수능(화학II) 필기 기출문제복원 (2010-07-08)

수능(화학II)
(2010-07-08 기출문제)

목록

1. 다음은 25℃, 1기압에서 몇 가지 물질의 반응열을 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, ㄷ"가 정답인 이유는 다음과 같다.

    - 물질 A와 B의 반응열이 모두 음수이므로, 이 반응들은 엔탈피가 감소하는 방향으로 진행된다.
    - 물질 C와 D의 반응열이 모두 양수이므로, 이 반응들은 엔탈피가 증가하는 방향으로 진행된다.
    - 물질 E의 반응열이 양수이므로, 이 반응은 엔탈피가 증가하는 방향으로 진행된다.
    - 따라서, 엔탈피가 감소하는 반응인 A와 B의 조합과, 엔탈피가 증가하는 반응인 C, D, E 중에서 A와 B의 조합과 함께 진행될 수 있는 반응은 D뿐이다. 따라서 "ㄱ, ㄷ"가 정답이다.
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2. 그림은 물 100g에 용질 A와 B의 질량을 달리하면서 녹인 용액의 어는점을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A와 B는 비휘발성, 비전해질이다.)

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

    ㄴ. 용질 A는 용액의 어는점을 낮추고, 용질 B는 용액의 어는점을 높인다.
    - 그림에서 A와 B의 질량을 달리하면서 용액의 어는점이 변화하는 것을 볼 수 있다. A를 더 많이 넣을수록 어는점이 낮아지고, B를 더 많이 넣을수록 어는점이 높아진다. 이는 A와 B가 각각 용액의 어는점을 낮추는 용질과 높이는 용질이기 때문이다.

    ㄷ. 용질 A와 B를 섞은 용액의 어는점은 A와 B를 각각 넣은 용액의 어는점보다 높다.
    - 그림에서 A와 B를 각각 넣은 용액의 어는점보다 A와 B를 섞은 용액의 어는점이 높은 것을 볼 수 있다. 이는 A와 B가 비휘발성, 비전해질인 용질이기 때문에 서로 상호작용하지 않고 독립적으로 용액의 어는점을 변화시키기 때문이다. 따라서 A와 B를 섞은 용액의 어는점은 각각 넣은 용액의 어는점보다 높아진다.
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3. 다음은 이산화황(SO2)의 분자 모형과 25℃, 1기압에서 몇 가지 물질의 반응열을 나타낸 것이다.

25℃, 1기압에서 SO2(g) 1몰의 결합을 모두 끊기 위해 필요한 에너지는? [3점]

(정답률: 알수없음)
  • SO2(g)의 결합 에너지는 296.8 kJ/mol이다. 이는 SO2(g) 분자가 형성될 때 방출되는 열의 양이다. 따라서 SO2(g) 1몰의 결합을 모두 끊기 위해서는 296.8 kJ의 에너지가 필요하다. 정답은 ""이다.
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4. 다음은 세 가지 시약에 대한 자료이다.

시약을 이용하여 각 수용액의 농도를 0.1M로 만드는 방법으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 온도 변화는 없다.) [3점]

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

    - 시약 A를 이용하여 농도를 0.1M로 만드는 경우: 1L의 수용액에 0.1mol의 시약 A를 첨가해야 한다. 따라서 0.1L(즉, 100mL)의 수용액에는 0.01mol의 시약 A를 첨가해야 한다. 이를 위해 0.01mol/L의 농도를 가진 시약 A를 100mL 첨가하면 된다. 따라서 "ㄱ"도 가능하다.
    - 시약 B를 이용하여 농도를 0.1M로 만드는 경우: 1L의 수용액에 0.1mol의 시약 B를 첨가해야 한다. 하지만 시약 B는 0.05mol/L의 농도를 가지고 있으므로, 2L의 시약 B를 1L의 수용액에 첨가해야 한다. 따라서 "ㄷ"가 정답이다.
    - 시약 C를 이용하여 농도를 0.1M로 만드는 경우: 1L의 수용액에 0.1mol의 시약 C를 첨가해야 한다. 시약 C는 0.2mol/L의 농도를 가지고 있으므로, 0.5L(즉, 500mL)의 시약 C를 첨가하면 된다. 따라서 "ㄴ"도 가능하다.

    따라서 "ㄴ, ㄷ"가 정답이다.
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5. 그림은 Na(g)과 Cl(g)로부터 NaCl(g)이 생성되는 과정에서 핵간 거리에 따른 에너지 변화를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ"인 이유는 Na(g)과 Cl(g) 분자가 서로 가까워질수록 에너지가 감소하다가 결합이 일어나면서 에너지가 갑자기 감소하는 과정을 나타내기 때문이다. 이는 결합이 일어나면서 NaCl(g) 분자의 안정화가 이루어지기 때문이다.
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6. 그림은 가시광선 영역의 수소 원자 스펙트럼과 보어의 수소 원자 모형에서 전자 전이를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • ① 수소 원자의 전자는 원자핵 주위에 고정된 궤도를 돌며 운동한다.
    ② 전자가 궤도를 변경할 때, 에너지가 방출되거나 흡수된다.
    ③ 그림에서는 전자가 2번 궤도에서 4번 궤도로 이동하며, 이때 에너지가 방출된다.

    정답: ㄴ, ㄷ

    이유: 그림에서 보여지는 것처럼 전자가 궤도를 변경할 때, 에너지가 방출되거나 흡수되는 것은 보어의 수소 원자 모형에서 설명되는 것이다. 이러한 전자의 전이는 가시광선 영역에서 스펙트럼으로 관찰될 수 있으며, 이를 통해 원자의 구조와 에너지 상태를 파악할 수 있다.
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7. 다음은 헬륨(He)과 메탄(CH4)으로 채워진 구가 연결된 그림과 실험 과정을 나타낸 것이다.

혼합 기체에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 연결관의 부피는 무시하며, 온도는 일정하다.) [3점]

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

    1. 실험 결과로부터 헬륨과 메탄이 혼합되어 있음을 알 수 있다. 따라서 "ㄱ"은 옳다.

    2. 실험 과정에서 가열 후 냉각을 반복하면서 기체를 수집하였다. 이는 헬륨과 메탄이 각각의 녹는점과 끓는점이 다르기 때문에 가능한 것이다. 따라서 "ㄴ"도 옳다.

    따라서 "ㄱ, ㄴ"이 정답이다.
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8. 그림은 2주기 원소로 구성된 이원자 분자 A2, B2 , C2의 결합 길이와 결합 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)
  • 보기에서 "ㄱ"이 정답인 이유는 A2, B2, C2의 결합 길이와 결합 에너지가 모두 다르기 때문이다. 이는 각각의 분자가 서로 다른 원소로 이루어져 있기 때문이다. 따라서 이러한 차이를 고려하여 각각의 분자의 특성을 파악해야 한다.
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9. 일정한 온도에서 그림 (가)는 수소(H2)와 헬륨(He)이 들어 있는 실린더가 피스톤으로 구분된 상태를, (나)는 고정 장치를 풀었을 때 피스톤이 이동된 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, H, He의 원자량은 각각 1, 4이며, 피스톤의 마찰은 무시한다.)

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - (가)에서는 실린더 안에 수소와 헬륨이 들어있고, 피스톤으로 구분되어 있으므로 압력이 같다.
    - (나)에서는 고정 장치를 풀어서 피스톤이 이동하면서 부피가 변화하고, 이에 따라 압력도 변화한다.
    - 이때, 가스의 상태방정식 PV=nRT에서 P와 V가 변하므로, T도 변화하게 된다.
    - (가)와 (나)의 온도가 다르므로, 가스 분자의 평균 운동 에너지가 달라진다.
    - 따라서, (가)와 (나)의 분자 운동 상태가 다르므로, 분자간 충돌로 인한 압력의 변화가 다르게 일어난다.
    - 이에 따라, (가)와 (나)의 압력이 다르게 된다.
    - 따라서, 보기에서 정답은 "ㄱ, ㄷ"이다.
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10. 그림은 할로겐 원소의 주기에 따른 할로겐화수소 A, B, C의 끓는점을 나타낸 것이다.

A～C에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 옳은 것은 "ㄴ, ㄷ"이다.

    ㄴ. 할로겐화수소의 끓는점은 주기가 증가함에 따라 감소한다. 이는 주기가 증가함에 따라 원자 반지름이 커지고, 전자 궤도가 멀어지면서 분자간의 인력이 약해지기 때문이다.

    ㄷ. A, B, C 중에서 끓는점이 가장 높은 것은 A이다. 이는 A가 분자 내 수소결합이 가장 강하고, 분자 크기가 가장 크기 때문이다.
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11. 그림 (가)는 0℃와 25℃에서 이산화탄소(CO2)의 압력에 따른 물에 대한 용해도를, (나)는 물 1 L에 CO2가 녹아 있는 포화 수용액을 나타낸 것이다.

(나)에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 대기압은 1기압, CO2의 분자량은 44이고, 공기 중 CO2의 부피 조성비는 0.03%이다.) [3점]

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

    - ㄱ: 그림 (가)에서 알 수 있듯이, CO2의 압력이 증가할수록 물에 대한 용해도도 증가한다. 이는 Henry 법칙에 따른 것으로, 가스와 액체 사이의 상호작용을 나타내는 법칙이다.
    - ㄴ: 그림 (나)에서는 물 1 L에 CO2가 녹아 있는 포화 수용액의 양이 온도에 따라 다르게 나타나는 것을 볼 수 있다. 이는 온도가 증가할수록 가스의 용해도가 감소하기 때문이다. 이는 Le Chatelier의 원리에 따른 것으로, 온도가 증가하면 반응은 엔탈피를 줄이기 위해 반응물 쪽으로 이동하게 된다. 따라서, CO2와 물 사이의 상호작용이 약화되어 더 적은 양의 CO2가 용해되게 된다.
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12. 그림은 같은 온도에서 물과 포도당 수용액을 크기가 같은 비커에 100mL씩 담아 수증기로 포화된 밀폐 용기에 각각 넣었을 때의 모습을 나타낸 것이다.

(가)와 (나)의 시간에 따른 물의 증발 속도를 가장 적절히 나타낸 것은? (단, 온도는 일정하다.) [3점]

(정답률: 알수없음)
  • (가)와 (나)에서 물의 증발 속도는 같다. 이유는 온도가 일정하기 때문에 물과 포도당 수용액의 증발 속도는 온도에 의해 결정되는데, 온도가 같으므로 두 용액의 증발 속도는 동일하다. 따라서 정답은 ""이다.
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13. 그림은 일정량의 헬륨(He) 기체에 대한 부피와 압력을 나타낸 것이다.

A∼D에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - A: 부피가 작아지면 압력이 증가하므로 옳지 않음.
    - B: 부피가 커지면 압력이 감소하므로 옳지 않음.
    - C: 부피가 작아지면 압력이 증가하므로 옳지 않음.
    - D: 부피가 커지면 압력이 감소하므로 옳음.
    - E: A, B, C 중 어느 것도 옳지 않음.

    따라서 정답은 "ㄷ, 부피가 커지면 압력이 감소한다" 이다.
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14. 그림은 임의의 2, 3주기 원소 A～D의 중성 원자와 이온의 전자 배치를 나타낸 것이다.

A～D에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. A의 원자가전자수는 4이다.
  2. A의 전자 배치는 들뜬 상태이다.
  3. B2의 공유 전자쌍은 2개이다.
  4. 이온 반지름은 B-가 C+보다 크다.
  5. 1차 이온화 에너지가 가장 큰 것은 D이다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "이온 반지름은 B-가 C+보다 크다." 이다.

    B-와 C+는 전자 구성이 다르기 때문에 이온 반지름이 다르다. B-는 전자를 더 많이 가지고 있기 때문에 전자 궤도가 더 멀어지고, 이온 반지름이 크다. C+는 전자를 하나도 가지고 있지 않기 때문에 전자 궤도가 가깝고, 이온 반지름이 작다.
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15. 그림 (가)는 물의 상평형 그림을, (나)는 1기압에서 일정량의 얼음을 가열할 때 온도에 따른 부피 변화를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄴ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • ① 물의 상평형 그림에서는 온도와 압력에 따른 물의 상태 변화를 보여주고 있으며, 물이 고체, 액체, 기체 상태를 변화시키면서 압력과 온도가 변화함을 보여준다. 따라서 "ㄴ"은 옳은 설명이다.

    ② 1기압에서 일정량의 얼음을 가열할 때, 얼음이 녹아 액체로 변하면서 부피가 증가하게 된다. 그러나 일정한 온도 이상에서는 액체로 변하지 않고 기체로 직접 상태 변화를 하게 되며, 이때는 부피가 더욱 증가하게 된다. 따라서 "ㄷ"는 옳은 설명이다.
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16. 그림은 아세트아마이드(CH3CONH2)의 구조식을 나타낸 것이다.

이 화합물에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄴ"은 아세트아마이드 분자의 분자량이 60.05 g/mol이라는 것이다. 이는 분자 내부에 존재하는 원자들의 질량을 합한 값으로, 분자의 크기나 형태와는 무관하다. 따라서, 보기에서 "ㄴ"이 옳은 이유는 아세트아마이드 분자의 분자량이 60.05 g/mol이기 때문이다.
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17. 그림 (가)는 다이아몬드(C)의 결정을, (나)는 얼음(H2O)의 결정을 모형으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, H, C, O의 원자량은 각각 1, 12, 16이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 다이아몬드와 얼음 결정 모형이 모두 결정 구조를 나타내고 있기 때문에 옳은 설명이다. "ㄴ"은 다이아몬드와 얼음의 결정 구조가 서로 다르기 때문에 옳은 설명이다. 따라서 정답은 "ㄱ, ㄴ"이다.
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18. 그림은 식물의 잎 추출물을 에테르에 녹인 후 탄산칼슘 가루를 채운 유리관 속에 흘려 보냈을 때 물질 A, B, C로 분리된 것을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - A: 물질 A는 에테르에 용해되는 지질성 물질일 가능성이 높다.
    - B: 물질 B는 탄산칼슘과 결합하여 칼슘 카보네이트(CaCO3)로 침전된 것으로 보인다.
    - C: 물질 C는 에테르에 용해되지 않는 수용성 물질일 가능성이 높다.
    따라서 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ" 이다.
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19. 그림은 200K과 400K에서 어떤 기체 1몰의 압력에 따른 PV/RT 값을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄱ, ㄷ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "ㄱ, ㄴ"

    이 그래프는 기체의 상태방정식인 PV = nRT를 나타내는 것이다. 그래프 상에서 압력이 증가할수록 첫 번째 그래프에서는 기체의 부피가 감소하고 두 번째 그래프에서는 기체의 부피가 증가하는 것을 볼 수 있다. 이는 온도가 상승하면 기체 분자의 운동에너지가 증가하여 부피가 증가하는 이상 기체와 관련된 간단한 물리학 법칙이다.

    따라서, "ㄱ"은 이 그래프가 기체의 상태방정식을 나타내는 것이며, "ㄴ"은 압력이 증가할수록 부피가 감소하는 것과 압력이 증가할수록 부피가 증가하는 것을 나타내는 것이다.
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20. 그림은 어떤 원자를 모형으로 나타낸 것이다.

이 원자에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 이 원자의 전자 껍질에 있는 전자의 수를 나타내고, "ㄷ"는 이 원자의 원자 번호를 나타낸다. 따라서 "ㄱ, ㄷ"는 이 원자의 전자 껍질에 있는 전자의 수와 원자 번호가 모두 나타난 것이다. "ㄴ"은 이 원자의 전자 껍질에 있는 전자의 수와 관련이 없으므로 옳지 않다. "ㄱ, ㄴ"은 원자 번호와 전자 껍질에 있는 전자의 수가 모두 나타나지 않으므로 옳지 않다. "ㄴ, ㄷ"는 전자 껍질에 있는 전자의 수와 관련이 없는 "ㄴ"과 원자 번호만 나타난 "ㄷ"로 이루어져 있으므로 옳지 않다. 따라서 정답은 "ㄱ, ㄷ"이다.
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