수능(화학II) 필기 기출문제복원 (2008-06-04)

수능(화학II)
(2008-06-04 기출문제)

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1. 그림은 0℃에서 수소(H2)와 질소(N2)의 압력(P)에 따른 PV/RT 값을 나타낸 것이다.

H2와 N2에서 부피(V)와 압력(P) 사이의 관계를 나타낸 그래프로 적절한 것은? (단, 점선은 이상기체를 표시한다.) [3점]

(정답률: 알수없음)
  • H2와 N2 모두 이상기체의 특성을 나타내므로, 점선과 같이 비례 관계를 가지는 것이 적절하다. 따라서 ""이 정답이다. 다른 보기들은 비례 관계가 아니거나, 역비례 관계이기 때문에 적절하지 않다.
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2. 철수는 다음과 같은 6개의 원소를 규칙에 따라 그림과 같이 배치하려고 한다.

Cl의 맞은편에 있는 원소는?

  1. Li
  2. C
  3. O
  4. Ne
  5. Na
(정답률: 알수없음)
  • Cl의 맞은편에 있는 원소는 Na이다. 이는 주기율표에서 Cl과 Na가 같은 주기에 있고, Cl의 오른쪽에 위치한 원소는 Na이기 때문이다. Li는 Cl의 왼쪽에 위치한 원소이다.
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3. 그림과 같이 농도가 다른 탄산수소칼륨(KHCO3) 수용액을 혼합한 후, 증류수를 더 넣어 새로운 수용액 800g을 만들었다.

만들어진 수용액 800g의 몰랄농도(m)는? (단, KHCO3 의 화학식량은 100이다.) [3점]

  1. 1.0m
  2. 1.5m
  3. 2.0m
  4. 2.5m
  5. 3.0m
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 각각의 용액의 몰랄농도를 구해보자.

    - 200g의 KHCO3 용액의 몰랄농도(m1)
    - 몰랄농도 = 몰수 / 용액의 질량
    - 몰수 = 질량 / 분자량 = 200g / 100g/mol = 2mol
    - m1 = 2mol / 0.2kg = 10m

    - 300g의 KHCO3 용액의 몰랄농도(m2)
    - 몰랄농도 = 몰수 / 용액의 질량
    - 몰수 = 질량 / 분자량 = 300g / 100g/mol = 3mol
    - m2 = 3mol / 0.3kg = 10m

    따라서, 두 용액을 혼합한 후의 몰랄농도는 다음과 같다.

    - 혼합된 용액의 몰수 = 2mol + 3mol = 5mol
    - 혼합된 용액의 질량 = 200g + 300g + 300g(증류수) = 800g
    - 혼합된 용액의 몰랄농도(m) = 5mol / 0.8kg = 6.25m

    따라서, 정답은 "2.5m"이 아니라 "6.25m"이다.
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4. 그림은 양성자 수에 따라 임의의 중성 원자 A~F의 값을 나타낸 것이다.

이 자료를 해석한 것으로 옳은 것은?

  1. A와 F의 전자 수는 같다.
  2. E의 질량수는 B의 3배이다.
  3. C와 D의 화학적 성질은 다르다.
  4. D와 E의 질량수는 같다.
  5. E와 F의 중성자 수는 같다.
(정답률: 알수없음)
  • 임의의 중성 원자 A~F의 질량수는 양성자 수와 중성자 수의 합으로 결정된다. 그림에서 A와 F는 양성자 수가 같으므로 질량수도 같다. E의 질량수는 B의 3배이므로 E는 B보다 양성자 수가 1개 더 많고, 중성자 수가 2개 더 많다. 따라서 E와 F의 중성자 수는 같지 않다. C와 D의 화학적 성질은 다르므로 질량수도 다르다. 따라서 정답은 "A와 F의 전자 수는 같다."이다.
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5. 그림은 가시광선 영역의 수소 원자 스펙트럼과 보어의 수소 원자 모형에서 전자 전이를 나타낸 것이다. 전자 전이 a~d에 해당하는 에너지는 각각 Ea~Ed 이다.

가시광선 영역의 수소 원자 스펙트럼에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기 "ㄱ"은 수소 원자의 전자가 에너지 준위 간 전이를 할 때, 가시광선 영역에서 발생하는 스펙트럼을 설명하는 것이다. 그림에서 보면, 전자 전이 a~d가 일어날 때 각각의 파장이 나타나는데, 이 파장이 가시광선 영역에 해당한다. 따라서 "ㄱ"은 옳은 설명이다.
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6. 그림 (가)~(다)는 온도와 압력이 서로 다른 세 가지 조건에서 물 1L에 이산화탄소(CO2)가 녹아 있는 포화 수용액을, (라)는 0℃와 25℃에서 CO2 압력에 따른 물에 대한 용해도를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 공기 중에서 CO2의 부피 조성비는 0.03%이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄱ, ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 그림 가, 나, 다는 온도와 압력이 서로 다른 세 가지 조건에서 물 1L에 이산화탄소(CO2)가 녹아 있는 포화 수용액의 용해도를 나타내고, 라는 0℃와 25℃에서 CO2 압력에 따른 물에 대한 용해도를 나타낸 것이다.
    - 그림 가에서는 온도가 높아질수록 CO2의 용해도가 감소하고, 압력이 높아질수록 CO2의 용해도가 증가하는 것을 볼 수 있다.
    - 그림 나에서는 온도가 낮아질수록 CO2의 용해도가 증가하고, 압력이 높아질수록 CO2의 용해도가 증가하는 것을 볼 수 있다.
    - 그림 다에서는 온도와 압력이 모두 증가할수록 CO2의 용해도가 감소하는 것을 볼 수 있다.
    - 따라서, "ㄱ, ㄷ"가 정답이다.
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7. 그림 (가)는 임의의 2주기 원소 A~D의 원자의 크기를, (나)는 전기음성도를 나타낸 것이다.

이온결합 화합물 AD와 BC에서 원소 A~D의 이온 반지름을 비교한 것으로 옳은 것은? [3점]

(정답률: 알수없음)
  • 이온결합 화합물에서는 전자를 잃은 양이온과 전자를 얻은 음이온이 이온결합을 형성하므로, 이온 반지름은 전자 수에 따라 달라진다. 전자 수가 적은 양이온일수록 이온 반지름이 작고, 전자 수가 많은 음이온일수록 이온 반지름이 크다. 따라서, 이온결합 화합물 AD에서는 A가 양이온이고 D가 음이온이므로, A의 이온 반지름은 D의 이온 반지름보다 작을 것이다. 반면, BC에서는 B가 양이온이고 C가 음이온이므로, B의 이온 반지름은 C의 이온 반지름보다 작을 것이다. 따라서, ""가 정답이다.
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8. 그림은 Na(g)과 Cl(g)로부터 NaCl(g)이 생성되는 과정에서 핵간 거리에 따른 에너지를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - ㄱ. Na(g)와 Cl(g)의 핵간 거리가 가장 멀 때, 즉 그래프에서 x축 값이 가장 큰 지점에서는 분자간의 상호작용이 가장 약해져서 에너지가 가장 높다.
    - ㄴ. Na(g)와 Cl(g)의 핵간 거리가 가장 가까울 때, 즉 그래프에서 x축 값이 0인 지점에서는 분자간의 상호작용이 가장 강해져서 에너지가 가장 낮다.
    - ㄷ. Na(g)와 Cl(g)의 핵간 거리가 중간일 때, 즉 그래프에서 x축 값이 중간 지점에서는 분자간의 상호작용이 적당히 강해져서 에너지가 중간 정도이다. 이 지점에서 NaCl(g) 생성이 가장 안정적으로 일어난다.

    따라서, ㄱ, ㄴ, ㄷ 모두 옳은 설명이다.
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9. 그림은 몇 가지 화합물의 루이스 구조식을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기 "ㄱ"은 모든 분자의 총 전자 수가 올바르게 계산되었기 때문에 옳다. 이는 루이스 구조식에서 전자 쌍의 수를 세어서 전자 수를 계산하고, 각 원자 주위에 결합된 전자 쌍 수와 비결합 전자 수를 더해서 총 전자 수를 계산하여 확인할 수 있다.
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10. 그림은 물의 상평형그림을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄷ
  2. ㄱ, ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 높은 온도에서는 증기압이 높아지고, 낮은 온도에서는 증기압이 낮아진다. (ㄴ)
    - 증기압은 물의 상태와 관련이 있다. (ㄷ)
    - 증기압이 높아지면 물의 끓는 점이 올라간다. (ㄱ)
    - 증기압이 낮아지면 물의 끓는 점이 내려간다. (ㄴ)
    - 증기압은 대기압과 상호작용하여 영향을 받는다. (ㄱ)

    따라서, "ㄴ, ㄷ" 가 정답이다.
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11. 그림은 2, 3주기의 원소 A~D가 기체인 이원자 분자 A2~D2를 형성할 때, 핵간 거리에 따른 에너지를 간략하게 나타낸 것이다.

B2와 C2로 옳은 것은? (단, A~D는 임의의 원소 기호이다.) (순서대로 B2, C2)

  1. F2, O2
  2. F2, Cl2
  3. O2, F2
  4. Cl2, F2
  5. O2, N2
(정답률: 알수없음)
  • B2는 핵간 거리가 가장 짧을 때 에너지가 가장 낮으므로 안정적인 분자이다. C2는 핵간 거리가 가장 길 때 에너지가 가장 낮으므로 안정적인 분자이다.

    "O2, F2"이 정답인 이유는 둘 다 원소 기호가 같고, 전자 수도 같기 때문에 서로의 전자를 공유하여 안정적인 이중 결합을 형성할 수 있다. 또한, 핵간 거리가 적당히 길어서 안정적인 분자가 된다. 다른 보기들은 전자 수나 핵간 거리 등에서 차이가 있어서 안정적인 분자가 아니거나, 결합 형태가 다르기 때문에 정답이 아니다.
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12. 그림은 어떤 중성 원자 A~C와 이온 X의 전자 배치를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, A~C는 임의의 원소 기호이고, X는 1가의 음이온이다.) [3점]

  1. 1차 이온화에너지는 A가 B보다 크다.
  2. B의 전자 배치는 들뜬 상태이다.
  3. 전자친화도가 가장 큰 것은 C이다.
  4. X는 C의 안정한 음이온이다.
  5. 물질 A2의 끓는점은 B2보다 낮다.
(정답률: 알수없음)
  • B의 전자 배치는 들뜬 상태가 아니다. 이유는 B의 전자 구성은 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1인데, 3p 궤도에 있는 전자는 이미 최대한 먼저 채워진 상태이기 때문이다. 들뜬 상태란, 최외각 전자가 원래 있어야 할 궤도보다 더 높은 에너지 준위에 위치한 상태를 말한다.
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13. 그림은 헬륨(He)과 네온(Ne)을 이용하여 기체의 성질을 알아보는 실험을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 헬륨과 네온은 모두 원자 번호가 작은 비활성 기체이다. 따라서, 이들은 고온, 고압에서도 거의 반응하지 않고 안정적인 상태를 유지한다.
    - 실험에서는 헬륨과 네온을 각각의 유리관에 넣고, 전기를 통해 방전시켜서 빛을 발생시켰다. 이때, 헬륨은 주황색 빛을, 네온은 빨간색 빛을 발생시킨다.
    - 이는 각각의 원자가 방전에 의해 에너지를 흡수하고, 이를 방출할 때 발생하는 것이다. 이때, 발생하는 빛의 색깔은 원자 내부 전자의 에너지 상태에 따라 결정된다.
    - 따라서, 헬륨과 네온은 각각의 고유한 색깔을 가지고 있으며, 이를 이용하여 기체의 성질을 알아낼 수 있다.
    - 보기에서 "ㄴ"은 헬륨과 네온이 모두 비활성 기체이기 때문에 고온, 고압에서도 안정적인 상태를 유지한다는 것을 나타낸다.
    - 보기에서 "ㄷ"는 헬륨과 네온이 각각의 고유한 색깔을 가지고 있기 때문에, 이를 이용하여 기체의 성질을 알아낼 수 있다는 것을 나타낸다.
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14. 그림은 일정량의 얼음을 단위 시간당 일정한 열량으로 가열할 때의 가열 곡선을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 구간 BC에서 밀도가 증가한다.
  2. 구간 DE에서 분자의 전체 에너지는 일정하다.
  3. 구간 EF에서는 대부분의 수소 결합이 끊어진 상태이다.
  4. 전 구간 AF에서 분자의 모양은 변하지 않는다.
  5. 구간별로 필요한 에너지는 BC<CD<DE이다.
(정답률: 알수없음)
  • "구간 DE에서 분자의 전체 에너지는 일정하다."가 옳지 않은 설명이다. 이는 그림에서 구간 DE가 수평선으로 나타나는 것에서도 알 수 있다. 구간 DE에서는 얼음이 녹아서 물이 되는 상태이며, 이때 분자의 열운동 에너지는 일정하지 않다. 따라서 이 구간에서는 열을 계속 공급해줘야 물이 끓을 때까지 온도가 상승하게 된다.
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15. 영희는 25℃에서의 질산칼륨(KNO3)의 물에 대한 용해도를 알아보기 위하여 다음과 같은 실험을 설계하였다.

영희의 실험 설계에서 옳지 않은 과정은? (단, 물의 증발은 없다.) [3점]

  1. (가)
  2. (나)
  3. (다)
  4. (라)
  5. (마)
(정답률: 알수없음)
  • 영희의 실험 설계에서 옳지 않은 과정은 "(나)"이다.

    "(가)"는 물에 대한 용해도를 알아보기 위해 물에 KNO3를 녹여서 농도를 측정하는 것이다. 이는 용액의 농도와 용해도 사이의 관계를 알아보는 것으로 옳은 과정이다.

    "(다)"는 물에 KNO3를 녹여서 온도를 낮추면 용해도가 감소하는 것을 알아보는 것이다. 이는 온도와 용해도 사이의 관계를 알아보는 것으로 옳은 과정이다.

    "(라)"는 물에 KNO3를 녹여서 용액을 냉각하면 결정이 생기는 것을 알아보는 것이다. 이는 냉각과 결정화 사이의 관계를 알아보는 것으로 옳은 과정이다.

    하지만 "(나)"는 물에 KNO3를 녹여서 농도를 측정하는 것이 아니라, 물에 KNO3를 녹여서 용액을 냉각하면서 농도를 측정하는 것이다. 이는 냉각과 농도 사이의 관계를 알아보는 것으로 옳지 않은 과정이다.
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16. 그림은 네온(Ne)과 아르곤(Ar)이 들어 있는 용기와 수은이 채워진 유리관이 연결된 것을 나타낸 것이다.

콕을 열고 충분한 시간이 지났을 때의 상태에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 대기압은 760mmHg이고, 연결된 유리관의 부피는 무시하고 끝은 열려 있다.)

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - ㄴ: 네온과 아르곤은 비활성 기체로, 반응성이 매우 낮다. 따라서 콕을 열고 충분한 시간이 지나도 상태가 변하지 않는다.
    - ㄷ: 수은은 유리관의 한쪽 끝에 채워져 있고, 다른 쪽 끝은 열려 있으므로 대기압과 같은 압력이 유리관 안쪽에도 작용한다. 이때, 수은은 대기압과 같은 압력에 노출되어 있으므로 수은의 높이는 유리관 양쪽에서 같아진다. 따라서 콕을 열고 충분한 시간이 지나도 수은의 높이는 변하지 않는다.
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17. 이탈리아의 화학자 카니자로는 ‘수소는 H가 아닌 H2로 존재한다’고 주장하였다. 표는 100℃, 동일한 압력에서 수소가 구성 원소인 몇 가지 기체에서 수소의 질량비와 기체 1L에 들어 있는 수소의 질량을 나타낸 것이다.

이 자료를 이용하여 카니자로의 주장을 뒷받침하기 위해 가정해야 할 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 고려해야 할 가정은 "ㄴ" 뿐입니다. 이는 수소의 질량비와 기체 1L에 들어 있는 수소의 질량이 모든 기체에서 동일하다는 것을 의미합니다. 이를 통해 수소가 H가 아닌 H2로 존재한다는 카니자로의 주장을 뒷받침할 수 있습니다. 다른 보기들은 이 문제와 관련이 없거나, 추가적인 가정이 필요하기 때문에 선택되지 않습니다.
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18. 그림은 이원자 화합물 A~D의 전기음성도 차이에 따른 결합의 이온성을, 표는 이들 물질의 특성을 나타낸 것이다.

이 자료에 대한 해석으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - A와 B는 전기음성도 차이가 크므로 이온결합이 일어난다. 따라서 이온성이 높다.
    - C와 D는 전기음성도 차이가 작으므로 공유결합이 일어난다. 따라서 이온성이 낮다.
    - 따라서, A와 B는 이온성이 높고, C와 D는 이온성이 낮다는 것을 알 수 있다.
    - 이에 따라, ㄱ은 A와 B의 이온성이 높은 것과 C와 D의 이온성이 낮은 것을 모두 포함하고 있으므로 옳은 보기이다.
    - ㄷ은 A와 B의 이온성이 높은 것과 C와 D의 이온성이 낮은 것을 모두 포함하고 있으며, 또한 A와 B의 전기음성도 차이가 크고 C와 D의 전기음성도 차이가 작은 것도 모두 포함하고 있으므로 옳은 보기이다.
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19. 영희는 다음과 같이 포도당 수용액과 비휘발성, 비전해질인 어떤 물질 X 수용액의 끓는점을 알아보는 실험을 하였다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 물의 끓는점오름 상수 Kb=0.5℃/m이다.) [3점]

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 옳은 것은 "ㄴ"입니다. 이유는 포도당 수용액과 물질 X 수용액이 모두 비휘발성, 비전해질인 물질이기 때문에 끓는점 오름 현상이 발생하지 않습니다. 따라서 두 수용액을 혼합해도 끓는점이 변하지 않습니다.
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20. 그림은 금 조각에 압력을 가하여 금박지를 만드는 과정을 나타낸 것이다.

금박지로 되었을 때의 금에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 옳은 것은 "ㄴ"이다. 금박지를 만들 때는 금을 압력을 가하여 얇게 늘어뜨린 후, 그것을 잘라서 만든다. 따라서 금박지는 금을 얇게 늘어뜨린 것이기 때문에 면적은 넓지만 두께는 매우 얇다.
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