 22.5
  4. 190, 30
  5. 285, 30
(정답률: 알수없음)
  • 기체의 압력과 부피는 역의 관계에 있다. 즉, 압력이 증가하면 부피는 감소하고, 압력이 감소하면 부피는 증가한다. 따라서, 압력이 1.5배 증가하면 부피는 1/1.5배 감소하게 된다.

    실험에서는 압력이 1.5배 증가하였으므로 부피는 1/1.5배 감소하게 된다. 따라서, 초기 부피가 285이면 압력이 증가하여 최종 부피는 190이 된다. 이때, 압력이 1.5배 증가하였으므로 초기 압력은 760/1.5 = 506.67mmHg이 된다.

    따라서, 정답은 "190, 30"이다.
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18. 다음은 기체 A2, B2를 강철 용기에 각각 넣은 모습과 두 기체의 화학 반응식을 나타낸 것이다.

콕을 열어 A2를 모두 반응시켰을 때 B2의 부분압력은? (단, 온도는 일정하며 연결관의 부피는 무시한다.) [3점]

  1. 0.4기압
  2. 1.2기압
  3. 2.4기압
  4. 2.8기압
  5. 3.0기압
(정답률: 알수없음)
  • 화학 반응식을 보면 A2와 B2가 1:2 비율로 반응하여 AB2가 생성된다. 따라서 A2의 부피가 반으로 줄어들게 되고, B2의 부피는 변화하지 않는다. 따라서, B2의 부분압력은 변하지 않고 초기 부분압력인 1.2기압 그대로 유지된다. 따라서 정답은 "1.2기압"이다.
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19. 그래프는 400K에서 H2, CO2 각 1몰에 대한 PV/RT 값을 압력에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 해석을 <보기>에서 모두 고른 것은?

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

    - "H2와 CO2의 PV/RT 값은 압력이 증가함에 따라 감소한다." : 그래프를 보면 압력이 증가할수록 PV/RT 값이 감소하는 것을 확인할 수 있다. 따라서 옳은 설명이다.
    - "H2와 CO2의 PV/RT 값은 압력이 감소함에 따라 증가한다." : 그래프를 보면 압력이 감소할수록 PV/RT 값이 증가하는 것을 확인할 수 없다. 따라서 틀린 설명이다.
    - "H2와 CO2의 PV/RT 값은 압력이 증가함에 따라 증가한다." : 그래프를 보면 압력이 증가할수록 PV/RT 값이 감소하는 것을 확인할 수 있다. 따라서 틀린 설명이다.
    - "H2와 CO2의 PV/RT 값은 압력이 감소함에 따라 감소한다." : 그래프를 보면 압력이 감소할수록 PV/RT 값이 증가하는 것을 확인할 수 없다. 따라서 틀린 설명이다.
    - "H2와 CO2의 PV/RT 값은 압력과 관계없이 일정하다." : 그래프를 보면 압력이 증가함에 따라 PV/RT 값이 감소하는 것을 확인할 수 있다. 따라서 틀린 설명이다.
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