수능(화학II) 필기 기출문제복원 (2009-07-14)

수능(화학II)
(2009-07-14 기출문제)

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1. 그림은 같은 온도에서 동일한 두 실린더에 각각 헬륨(He)과 기체 X를 넣고 같은 질량의 추로 압력을 가할 때 기체가 분출 되는 모습을, 그래프는 시간에 따른 피스톤의 높이 변화를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, He의 원자량은 4이며, 온도는 일정하다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄴ"인 이유는 다음과 같다.
    - 그림에서 He와 기체 X의 압력이 동일하므로, 그래프에서 두 기체의 피스톤 높이 변화가 동일하다.
    - 그러나 He의 원자량이 기체 X보다 작기 때문에 He 분자는 더 빠르게 이동하며, 따라서 더 빠르게 분출된다.
    - 그래프에서 He의 피스톤이 더 높은 위치에 도달하므로, He가 더 빠르게 분출된 것을 확인할 수 있다.
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2. 다음은 몇 가지 열화학 반응식을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <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"은 열화학 반응식에서 산화작용이 일어나는 것을 나타내고, "ㄷ"는 환원작용이 일어나는 것을 나타낸다. 이러한 반응은 화학 반응에서 가장 기본적인 반응 중 하나이며, 이러한 개념을 이해하면 다양한 화학 반응을 이해하는 데 도움이 된다. 따라서 "ㄱ, ㄷ"가 정답이다.
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3. 그림은 몇 가지 화합물에 대하여 구성 원소의 전기음성도 차이와 결합의 공유성을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • ㄱ. 전기음성도 차이가 작은 경우에는 결합이 공유결합이 되어 분자가 형성된다.
    ㄴ. 전기음성도 차이가 큰 경우에는 결합이 이온결합이 되어 이온이 형성된다.
    ㄷ. 전기음성도 차이가 중간인 경우에는 결합이 양성자와 음성자의 부분적인 이온결합과 부분적인 공유결합이 혼합된 형태가 된다.
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4. 그림은 대기압에서 한 쪽 끝이 막힌 수평의 모세관에 질소 기체와 수은을 넣은 후 수직으로 세울 때(가)와 거꾸로 세울 때 (나)의 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 대기압은 76cmHg이며, 모세관과 수은 사이의 인력은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ"인 이유는, 대기압과 수은의 밀도가 질소 기체보다 높기 때문에 모세관을 수직으로 세울 때에는 수은이 막힌 쪽으로 올라가지 못하고 반대쪽으로 내려가게 되어 높이가 낮아지게 되고, 거꾸로 세울 때에는 수은이 막힌 쪽으로 올라가서 높이가 높아지게 된다는 것이다.
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5. 다음은 화합물 XY의 결정 모형과 몇 가지 열화학 반응식을 나타낸 것이다.

이 자료에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, X, Y는 임의의 원소이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 보기 ㄱ: XY는 이온결합을 이루고 있으며, X는 양이온, Y는 음이온이다. 이는 결정 모형에서 X와 Y의 위치와 전하를 고려하면 알 수 있다. 또한, 열화학 반응식에서 XY가 NaCl과 유사한 성질을 보이는 것으로 보아, XY도 염화물이라는 것을 알 수 있다.
    - 보기 ㄷ: XY가 NaCl과 유사한 성질을 보이므로, XY도 염화물이라는 것을 알 수 있다. 따라서, XY는 이온결합을 이루고 있으며, X는 양이온, Y는 음이온이다. 또한, 열화학 반응식에서 XY가 NaCl과 유사한 성질을 보이는 것으로 보아, XY도 염화물이라는 것을 알 수 있다.
    - 보기 ㄴ: XY가 NaCl과 유사한 성질을 보이므로, XY도 염화물이라는 것을 알 수 있다. 또한, 열화학 반응식에서 XY가 FeCl2와 유사한 성질을 보이는 것으로 보아, XY는 Fe와 같은 전이금속 원소일 가능성이 있다. 이는 결정 모형에서 X와 Y의 위치와 전하를 고려하면 알 수 있다.
    따라서, 보기 ㄴ이 정답이다.
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6. 그림은 전자쌍 반발 원리를 이용하여 분자 구조를 분류하는 과정이다.

CO2, NH3, HCHO의 분자 구조를 옳게 분류한 것은? (순서대로 CO2, NH3, HCHO)

  1. 구조 A, 구조 B, 구조 C
  2. 구조 A, 구조 D, 구조 B
  3. 구조 C, 구조 B, 구조 E
  4. 구조 C, 구조 E, 구조 B
  5. 구조 E, 구조 D, 구조 C
(정답률: 알수없음)
  • CO2는 중앙 원자인 탄소(C)가 삼중결합으로 산화물(O) 원자 2개와 결합하여 직선 구조를 이루고 있으므로 구조 A가 맞다. NH3은 중앙 원자인 질소(N)가 세 개의 단일결합으로 수소(H) 원자 3개와 결합하여 삼각피라미드 구조를 이루고 있으므로 구조 D가 맞다. HCHO는 중앙 원자인 탄소(C)가 삼중결합으로 산화물(O) 원자 1개와 단일결합으로 수소(H) 원자 1개와 결합하여 평면 구조를 이루고 있으므로 구조 B가 맞다. 따라서 정답은 "구조 A, 구조 D, 구조 B"이다.
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7. 다음은 2주기 원소 A와 B로 이루어진 분자들에 대한 자료이다.

이 자료에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, a

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 옳은 설명은 "a와 b는 서로 다른 원소이다."인 ㄴ이다. 이는 분자들이 A와 B로 이루어져 있으므로, a와 b가 같은 원소일 경우에는 분자 내에서 구별이 불가능하다는 것을 의미한다. 따라서 a와 b는 서로 다른 원소이어야 한다.
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8. 그림은 알칼리 금속(A, B, C)과 할로겐(X, Y, Z)의 이온 결합 에너지를 나타낸 것이다.

이 자료에서 원자 반지름이 가장 큰 알칼리 금속과 가장 작은 할로겐을 고른 것은? (단, A～C, X～Z는 임의의 원소이다.) (순서대로 알칼리 금속, 할로겐) [3점]

  1. A, X
  2. B, Y
  3. B, Z
  4. C, X
  5. C, Y
(정답률: 알수없음)
  • 이온 결합 에너지는 이온이 결합할 때 방출되는 에너지이므로, 이 값이 클수록 결합이 강하다는 것을 의미한다. 따라서, 이온 반지름이 작은 할로겐과 이온 반지름이 큰 알칼리 금속이 결합할수록 이온 결합 에너지는 커진다. 그림에서 이온 결합 에너지가 가장 큰 경우는 C와 Y이므로, 정답은 "C, Y"이다.
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9. 그림 (가)는 수소 원자에 대한 가시광선 영역의 선 스펙트럼 일부를, (나)는 수소 원자의 에너지 준위를 나타낸 것이다.

A～D에 대한 설명으로 옳은 것만을 <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)
  • 가) A는 수소 원자의 기본 상태에서 발생하는 라인 스펙트럼이다. B는 수소 원자가 에너지를 흡수하여 3번째 에너지 준위로 이동한 후 발생하는 라인 스펙트럼이다. C는 수소 원자가 에너지를 흡수하여 4번째 에너지 준위로 이동한 후 발생하는 라인 스펙트럼이다. D는 수소 원자가 에너지를 흡수하여 5번째 에너지 준위로 이동한 후 발생하는 라인 스펙트럼이다.

    ㄱ) A에서 발생하는 라인 스펙트럼은 수소 원자의 기본 상태에서 발생하는 것이므로, 에너지 준위가 변하지 않는다. 따라서, A에서 발생하는 라인 스펙트럼은 모두 = -13.6 eV에 해당하는 파장을 가진다.

    ㄷ) D에서 발생하는 라인 스펙트럼은 수소 원자가 에너지를 흡수하여 5번째 에너지 준위로 이동한 후 발생하는 것이므로, = -13.6 eV에서 = -1.51 eV로 이동한 것이다. 따라서, D에서 발생하는 라인 스펙트럼은 = -1.51 eV에 해당하는 파장을 가진다.
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10. 표는 3주기 원소 A, B, C의 순차적 이온화 에너지를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기 중에서 순차적 이온화 에너지가 가장 높은 원소는 C이다. 이는 C의 전자 구성이 A와 B보다 안정적이기 때문이다. 또한, A와 B의 순차적 이온화 에너지 차이는 크지 않지만, C의 경우에는 이전 이온화 에너지보다 매우 높은 값을 가지고 있으므로, C의 전자 구성이 매우 안정적이라는 것을 알 수 있다. 따라서, 보기 중에서 순차적 이온화 에너지가 가장 높은 원소는 C이고, A와 B의 순차적 이온화 에너지 차이는 크지 않으므로, 보기 중에서 "ㄱ, ㄴ"이 옳은 것이다.
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11. 그림은 2～4주기에 속하는 원소의 원자 반지름을 나타낸 것이다.

A~E에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, A~E는 임의의 원소 기호이다.)

  1. A와 B는 같은 주기이다.
  2. A의 녹는점은 C보다 높다.
  3. 화합물 CD는 이온 결합 물질이다.
  4. 이온 반지름은 E+가 D-보다 크다.
  5. B는 바닥 상태에서 5개의 오비탈에 전자가 배치된다.
(정답률: 알수없음)
  • 설명 중 옳지 않은 것은 "A의 녹는점은 C보다 높다." 이다. 원자 반지름과 녹는점은 직접적인 상관관계가 없기 때문에 A의 녹는점이 C보다 높다는 것은 알 수 없다.

    이온 반지름은 전자 수와 전하량에 따라 결정된다. E+와 D-는 전자 수는 같지만 전하량이 다르기 때문에 이온 반지름이 다르다. E+는 전하량이 +1이고 D-는 전하량이 -1이기 때문에 E+의 이온 반지름이 더 크다.
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12. 그림은 용질이 다른 수용액의 몰랄 농도에 따른 끓는점을 나타낸 것이다.

(가), (나), (다)와 같은 끓는점의 변화를 나타낼 수 있는 용질로 옳은 것은? (단, 전해질은 수용액에서 모두 이온화한다.) (순서대로 가, 나, 다)

  1. CaCl2, KCl, 포도당
  2. CaCl2, 포도당, KCl
  3. KCl, CaCl2, 포도당
  4. 포도당, CaCl2, KCl
  5. 포도당, KCl, CaCl2
(정답률: 알수없음)
  • 가) CaCl2: 이온화된 Ca2+와 Cl- 이온들이 물 분자와 상호작용하여 농도가 높아질수록 끓는점이 높아진다.
    나) KCl: 이온화된 K+와 Cl- 이온들이 물 분자와 상호작용하여 농도가 높아질수록 끓는점이 높아진다.
    다) 포도당: 포도당은 분자성 용질로 이온화되지 않기 때문에 농도가 높아져도 끓는점이 거의 변하지 않는다.
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13. 그림 (가)는 물의 상평형 그림을, (나)는 온도 T1에서 일정량의 물에 대해 압력에 따른 밀도 변화를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, P1과 P2는 상태가 변할 때의 압력이다.) [3점]

  1. 부피는 A > B > C이다.
  2. B점의 상태는 고체이다.
  3. 분자 사이의 인력은 B > C > A이다.
  4. 온도가 T2로 변하면 P2가 증가한다.
  5. 온도가 T2로 변하면 P1과 P2의 차이가 감소한다.
(정답률: 알수없음)
  • 가) 그림에서는 물의 상평형을 나타내고 있으므로, 고체, 액체, 기체 상태가 동시에 존재하는 것이다.
    나) 온도가 T1일 때, 압력이 증가하면 물의 밀도가 증가하는 것을 나타내고 있다. 이에 따라, P1과 P2의 차이가 감소한다는 것은 옳지 않다.
    따라서, 정답은 "온도가 T2로 변하면 P2가 증가한다." 이다. 이유는, 그림에서 보듯이 온도가 증가하면 액체와 기체의 경계면이 위로 올라가게 되고, 이에 따라 액체의 부피가 감소하게 된다. 따라서, 같은 양의 물이 존재할 때, 압력이 증가하면 물의 부피가 감소하게 되므로, P2가 증가하게 된다.
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14. 그림은 25℃, 1기압에서 같은 양의 물이 들어있는 동일한 두개의 실린더에 각각 1몰과 0.5몰의 질소 기체를 넣고 충분한 시간이 지난 후의 모습을 나타낸 것이다.

(가)와 (나)에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 질소 기체는 헨리의 법칙을 만족하며, 피스톤의 질량과 마찰은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - (가) : 두 실린더의 부피가 같으므로, 같은 양의 물이 들어있는 경우 두 실린더의 물의 양은 같다. 따라서, 두 실린더에 들어있는 질소 기체의 몰수가 다르므로 (가)는 틀린 설명이다.
    - (나) : 헨리의 법칙에 따르면, 기체의 용액 내용량은 기체의 분압에 비례한다. 따라서, 두 실린더의 질소 기체의 분압이 다르므로 (나)는 틀린 설명이다.
    - 따라서, 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ" 이다.
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15. 그림은 s 오비탈과 p 오비탈의 모형을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ, ㄷ"인 이유는 s 오비탈은 구형이고 p 오비탈은 형이기 때문에, s 오비탈은 원형으로 나타내고 p 오비탈은 더블본드 형태로 나타내는 것이 옳기 때문이다. 즉, 그림에서 s 오비탈은 원형으로, p 오비탈은 더블본드 형태로 나타내는 것이 옳다는 것이다.
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16. 영희는 다음과 같은 방법으로 묽은 황산을 만들었다.

이 방법으로 만든 묽은 황산의 몰 농도를 알아내기 위해 필요한 자료만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 영희가 만든 묽은 황산은 물과 황산의 혼합물이므로, 몰 농도를 알아내기 위해서는 물과 황산의 몰 농도, 그리고 혼합 비율이 필요하다. 따라서 보기에서 "ㄱ"은 물과 황산의 몰 농도를 각각 측정하는 것이고, "ㄷ"는 혼합 비율을 측정하는 것이므로 필요한 자료이다.
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17. 그림은 어떤 고체의 물에 대한 용해도 곡선을 나타낸 것이다.

A～D점의 용액을 60℃로 변화시킨 후 거름종이로 거른 용액의 % 농도를 옳게 비교한 것은?

  1. A > B > C > D
  2. A = B > C > D
  3. A = B > C = D
  4. A = D > B > C
  5. A = D > B = C
(정답률: 알수없음)
  • 그림에서 용액의 농도는 용액과 물의 비율에 따라 결정된다. 따라서, 농도가 높은 용액은 물의 비율이 적고, 농도가 낮은 용액은 물의 비율이 많다. 그림에서 A점은 물의 비율이 가장 적고, D점은 물의 비율이 가장 많다. 따라서, A점의 용액이 가장 농도가 높고, D점의 용액이 가장 농도가 낮다. B와 C점은 A와 D점 사이에 위치하므로, B와 C점의 용액은 A와 D점의 용액보다는 농도가 높지만, 서로의 농도는 비슷하다. 따라서, A = B > C > D가 옳다.
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18. 다음은 산소의 원자량을 알아보기 위한 실험이다.

이 실험에서 반드시 가정하고 있어야 하는 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기 중 정답은 "ㄱ, ㄷ"이다. 이 실험에서 반드시 가정해야 하는 것은 다음과 같다.

    1. 산소 분자가 가스 상태이며, 이상 기체 법칙을 따른다. (ㄱ)
    2. 산소 분자가 빛을 흡수할 때, 흡수된 에너지는 전자의 에너지 상태를 변화시키고, 이에 따라 흡수선이 나타난다. (ㄷ)

    따라서, 이 실험에서는 산소 분자가 가스 상태이며 이상 기체 법칙을 따르며, 빛을 흡수할 때 흡수선이 나타나는 것을 가정해야 한다.
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19. 25℃에서 몇 가지 기체들이 그림과 같이 부피가 다른 강철 용기에 들어있다.

용기 안의 분자수가 같은 것과 압력이 같은 것을 옳게 짝지은 것은? (단, H, C, O의 원자량은 각각 1, 12, 16이다.) (순서대로 분자수, 압력)

(정답률: 알수없음)
  • 같은 분자수를 가진 기체들은 부피가 작을수록 농도가 높아지므로 압력이 높아진다. 따라서 1번과 2번은 압력이 같은 것이 아니다. 또한 같은 부피를 가진 기체들은 분자량이 높을수록 농도가 낮아지므로 압력이 낮아진다. 따라서 4번과 5번은 분자수가 같은 것이 아니다. 따라서 정답은 3번이다.
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20. 그림은 물 분자의 전자점식과 얼음의 구조 모형을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - ㄱ: 그림에서 물 분자는 삼각형 모양으로 배열되어 있으며, 이는 물 분자의 극성 때문에 발생하는 수소 결합으로 인해 형성된 것이다.
    - ㄴ: 그림에서 얼음은 분자들이 규칙적으로 배열되어 있는 고체 상태이다. 이는 물 분자들이 서로 수소 결합을 형성하여 결합된 구조로 인해 형성된 것이다.
    - ㄷ: 물 분자의 전자점식과 얼음의 구조 모형은 모두 물 분자의 극성과 수소 결합에 대한 내용을 나타내고 있으며, 이는 물의 특성과 관련된 중요한 개념이다. 따라서 두 그림은 서로 연관성이 있으며, 함께 고려해야 한다.
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