수능(화학II) 필기 기출문제복원 (2011-07-13)

수능(화학II)
(2011-07-13 기출문제)

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1. 다음은 27에서 기체의 용해도에 관한 실험이다. 추 한 개의 압력은 대기업과 같고 질소( N2)와 헬륨(He)은 헨리의 법칙을 따른다.

이 실험에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 대기압은 1기압이고 27℃에서 불의 증기 압력은 28mmHg이며 피스톤의 질량과 마찰은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄷ"이 옳은 이유는 다음과 같다.
    - 실험 결과로 질소와 헬륨의 용해도는 온도가 낮아짐에 따라 증가한다는 것을 알 수 있다. 이는 헨리의 법칙에 따라 기체의 용해도가 온도에 반비례하기 때문이다.
    - 헨리의 법칙은 기체와 액체 사이에서만 성립하며, 고체와 기체 사이에서는 성립하지 않는다. 따라서 추가 액체에 대한 실험 결과는 알 수 없다.
    - 대기압은 실험 결과에 영향을 미치지 않는다는 것도 알 수 있다.
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2. 다음은 몇 가지 열화학 반응식이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 모두 옳은 것은 "ㄱ, ㄴ"이다.
    - 1번 반응식은 산화-환원 반응으로, 구리(II) 이온이 환원되어 구리(0)로 변하고, 아연이 산화되어 아연 이온이 된다.
    - 2번 반응식은 침전 반응으로, 두 염기성 용액이 혼합되어 침전이 생긴다.
    - 3번 반응식은 중화 반응으로, 염산과 수산화 나트륨이 중화되어 염화 나트륨과 물이 생성된다.
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3. 그림은 H2(g), X2(g), HX(g)의 분자 내 핵간 거리에 따른 에너지를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, H는 수소, X는 임의의 할로겐 원소이다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - ㄱ: HX의 분자 내 핵간 거리가 가장 작을 때, 분자 내 에너지가 가장 낮아진다. 이는 H와 X 사이의 결합이 강해지기 때문이다.
    - ㄴ: H2와 X2의 분자 내 핵간 거리가 멀어질수록 분자 내 에너지가 감소한다. 이는 분자 간의 인력력이 약해지기 때문이다.
    - ㄷ: X2의 분자 내 핵간 거리가 가장 작을 때, 분자 내 에너지가 가장 낮아진다. 이는 X와 X 사이의 결합이 강해지기 때문이다.
    - 따라서, 모든 보기가 옳은 것은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ" 이다.
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4. 그림은 같은 질량의 용매 A와 B에 각각 용질 X의 질량을 달리하면서 녹인 용액의 끓는점을 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄴ"은 농도가 높은 용액일수록 끓는점이 높아지는 것을 나타내고, "ㄷ"는 농도가 같은 두 용액의 끓는점 차이는 용매의 종류와는 무관하며 용질의 양에 비례한다는 것을 나타낸다. 이는 라울트의 법칙에 따른 결과이다.
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5. 그림은 원소 A~E의 원자 반지름과 이온 반지름을 나타낸 것이다. A~E는 각각 O, F, Na, Mg, Al 중 하나이다.

A~E에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, A~E 이온의 전자 배치는 Ne의 바닥상태와 같다.) [3점]

  1. 원자 번호가 가장 작은 것은 A이다.
  2. 제1이온화 에너지는 B가 C보다 크다.
  3. 전기음성도는 C가 D보다 크다.
  4. 안정한 이온의 전하량이 가장 큰 것은 E이다.
  5. B와 E가 결합한 물질은 고체 상태에서 전기 전도성이 있다.
(정답률: 알수없음)
  • A: 산소(O)의 원자 반지름과 이온 반지름은 가장 작다.
    B: 제1이온화 에너지는 이온의 외부 전자를 제거하여 얻는 양성 이온의 에너지이다. 이 때, 전자 수가 적은 원소일수록 외부 전자를 제거하기 쉽기 때문에 제1이온화 에너지가 작아진다. 따라서 B가 C보다 크다.
    C: 전기음성도는 원소가 전자를 끌어당기는 능력을 나타내는 성질로, 전기음성도가 높은 원소일수록 전자를 강하게 끌어당기기 때문에 전자를 잃는 것이 어렵다. 따라서 C가 D보다 크다.
    D: 마그네슘(Mg)와 알루미늄(Al)은 2+ 이온으로 안정화되기 때문에 이온의 전하량은 같다. 따라서 안정한 이온의 전하량이 가장 큰 것은 E(3-)이다.
    E: B와 E가 결합한 물질은 이온결합을 이루는 염화물이며, 고체 상태에서 전기 전도성이 있다.
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6. 표는 수용액 A~C에 대한 자료이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, X와 Y는 비휘발성, 비전해질이며 물의 어는점 내림상수 Kf=1.86℃/m이다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기:
    ㄱ. 수용액 A는 물보다 얼리는 온도가 낮고, 수용액 C는 물보다 얼리는 온도가 높다.
    ㄴ. 수용액 B는 물과 같은 얼음이 생성되며, 수용액 A와 C는 얼음이 생성되지 않는다.
    ㄷ. 수용액 A와 B를 혼합한 용액의 얼리는 온도는 -2.3℃이다.

    ㄱ. 수용액의 얼리는 온도는 용질의 양에 따라 달라지며, 용질이 많을수록 얼리는 온도가 낮아진다. 따라서 수용액 A는 물보다 용질이 많아 물보다 얼리는 온도가 낮고, 수용액 C는 물보다 용질이 적어 물보다 얼리는 온도가 높다.

    ㄴ. 수용액 B는 물과 같은 얼음이 생성되므로 물과 같은 얼음이 생성되는 온도인 0℃보다 높은 온도에서는 얼리지 않는다. 수용액 A와 C는 물보다 용질이 많거나 적어서 얼음이 생성되지 않는다.

    ㄷ. 용액의 얼리는 온도는 용질의 몰농도에 비례하므로, 두 용액의 몰농도를 고려하여 계산할 수 있다. 수용액 A와 B를 혼합한 용액의 몰농도는 각각 0.1mol/L, 0.2mol/L 이므로, 전체 몰수는 0.3mol이다. 따라서 얼리는 온도는 ΔT = Kf × molality = 1.86 × 0.3 = 0.558℃ 이다. 따라서 용액의 얼리는 온도는 물의 얼리는 온도인 0℃에서 0.558℃만큼 내려 -2.3℃가 된다.
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7. 그림은 용기 A, B와 연결관에 질소(N2)와 수은을 채워 수직으로 세워 둔 모습을 나타낸 것이다.

용기 A의 기체 밀도 (dA)와 용기 B의 기체 밀도(dB)의 비(dA/dB)로 옳은 것은? (단, 연결관과 수은 사이의 인력은 무시한다.)

  1. 1/3
  2. 1/2
  3. 2/3
  4. 1
  5. 3/2
(정답률: 알수없음)
  • 용기 A와 B의 기체는 연결관을 통해 서로 교류하므로, 같은 압력을 가지게 된다. 이때, 기체의 압력은 기체 분자의 충돌로 인한 벽면에 대한 단위 면적당 충격 횟수로 정의된다. 따라서, 기체의 압력은 기체 분자의 수와 온도에 비례하며, 기체 분자의 수는 기체의 부피와 밀도에 비례한다.

    따라서, 용기 A와 B의 기체의 압력이 같으므로, 기체 분자의 수와 온도가 같다면 부피와 밀도는 반비례 관계에 있다. 즉, dA/dB = VB/VA 이다.

    그림에서 용기 A와 B는 같은 높이에 있으므로, 부피는 용기의 밑면 넓이와 높이의 곱에 비례한다. 따라서, VB/VA = (πrB2h)/(πrA2h) = rB2/rA2 이다.

    그림에서 용기 A와 B의 반지름은 같으므로, dA/dB = VB/VA = rB2/rA2 = (2/3)2 = 4/9 이다. 따라서, dA/dB = 2/3 이다.

    따라서, 정답은 "2/3"이다.
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8. 표는 3주기 원소 A~D의 순차적 이온화 에너지(En)를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - ㄱ. 원소 D의 전자 구성은 2, 8, 8, 1이므로, 첫 번째 이온화 에너지는 매우 작을 것이다. 따라서, E1(D) < E1(C)이다.
    - ㄴ. 원소 A와 B는 같은 주기에 있으며, A의 전자 구성은 2, 8, 7이고 B의 전자 구성은 2, 8, 8이다. 따라서, A의 첫 번째 이온화 에너지는 B의 첫 번째 이온화 에너지보다 크다. 그러나, A의 두 번째 이온화 에너지는 B의 두 번째 이온화 에너지보다 작을 것이다. 따라서, E2(A) < E2(B)이다.
    - ㄷ. 원소 C와 D는 같은 주기에 있으며, C의 전자 구성은 2, 8, 7이고 D의 전자 구성은 2, 8, 8, 1이다. 따라서, C의 첫 번째 이온화 에너지는 D의 첫 번째 이온화 에너지보다 크다. 그러나, C의 두 번째 이온화 에너지는 D의 두 번째 이온화 에너지보다 작을 것이다. 따라서, E2(C) < E2(D)이다. 또한, D의 세 번째 이온화 에너지는 C의 세 번째 이온화 에너지보다 크다. 따라서, E3(D) > E3(C)이다.
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9. 그래프는 고체 A와 B의 물에 대한 용해도 곡선을 그림은 60℃의 A수용액 (가)와 B수용액 (나)를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 고체 A와 B의 물에 대한 용해도 곡선이 서로 교차하는 지점에서 A와 B의 용해도가 같아지는 것을 의미한다. 이는 두 고체가 물에 대해 서로 같은 용해도를 가지는 것을 의미한다. "ㄴ"은 60℃에서 A수용액과 B수용액의 용해도가 서로 같은 것을 의미한다. 따라서, 두 고체가 같은 온도에서 물에 대해 같은 용해도를 가지는 것을 알 수 있으므로 "ㄱ, ㄴ"이 모두 옳은 것이다.
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10. 표는 임의의 2주기 원소 X, Y의 수소화합물 A~C에 대한 자료이다.

A~C에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, A~C는 상온에서 안정한 화합물이다.)

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 옳은 것은 "ㄴ"뿐입니다.

    - A: X와 Y 모두 수소화합물을 형성할 수 있으므로 옳지 않습니다.
    - B: X와 Y 모두 수소화합물을 형성할 수 있으므로 옳지 않습니다.
    - C: X와 Y 모두 수소화합물을 형성할 수 있으므로 옳지 않습니다.
    - D: A는 X와 Y 모두 수소화합물을 형성할 수 있으므로 옳지 않습니다. B와 C는 상온에서 안정한 화합물이 아니므로 옳지 않습니다.
    - E: A는 X와 Y 모두 수소화합물을 형성할 수 있으므로 옳지 않습니다. C는 상온에서 안정한 화합물이 아니므로 옳지 않습니다.

    따라서, 옳은 것은 "ㄴ"입니다.
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11. 그림은 몇 가지 분자를 어떤 기준에 의해 분류하는 과정이다.

(가)~(다)에 해당하는 것을 <보기>에서 옳게 고른 것은? (순서대로 가, 나, 다) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄷ, ㄴ
  3. ㄴ, ㄱ, ㄷ
  4. ㄷ, ㄱ, ㄴ
  5. ㄷ, ㄴ, ㄱ
(정답률: 알수없음)
  • 가) 분자의 크기에 따라 분류하는 것은 옳지 않다. 크기는 분자의 성질과는 직접적인 연관성이 없기 때문이다.
    나) 분자의 전하에 따라 분류하는 것은 옳다. 전하는 분자의 화학적 성질과 밀접한 관련이 있기 때문이다.
    다) 분자의 국소 전하 밀도에 따라 분류하는 것은 옳다. 국소 전하 밀도는 분자의 화학적 성질과 밀접한 관련이 있기 때문이다.

    정답은 "ㄷ, ㄴ, ㄱ"이다. 이유는 국소 전하 밀도가 가장 중요한 기준이기 때문이다. 따라서 국소 전하 밀도가 높은 분자인 CH3Cl이 가장 먼저 분류되고, 그 다음으로 국소 전하 밀도가 낮은 분자인 CH3OH가 분류된다. 마지막으로 전하가 없는 분자인 CO2가 분류된다.
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12. 그림 (가)는 보어의 수소 원자 모형에서 몇 가지 전자 전이를 (나)는 수소 원자의 선스펙트럼에서 가시광선 영역을 나타낸 것이다. 전자 전이 A~D에서 방출되는 빛의 에너지(E)는 EA~ED이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • <보기>
    ㄱ. 전자 전이 A에서 방출되는 빛의 파장은 전자 전이 D에서 방출되는 빛의 파장보다 길다.
    ㄴ. 전자 전이 B에서 방출되는 빛의 파장은 전자 전이 C에서 방출되는 빛의 파장보다 짧다.

    정답: ㄱ

    전자 전이가 일어날 때 방출되는 빛의 파장은 전자의 에너지 차이에 비례하게 된다. 따라서 전자 전이 A에서 방출되는 빛의 파장은 전자 전이 D에서 방출되는 빛의 파장보다 길다. 이는 에너지가 덜 방출되기 때문이다.
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13. 그림은 0℃에서 기체 A~C 1몰의 압력에 따른 PV값을 나타낸 것이다.

1기압에서 기체 A~C에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, R는 기체 상수이다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기 중 "ㄱ"은 기체 A는 가장 높은 압력을 가지고 있으며, 기체 C는 가장 낮은 압력을 가지고 있다는 것이다. 이는 그림에서 A, C의 P값을 비교하여 확인할 수 있다.

    보기 중 "ㄴ"은 기체 A, B, C 모두 0℃에서 같은 부피를 가지고 있다는 것이다. 이는 그림에서 A, B, C의 V값이 모두 같은 것을 확인할 수 있다.

    따라서 정답은 "ㄱ, ㄴ"이다.
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14. 그림은 세 가지 결합 유형을 나타낸 것이고, 표는 원자 A~C의 전자 배치를 나타낸 것이다.

A~C로 이루어진 물질을 (가) ~ (다)에 바르게 배열한 것은? (단, A~C는 임의의 원자이며 크기는 고려하지 않는다.) (순서대로 가, 나, 다)

  1. A2, AC, C2
  2. A2, BC, AC
  3. AC, C2, BC
  4. C2, AC, BC
  5. C2, BC, AC
(정답률: 알수없음)
  • 세 가지 결합 유형은 이온결합, 공유결합, 금속결합이다.

    A~C의 전자 배치를 보면 A는 1개의 전자를 가지고 있고, B와 C는 7개의 전자를 가지고 있다. 이 상태에서 A와 B가 이온결합을 하면 AB라는 이온결합 화합물이 형성된다. 이때 AB는 이온결합 화합물이므로 이온결합 유형에 해당한다.

    다음으로 A와 C가 공유결합을 하면 AC라는 공유결합 화합물이 형성된다. 이때 AC는 공유결합 화합물이므로 공유결합 유형에 해당한다.

    마지막으로 B와 C가 금속결합을 하면 BC라는 금속결합 화합물이 형성된다. 이때 BC는 금속결합 화합물이므로 금속결합 유형에 해당한다.

    따라서 정답은 "C2, AC, BC"이다.

    - "A2, AC, C2"은 A와 A가 결합한 A2는 존재하지 않는다.
    - "A2, BC, AC"는 A와 A가 결합한 A2는 존재하지 않으며, B와 C가 결합한 BC는 금속결합 화합물이 아니다.
    - "AC, C2, BC"는 AC와 BC가 결합한 AC와 C와 C가 결합한 C2는 존재하지 않는다.
    - "C2, AC, BC"는 위에서 설명한 대로 정답이다.
    - "C2, BC, AC"는 C와 C가 결합한 C2는 존재하지 않으며, BC와 AC의 순서가 바뀌어도 결합 유형에는 영향을 주지 않는다.
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15. 그림은 원소 A~D의 양성자수와 중성자수를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, A~D는 임의의 원소 기호이다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - A 원소는 양성자와 중성자의 수가 모두 4개이다.
    - B 원소는 양성자와 중성자의 수가 모두 5개이다.
    - C 원소는 양성자와 중성자의 수가 모두 6개이다.
    - D 원소는 양성자와 중성자의 수가 모두 7개이다.

    ㄱ. A 원소의 전자 구성은 2, 2, 즉 2개의 전자껍질을 가지고 있으며, B 원소의 전자 구성은 2, 3, 즉 2개의 전자껍질과 1개의 전자를 가지고 있다. 이는 주기율표에서 A 원소와 B 원소가 같은 주기에 위치하고 있기 때문이다.

    ㄴ. C 원소와 D 원소는 모두 3개의 전자껍질을 가지고 있다. 하지만 C 원소는 양성자와 중성자의 수가 모두 짝수이고, D 원소는 양성자와 중성자의 수가 모두 홀수이다. 이는 주기율표에서 C 원소와 D 원소가 같은 주기에 위치하고 있기 때문이다.
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16. 그림은 일정한 온도에서 용기에 들어 있는 기체 X2, Y2, ZY2의 질량과 부피를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, X~Z는 임의의 원소 기호이며 원자량 비는 X : Y : Z = 1 : 16 : 32이다.) [3점]

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

    - "ㄱ": 기체의 부피가 서로 다르지만, 같은 온도와 압력에서 부피 비가 분자량 비와 같으므로, ZY2의 분자량이 Y2의 분자량의 2배이므로 부피도 2배가 된다. 따라서, ZY2의 부피가 Y2의 부피의 2배이다.
    - "ㄴ": X2, Y2, ZY2의 질량 비는 X : Y : Z = 1 : 16 : 32 이므로, ZY2의 질량이 Y2의 질량의 2배이다. 따라서, ZY2의 질량이 가장 크다.
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17. 그림은 용질 A가 10g씩 녹아 있는 세 가지 수용액을 나타낸 것이다.

(가)~(다) 수용액의 질량을 바르게 비교한 것은? (단, A의 화학식량은 100이고 (다)수용액의 밀도는 1.06g/mL이다.) [3점]

  1. (가) > (나) > (다)
  2. (가) > (다) > (나)
  3. (나) > (가) > (다)
  4. (나) > (다) > (가)
  5. (다) > (나) > (가)
(정답률: 알수없음)
  • (나) > (다) > (가) 이다.

    이유는 A의 화학식량이 100이므로, 용질 A가 10g씩 녹아 있는 수용액의 농도는 모두 0.1M이다. 따라서, 용질 A의 양이 많은 (나) 수용액일수록 농도가 높아지므로 질량이 더 많아진다. 또한, (다) 수용액은 밀도가 1.06g/mL이므로, 같은 부피의 수용액 중에서는 질량이 더 많아진다. 따라서, (나) > (다) > (가) 순으로 질량이 많다.
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18. 그림은 물질 A와 B의 상평형 그림을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - ㄱ. 물질 A와 B의 상평형 그림에서 A의 농도가 증가하면 B의 농도는 감소한다. 따라서 A와 B는 상호 반응적인 관계에 있다.
    - ㄴ. 물질 A와 B의 상평형 그림에서 A의 농도가 감소하면 B의 농도는 증가한다. 따라서 A와 B는 상호 반응적인 관계에 있다.
    - ㄷ. 물질 A와 B의 상평형 그림에서 A와 B의 농도가 서로 같아지면 상평형이 이루어진다. 이때 A와 B는 더 이상 상호 반응하지 않는다.
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19. 그림 (가)는 액체 A와 B의 증기 압력 곡선을 (나)는 30℃ 1기압에서 증기 압력을 측정한 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기 중에서 옳은 것은 "ㄴ, ㄷ"이다.

    - ㄱ: 액체 A와 B의 끓는 점은 같다는 것은 그림 (가)에서 증기 압력 곡선이 만나는 지점이 같다는 것을 의미한다. 하지만 이는 옳지 않은 설명이다. 끓는 점은 액체의 종류에 따라 다르기 때문이다.
    - ㄴ: 그림 (가)에서 액체 A의 증기 압력이 액체 B의 증기 압력보다 높다는 것을 알 수 있다. 따라서, 액체 A의 끓는 점은 액체 B의 끓는 점보다 높다.
    - ㄷ: 그림 (나)에서 30℃에서 액체 A와 B의 증기 압력이 각각 0.5기압과 0.2기압임을 알 수 있다. 따라서, 30℃에서 액체 A와 B 중에서는 액체 A가 더 높은 증기 압력을 가지므로 끓는 점이 더 높다.
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20. 다음은 탄소의 동소체에 대한 자료이다.

이 자료에서 설명한 탄소의 동소체가 아닌 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""이다. 이유는 이것은 탄소의 동소체가 아니라 질소의 동소체인 N2 분자이기 때문이다.
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