수능(화학II) 필기 기출문제복원 (2008-07-15)

수능(화학II)
(2008-07-15 기출문제)

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1. 그림은 25℃ 1기압에서 물(H2O)이 생성되는 반응을 에너지 관계로 나타낸 것이다.

이에 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: 반응 엔탈피가 양수이므로 엔트로피가 큰 방향으로 진행하는 반응이다.
    - 보기 ㄴ: 생성된 물 분자의 수가 반응물인 수소와 산소 분자의 수보다 작으므로 엔트로피가 감소하는 방향으로 진행하는 반응이다.
    - 보기 ㄷ: 생성된 물 분자의 수가 반응물인 수소와 산소 분자의 수보다 작으므로 반응 엔탈피는 양수이지만, 엔트로피가 큰 방향으로 진행하므로 Gibbs 자유 에너지 변화는 음수가 되어 반응이 일어날 가능성이 높아진다.
    따라서, 보기 ㄱ, ㄴ, ㄷ 모두 옳은 설명이다.
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2. 다음은 삼플루오르화봉소암모늄(BF3NH3) 분자와 옥소늄 이온(H3O+)을 형성하는 과정을 구조식을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"과 "ㄴ"이 모두 옳다. BF3NH3 분자는 삼중 결합으로 이루어진 분자이며, 이 분자와 H3O+ 이온이 반응하여 새로운 분자를 형성하게 된다. 이 과정에서 BF3NH3 분자는 루이스 염기로 작용하고, H3O+ 이온은 루이스 산으로 작용한다. 이에 따라 BF3NH3 분자는 H3O+ 이온과 결합하여 새로운 분자인 BF3NH3·H3O+를 형성하게 된다. 이 과정에서 BF3NH3 분자는 전자 쌍을 H3O+ 이온에 기부하게 되어, 이온 결합이 형성된다. 따라서 "ㄱ"과 "ㄴ"이 모두 옳다.
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3. 다음은 산성비가 생성되는 과정의 열화학반응식이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - ㄴ. 이 반응식에서 생성되는 SO2와 NO2는 대기 중에 존재하는 물과 반응하여 각각 H2SO4와 HNO3을 생성한다. 이들은 각각 강한 산으로서 대기 중에 존재하는 미립자와 함께 산성비를 형성하는 주요한 성분이다.
    - ㄷ. 이 반응식에서 생성되는 SO2와 NO2는 모두 대기오염물질로서, 이들이 대기 중에 존재하는 물과 반응하여 생성되는 산성물질은 대기 중의 pH를 낮추어 산성화시키는데 기여한다. 이러한 산성화는 대기오염의 주요한 문제 중 하나이며, 이로 인해 생태계와 인간 건강에도 영향을 미친다.
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4. 그림은 원자번호가 12인 마그네슘 원자와 이온의 전자 배치를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - ㄱ. 마그네슘의 전자 구성은 2, 8, 2로, 외전자 껍질에 2개의 전자를 가지고 있다.
    - ㄴ. 마그네슘 이온(Mg2+)의 전자 구성은 2, 8으로, 외전자 껍질에 8개의 전자를 가지고 있다. 이는 네온 원자와 같은 전자 구성을 가지므로, 마그네슘 이온은 네온 기체와 화학적으로 유사하게 반응한다.
    - ㄷ. 마그네슘 이온은 2개의 외전자를 잃어버렸기 때문에, 양전하를 가지고 있다. 이는 마그네슘 이온이 전자를 잃어버리면서 양이온이 되었음을 나타낸다.
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5. 그림은 몇 가지 원자간 결합길이와 결합에너지를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 보기에서 "ㄱ"은 결합길이가 짧을수록 결합에너지가 높아지는 경향을 보이는 것을 나타낸다.
    - "ㄴ"은 결합길이가 길어질수록 결합에너지가 감소하는 경향을 보이는 것을 나타낸다.
    - "ㄷ"는 결합길이가 일정 범위 내에서는 결합에너지가 일정하게 유지되다가 일정 길이 이상이 되면 감소하는 경향을 보이는 것을 나타낸다.
    - 따라서, "ㄱ"과 "ㄴ"은 서로 반대되는 경향을 보이고, "ㄷ"은 그 중간에 위치한다.
    - 따라서, "ㄱ, ㄴ"은 모든 결합길이에서 결합에너지가 일정하게 유지되는 경우를 나타내고, "ㄴ, ㄷ"는 결합길이가 길어질수록 결합에너지가 감소하는 경향을 보이는 경우를 나타낸다.
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6. 다음은 기체의 성질을 알아보기 위한 실험이다.

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

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

    ㄱ. 기체 분자의 운동 에너지는 온도에 비례한다.
    - 실험에서 온도는 일정하게 유지되었으므로, 기체 분자의 운동 에너지도 일정하게 유지된다.

    ㄷ. 기체 분자의 운동 에너지는 부피에 반비례한다.
    - 실험에서 연결관의 부피는 무시되었으므로, 기체 분자의 운동 에너지는 일정하게 유지된다.
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7. 그림은 몇 가지 화합물에 대한 결합성의 비율과 구성 원자간 전기음성도 차이를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, A~E는 임의의 원소 기호이며 A, B는 1족, C, D, E는 17족 원소이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 결합성이 높은 화합물은 전기음성도 차이가 작은 경우이다. (ㄱ)
    - A와 C는 결합성이 높은 화합물을 형성할 가능성이 높다.
    - B와 E는 전기음성도 차이가 크기 때문에 이온결합을 형성할 가능성이 높다.
    - D는 전기음성도 차이가 크지만, 결합성이 높은 화합물을 형성할 가능성이 있다.
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8. 그림은 주기율표의 1, 2족 금속의 녹는점을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, A~D는 임의의 원소 기호이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 보기 ㄱ: 1족 금속은 모두 녹는점이 낮은 경향이 있지만, 2족 금속은 녹는점이 크게 차이나지 않는다.
    - 보기 ㄴ: 1족 금속은 전자 구성이 ns1인 원소들로, 외전자가 하나밖에 없기 때문에 금속결합이 약하다. 따라서 녹는점이 낮다. 반면, 2족 금속은 ns2인 원소들로, 외전자가 두 개 있어서 금속결합이 강하다. 따라서 녹는점이 높다.
    - 보기 ㄷ: 1족 금속 중에서도 K, Rb, Cs는 녹는점이 더 높은 편이지만, 그래도 2족 금속들보다는 낮다.
    - 보기 ㄱ, ㄴ: 1족 금속과 2족 금속의 녹는점 차이를 모두 고려한 것이다.
    - 보기 ㄱ, ㄴ, ㄷ: 1족 금속 중에서도 K, Rb, Cs는 녹는점이 높은 편이지만, 그래도 2족 금속들보다는 낮다. 따라서 2족 금속과의 녹는점 차이가 크다고 볼 수 없다.
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9. 표는 원소 X와 Y로 이루어진 세 가지 물질에 대한 자료이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, X, Y는 임의의 원소 기호이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - X와 Y는 서로 다른 물질이다. (ㄱ)
    - 물질 X와 Y는 모두 물질 Z와 반응할 수 있다. (ㄷ)
    - 물질 X와 Y는 서로 반응하지 않는다. (ㄴ)
    - 물질 Z는 X와 Y를 모두 포함하고 있다. (ㄴ, ㄷ)
    - 물질 Z는 X와 Y를 모두 포함하고 있지 않다. (ㄱ, ㄴ)

    정답은 "ㄱ"이다. 표에서 X와 Y가 서로 다른 물질임을 알 수 있기 때문이다.
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10. 그림은 물의 상평형과 100g의 물에 포도당 18g을 녹인 수용액의 상평형을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 포도당, 소금의 화학식량은 각각 180, 585이고, 모두 비휘발성이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 물의 증기압은 온도에 비례하여 증가한다. 따라서, A에서 B로 온도가 상승하면 물의 증기압도 증가하여 상평형이 이동한다. 따라서, A에서 B로 이동하는 것은 옳지 않다. (ㄴ)
    - 포도당이 물에 녹으면 용액의 증기압이 감소한다. 따라서, 순수한 물일 때의 증기압보다 낮은 값에서 상평형이 이루어진다. 이때, 용액의 증기압이 포도당의 양에 비례하여 감소하므로, 포도당의 양이 많을수록 증기압이 낮아진다. 따라서, C에서 D로 이동하는 것은 옳다. (ㄷ)
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11. 수산화나트륨(NaOH)수용액의 각 농도늘 1/2로 묽히는 방법으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [3점]

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

    ㄱ. 수산화나트륨(NaOH) 수용액의 농도를 1/2로 묽히는 방법은 원래 농도의 반만큼 물을 추가하는 것이다. 예를 들어, 2M의 NaOH 수용액을 1/2로 묽히려면 1M의 NaOH 수용액과 같은 농도가 된다. 따라서, 2M → 1M → 0.5M으로 농도가 감소하게 된다.

    ㄷ. 농도가 1/2로 묽히는 과정에서는 물을 추가하는 것이므로 용액의 부피가 증가하게 된다. 따라서, 원래 농도의 반만큼 묽히면 부피가 2배가 되므로, 100mL의 2M NaOH 수용액을 1/2로 묽히면 200mL의 1M NaOH 수용액이 된다.
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12. 그림 (가)와 (나)는 전자가 바닥 상태와 들뜬 상태에 있는 수소 원자의 모형을 각각 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 수소 원자의 에너지 준위는 이고, k는 상수이다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - (가)와 (나)는 수소 원자의 에너지 준위가 다르다.
    - (가)는 바닥 상태에 있으므로, 수소 원자의 전자는 최소한의 에너지를 가지고 있다.
    - (나)는 들뜬 상태에 있으므로, 수소 원자의 전자는 높은 에너지를 가지고 있다.
    - 수소 원자의 전자는 에너지가 높은 상태에서 에너지가 낮은 상태로 이동할 때, 에너지를 방출하며 광자를 방출한다. 이를 발광이라고 한다.
    - (가)에서 (나)로 전자가 이동하면서 발광이 일어난다.
    - 따라서, 보기에서 "ㄱ, ㄷ"가 정답이다.
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13. 다음은 에탄올의 증기압력을 알아보기 위한 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 대기압은 760mmHg이고, 온도는 일정하다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄴ, ㄷ"가 모두 옳은 이유는 다음과 같다.
    - 실험에서 온도는 일정하게 유지되므로, 증기압력과 온도는 비례한다. 따라서, 온도가 일정하다면 증기압력도 일정하게 유지된다.
    - 실험에서 에탄올의 양이 일정하게 유지되므로, 증기압력과 에탄올의 양은 비례한다. 따라서, 에탄올의 양이 일정하다면 증기압력도 일정하게 유지된다.
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14. 그림은 질산칼륨)KNO3)과 염화칼륨(KCl)의 용해도 곡선을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은? [3점]

  1. 두 물질은 용해 과정에서 열을 방출한다.
  2. 점 A에서 두 수용액의 몰랄 농도는 같다.
  3. 점 B의 KNO3(aq)은 온도를 높이면 물 농도가 증가한다.
  4. 점 B의 KNO3(aq)은 용해 속도보다 석출 속도가 빠르다.
  5. 점 B의 KNO3(aq)과 점 C의 KCl(aq)의 퍼센트 농도는 같다.
(정답률: 알수없음)
  • 점 B의 KNO3(aq)과 점 C의 KCl(aq)의 퍼센트 농도는 같다. 이유는 그래프에서 용액의 농도가 x축에 수평선으로 나타나는 지점에서 두 용액의 농도가 같기 때문이다. 다시 말해, 그래프에서 x축에 수평선이 교차하는 지점에서 두 용액의 농도가 같다는 것을 알 수 있다.
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15. 27℃ 3기압의 질소 기체 일정량이 다음과 같이 세 단계로 변하였다.

이에 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)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ, ㄷ"인 이유는 다음과 같다.

    ㄴ. 첫 번째 단계에서 기체의 체적이 감소하면서 온도가 상승하였다. 이는 압축 열이 발생하여 기체 내부의 분자 운동이 증가하고, 이에 따라 온도가 상승한 것이다.

    ㄷ. 두 번째 단계에서는 기체가 등압 팽창하면서 체적이 증가하였다. 이 때는 기체 내부의 분자 운동이 감소하면서 온도가 하락하게 된다. 이는 등압 팽창 열이 발생하여 기체 내부의 열이 외부로 방출되기 때문이다.

    따라서, 보기에서 정답은 "ㄴ, ㄷ"이다.
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16. 그림과 같이 금속 나트륨이ㅣ 들어있는 삼각 플라스크에 염소 기체를 넣었더니 밝은 빛을 내면서 흰색 고체 물질 A가 얻어졌다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 금속 나트륨은 염소 기체와 반응하여 염화 나트륨과 밝은 빛을 내면서 반응한다.
    - 이 반응에서 생성된 염화 나트륨은 흰색 고체 물질 A이다.
    - 따라서, "ㄱ. 금속 나트륨과 염소 기체는 염화 나트륨과 밝은 빛을 내면서 반응한다."와 "ㄴ. 염화 나트륨은 흰색 고체 물질 A이다."가 모두 옳은 설명이다. 따라서, 정답은 "ㄱ, ㄴ"이다.
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17. 다음은 잠수병에 관한 자료의 일부이다.

위 내용의 (가)~(라)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. (가)에서 용해되는 질소의 부피는 압력에 비례하여 증가한다.
  2. (나)에서 질소의 용해도는 감소한다.
  3. (나)에서 용해도 변화는 더운 곳에 놓아둔 탄산음료에 기포가 생기는 현상과 같은 원리이다.
  4. (다)에서 혈액 속의 기포는 공기의 조성과 같다.
  5. (라)에서 헬륨의 용해도는 질소보다 크다.
(정답률: 알수없음)
  • (가)에서 용해되는 질소의 부피는 압력에 비례하여 증가한다. : 가스의 부피는 압력과 반비례하지만, 압력이 일정한 상태에서는 가스의 부피는 온도와 비례한다. 따라서 압력이 증가하면 용해되는 질소의 부피도 증가한다.

    (나)에서 질소의 용해도는 감소한다. : 고압 상태에서는 용해도가 증가하지만, 온도가 증가하면 용해도는 감소한다. 이는 가스 분자의 운동에너지가 증가하여 용매 분자와의 상호작용이 감소하기 때문이다.

    (다)에서 혈액 속의 기포는 공기의 조성과 같다. : 혈액 속의 기포는 대부분 질소와 산소로 이루어져 있으며, 공기의 조성과 유사하다.

    (라)에서 헬륨의 용해도는 질소보다 크다. : 헬륨은 질소보다 분자 크기가 작기 때문에 용매 분자와 상호작용이 적어 용해도가 크다.

    (나)에서 질소의 용해도는 감소한다. 이유 : 온도가 증가하면 용매 분자와 가스 분자의 상호작용이 감소하기 때문이다. 따라서 가스 분자가 용매 분자와 상호작용하여 용해되는 정도가 감소한다.
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18. 다음은 드라이아이스를 이용한 실험과 이산화탄소의 상평행 그림이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 드라이아이스가 이산화탄소를 생성하는데 사용된다는 것이 옳은 설명이고, "ㄷ"는 이산화탄소가 고체 상태에서 액체 상태로 직접 변화하는 것이 아니라, 먼저 기체 상태로 변화한 후에 액체 상태로 변화한다는 것이 옳은 설명이다.
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19. 그림은 1~17족에 속하는 2주기 원소에 대한 원자 반지름과 1차 이온화 에너지의 관계를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, A~G는 임의의 원소 기호이다.)

  1. B는 A보다 음이온이 되기 쉽다.
  2. C는 D보다 원자가전자수가 많다.
  3. 원자번호가 가장 큰 원소는 G이다.
  4. 이온화 에너지가 작을수록 원자 반지름은 크다.
  5. E보다 F의 이온화 에너지가 큰 이유는 전자 껍질수가 다르기 때문이다.
(정답률: 알수없음)
  • 이 그림은 원자 반지름과 이온화 에너지의 관계를 보여주고 있다. 원자 반지름은 주기가 올라갈수록 작아지고, 족이 올라갈수록 커진다. 이온화 에너지는 주기가 올라갈수록 커지고, 족이 올라갈수록 작아진다. 이를 통해 각 원소의 특성을 파악할 수 있다.

    C는 D보다 원자가전자수가 많다. 이유는 C가 D보다 한 주기 위에 있기 때문이다. 한 주기 위로 올라가면 원자가전자수가 1씩 증가한다.
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20. 그림은 일정한 온도와 압력에서 정육면체의 용기에 들어있는 기체 A, B, C에 대한 자료이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, A, B, C는 이상기체이며 아보가드로수는 6.0×1023이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 기체 A가 가장 높은 온도와 압력에서 존재한다는 것이다. "ㄷ"는 기체 C가 가장 낮은 온도와 압력에서 존재한다는 것이다. 이는 기체의 상태방정식을 이용하여 유추할 수 있다. 기체 A는 가장 높은 온도와 압력에서 존재하므로, 상태방정식을 이용하여 n/V = P/RT를 만족하는 기체 A의 몰수(n)를 구할 수 있다. 마찬가지로 기체 C는 가장 낮은 온도와 압력에서 존재하므로, 상태방정식을 이용하여 기체 C의 몰수(n)를 구할 수 있다. 따라서 "ㄱ, ㄷ"가 정답이다.
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