수능(화학II) 필기 기출문제복원 (2013-07-12)

수능(화학II)
(2013-07-12 기출문제)

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1. 그림은 용질의 질량이 같은 세 가지 용액에 대하여 용매의 질량에 따른 끓는점을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 용질 X, Y는 비휘발성, 비전해질이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 보기에서 "ㄱ"은 용매의 질량이 적을수록 끓는점이 낮아지는 것을 나타내고 있으며, 이는 물과 에탄올의 혼합물에서 관찰되는 현상이다. 용매의 질량이 적을수록 용질 분자와의 상호작용이 강해져서 용질 분자가 더 쉽게 기체 상태로 전이하기 때문이다.
    - "ㄴ"은 용질 X와 Y가 비휘발성, 비전해질이기 때문에 용매의 질량에 따른 끓는점의 차이가 없다는 것을 나타내고 있다.
    - "ㄷ"는 용매의 질량이 클수록 끓는점이 높아지는 것을 나타내고 있으며, 이는 물과 글리세롤의 혼합물에서 관찰되는 현상이다. 용매의 질량이 클수록 용질 분자와의 상호작용이 약해져서 용질 분자가 더 어렵게 기체 상태로 전이하기 때문이다.
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2. 다음은 25℃, 1기압에서 수소-산소 연료 전지를 만드는 실험과 반쪽 반응의 표준 환원 전위를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 수소-산소 연료 전지의 전위가 양극에서 -1.23V, 음극에서 +0.40V인 것을 나타내고, "ㄴ"은 수소-산소 연료 전지가 전기적으로 활성화되기 위해서는 총 반응의 전위가 1.23V 이상이어야 한다는 것을 나타낸다. 따라서, 이 실험에서는 수소-산소 연료 전지가 전기적으로 활성화되지 않았으므로 "ㄱ, ㄴ"이 정답이 된다.
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3. 다음은 일정한 온도에서 기체의 성질을 알아보기 위한 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, He의 원자량은 4이다.) [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.

    - 실험 결과로부터 온도가 일정할 때, 기체의 압력과 부피는 반비례 관계에 있다는 보이는 것이다. 이를 가장 잘 설명하는 것은 보기 중 "ㄱ"인 보일-마리어의 법칙이다.
    - 실험 결과로부터 온도가 일정할 때, 같은 부피의 기체들은 같은 수의 분자를 가지고 있다는 것을 알 수 있다. 이를 가장 잘 설명하는 것은 보기 중 "ㄴ"인 아보가드로의 가설이다.
    - 따라서, 이 두 가지 법칙을 모두 고려해야 온도가 일정한 기체의 성질을 설명할 수 있으므로 "ㄱ, ㄴ"이 옳은 것이다.
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4. 그림은 MCl2수용액과 AgF 수용액을 각각 전기 분해할 때, 흘려준 전하량에 따라 석출된 금속의 질량을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, M은 임의의 금속 원소이며, Ag의 원자량은 108이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 MCl2와 AgF 모두 전해질 수 있는 이온이기 때문에 옳다. "ㄴ"은 AgF 수용액에서는 전해질 수 있는 이온이 Ag+뿐이기 때문에 AgF 수용액에서는 전하량이 증가해도 금속이 석출되지 않는 것이 옳다. "ㄷ"는 MCl2 수용액에서는 전하량이 증가할수록 금속의 질량이 증가하지만, AgF 수용액에서는 전하량이 증가해도 금속의 질량이 일정하게 유지되는 것이 옳다. 따라서 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"이 옳은 정답이다.
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5. 다음은 25℃, 1기압에서 수소(H2)와 메테인(CH4)의 연소 반응식과 몇 가지 물질의 생성열(△H)을 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 정답이다. 이는 수소와 메테인의 연소 반응에서 생성되는 물질들의 생성열(△H)을 비교해보면 알 수 있다. 수소 연소 반응에서는 물의 생성열이 -286kJ/mol로 크게 나타나고, 메테인 연소 반응에서는 물의 생성열이 -890kJ/mol로 더욱 크게 나타난다. 따라서 메테인 연소 반응에서 더 많은 열이 방출되므로, 메테인이 수소보다 더욱 활발한 연소 반응을 보이게 된다.
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6. 그림은 세 가지 염을 어떤 특성에 따라 분류하는 과정이다.

(가)~(다)를 옳게 나타낸 것은? (순서대로 가, 나, 다)

  1. NaCl, NH4Cl, CH3COONa
  2. NaCl, CH3COONa, NH4Cl
  3. NH4Cl, NaCl, CH3COONa
  4. NH4Cl, CH3COONa, NaCl
  5. CH3COONa, NH4Cl, NaCl
(정답률: 알수없음)
  • 가) NH4Cl은 산성 염으로, pH 값이 낮아진다.
    나) CH3COONa는 염기성 염으로, pH 값이 높아진다.
    다) NaCl은 중성 염으로, pH 값에 영향을 주지 않는다.

    따라서, 그림에서 분류된 순서대로 NH4Cl, CH3COONa, NaCl이 정답이다.
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7. 다음은 몇 가지 반응의 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)
  • - 반응식에서 일어나는 것은 산화-환원 반응이다.
    - 산화제와 환원제가 있으며, 산화제는 산화되고, 환원제는 환원된다.
    - 산화제와 환원제의 역할을 하는 물질들이 반응식에서 어떤 형태로 나타나는지에 따라서 보기를 고르면 된다.
    - "ㄱ"은 산화제인 KMnO4가 반응식에서 산화되는 것을 나타내고, "ㄴ"은 환원제인 H2SO4가 반응식에서 환원되는 것을 나타낸다.
    - "ㄷ"는 "ㄱ"과 "ㄴ"이 모두 일어나는 것을 나타내므로, 옳은 설명이다.
    - "ㄱ, ㄴ"은 산화제와 환원제 중 하나만 일어나는 것을 나타내므로, 옳지 않은 설명이다.
    - "ㄴ, ㄷ"는 환원제와 산화제 중 하나만 일어나는 것을 나타내므로, 옳지 않은 설명이다.
    - "ㄱ, ㄴ, ㄷ"는 산화제와 환원제가 모두 일어나는 것을 나타내므로, 옳은 설명이다.
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8. 그림은 기체 A와 B가 반응하여 기체 C가 생성되는 반응의 처음 상태와 평형 상태를 나타낸 것이다. 평형 상태 (가)에서 온도를 증가시켜 새로운 평형 상태 (나)에 도달하였을 때, A의 농도가 0.35mol/L가 되었다.

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 정답은 "ㄴ"이다. 이유는 온도가 증가하면 엔탈피가 증가하고, 엔탈피가 증가하는 반응은 엔트로피가 큰 반응일수록 촉매 효과가 더 커져서 C의 농도가 증가하기 때문이다. 따라서, C의 농도가 증가하면서 A와 B의 농도가 감소하게 되고, A의 농도가 0.35mol/L가 되었으므로, 이는 평형 상태에서 A와 B의 농도가 감소한 결과이다.
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9. 그림은 25℃에서 산 HA, HB 수용액 50mL씩을 0.1M NaOH 수용액으로 각각 적정한 중화 적정 곡선이다.

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 "ㄱ, ㄴ"이 옳은 이유는 다음과 같다.
    - 산 HA와 HB의 적정점은 각각 20mL, 30mL이다.
    - 산 HA와 HB의 적정점에서의 pH는 모두 7이다.
    - 산 HA와 HB의 적정점에서의 농도는 각각 0.05M, 0.075M이다.
    - 따라서, 산 HA와 HB는 각각 단위 부피당 동등한 양의 수소 이온을 가지고 있으므로, 산 HA와 HB는 동등한 강도의 산이다.
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10. 그림은 고체 A의 용해도 곡선이다.

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 "ㄴ, ㄷ"가 정답인 이유는, 고체 A의 용해도 곡선이 온전한 직선이 아니라, 일정 온도 이상에서는 기울기가 급격히 증가하는 부분이 있기 때문이다. 이 부분은 포화용액의 농도가 일정 이상이 되면 고체 A가 용해되기 시작하는 지점으로, 이를 포화용액 농도라고 한다. 따라서, 이 부분 이상에서는 고체 A의 용해도가 급격히 증가하게 되는데, 이는 용액에 더 이상 고체 A가 용해될 수 없기 때문이다. 이러한 이유로 "ㄴ, ㄷ"가 정답이 된다.
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11. 그림은 기체 A2B가 기체 A2와 B2로 분해되는 반응을 모형으로 나타낸 것이다.

이 반응에 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 "ㄱ"은 이 반응이 엔탈피 변화가 양수인 엔드로핀 반응임을 나타내고, "ㄴ"은 이 반응이 엔트로피 변화가 양수인 증기화 반응임을 나타낸다. 이 반응은 엔탈피 변화와 엔트로피 변화가 모두 양수이므로 Gibbs 자유 에너지 변화는 양수이며, 이 반응은 열역학적으로 불리한 반응이다.
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12. 다음은 일정 부피의 용기에서 기체 A2와 B2를 반응시켜 기체 AB3가 생성될 때의 화학 반응식과 반응의 처음 상태와 평형 상태의 몰농도(mol/L)와 평형 상수를 나타낸 것이다.

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

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

    AB3의 생성으로 인해 시스템 내에서 A2와 B2의 몰농도가 감소하고, AB3의 몰농도가 증가하게 된다. 이에 따라 역반응이 증가하고, 순반응이 감소하게 되어 평형이 유지된다. 따라서 평형 상태에서는 A2와 B2의 몰농도가 감소하고, AB3의 몰농도가 증가하게 된다. 평형 상수 Kc는 순반응과 역반응의 몰농도 비율의 곱으로 나타낼 수 있으며, 이 값이 크면 순반응이 우세하고 작으면 역반응이 우세하다. 따라서 Kc 값이 크다는 것은 순반응이 우세하다는 것을 의미하므로, AB3의 생성이 촉진되는 것이다.
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13. 표는 어떤 우유 100mL 속에 들어 있는 일부 성분들에 대한 자료이다.

이 자료에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 우유의 밀도는 1.0g/mL이고, Ca의 원자량은 40이다.) [3점]

  1. ㄱ
  2. ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ
  4. ㄴ, ㄷ
  5. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기 중 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"이 옳은 것이다.

    - "ㄱ"은 우유 100mL 속에 들어있는 Ca의 양이 400mg이라는 것을 나타낸다. 이는 Ca의 원자량이 40이므로, 100mL 속에 Ca가 10mmol 존재한다는 것을 의미한다.
    - "ㄴ"은 우유 100mL 속에 들어있는 단백질의 양이 3.2g이라는 것을 나타낸다.
    - "ㄷ"은 우유 100mL 속에 들어있는 지방의 양이 3.6g이라는 것을 나타낸다.
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14. 그림은 일정량의 헬륨(He) 기체에 대한 P(압력)와 PV(압력×부피)를 나타낸 것이다.

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

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 정답: ㄱ (A는 압력이 가장 높은 지점이며, B는 부피가 가장 큰 지점이다.)

    설명: 그래프에서 A는 압력이 가장 높은 지점이므로, 헬륨 기체의 입자들이 가장 많이 충돌하고 있고, 이에 따라 압력이 높아진다. B는 부피가 가장 큰 지점으로, 입자들이 가장 자유롭게 움직일 수 있는 상태이다. C는 압력과 부피가 모두 작아지는 지점으로, 입자들이 서로 가까이 모여있기 때문에 압력이 높아지는 것을 상쇄시키는 효과가 있다. 따라서 A는 압력이 가장 높고, B는 부피가 가장 크며, C는 압력과 부피가 모두 작은 지점이다.
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15. 그림은 25℃, 1기압에서 X(g) ⇄ Y(g) 반응의 진행 정도에 따른 자유 에너지를 나타낸 것이다.

점 a에 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 정답은 "ㄴ, ㄷ"이다.

    점 a는 반응의 평형이 이루어지는 지점으로, ΔG가 최소가 되는 지점이다. 따라서 ΔG의 기울기가 0이 되는 지점이며, 이는 그래프에서 접선의 기울기가 0이 되는 지점과 일치한다.

    보기에서 "ㄴ"은 ΔG의 기울기가 0이 되는 지점이 점 a와 일치한다는 것을 나타내고, "ㄷ"는 ΔG의 값이 음수인 지점이 점 a와 일치한다는 것을 나타낸다. 따라서 "ㄴ, ㄷ"가 모두 옳은 설명이다.
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16. 다음은 25℃에서 산과 염기의 화학 반응식과 이온화 상수를 나타낸 것이다.

이 자료에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 25℃에서 물의 이온곱 상수 Kw = 1.0 × 10-14이며, 온도 변화는 없다.)

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ"인 이유는 산과 염기의 이온화 상수의 곱이 물의 이온곱 상수와 같아야 중성화 반응이 일어나기 때문이다. 즉, 이 문제에서는 Ka × Kb = Kw를 만족하는 산과 염기의 쌍을 찾아야 한다. 보기에서는 산과 염기의 이온화 상수의 곱이 Kw와 같은 경우가 없으므로, 정답은 "ㄴ"이다.
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17. 그림과 같이 일정한 온도에서 용기 속에 메탄올(CH3OH)을 넣고 콕을 닫았다.

메탄올의 증발 속도와 응축 속도를 시간에 따라 나타낸 것으로 옳은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 일정한 온도에서 용기 속에 메탄올을 넣고 콕을 닫으면, 초기에는 용기 내부와 외부의 온도 차이로 인해 메탄올이 증발하게 된다. 이후에는 용기 내부와 외부의 온도가 균일해지면서 메탄올의 증발 속도는 감소하게 된다. 이에 따라 초기에는 증발 속도가 높아지다가 시간이 지남에 따라 감소하게 된다. 반면에, 메탄올이 증발하여 용기 내부에 증기가 생성되면, 이 증기는 용기 내부에서 냉각되어 응축되게 된다. 이에 따라 초기에는 응축 속도가 낮아지다가 시간이 지남에 따라 증가하게 된다. 따라서, 그림에서는 증발 속도가 감소하고 응축 속도가 증가하는 것을 나타내는 ""가 정답이다.
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18. 그림은 물의 상평형 그림을 나타낸 것이다.

(가) A →B에서 엔탈피 변화와 (나) C →D에서 엔트로피 변화에 대한 설명으로 옳은 것은? (순서대로 가, 나)

  1. 증가, 감소
  2. 증가, 증가
  3. 감소, 감소
  4. 감소, 증가
  5. 감소, 일정
(정답률: 알수없음)
  • (가) A →B에서 엔탈피는 증가한다. 이는 물이 고체에서 액체로 변할 때 열이 흡수되기 때문이다.
    (나) C →D에서 엔트로피는 감소한다. 이는 물이 액체에서 고체로 변할 때 분자의 무질서도가 감소하기 때문이다.
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19. 그림은 칼륨(K)과 브로민(Br2)이 반응하여 브로민화 칼륨 (KBr)을 생성하는 반응과 관련된 엔탈피 변화를 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 "ㄱ"은 반응 엔탈피가 음수이므로 반응이 발열반응임을 나타내고, "ㄴ"은 생성물인 KBr의 엔탈피가 음수이므로 생성물이 안정적인 것을 나타내기 때문에 옳은 것이다. 따라서 정답은 "ㄱ, ㄴ"이다.
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20. 그림 (가)는 겨울철에 표면이 언 호수의 모습을, (나)는 온도에 따른 물의 밀도 변화를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ
  2. ㄴ
  3. ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ
  5. ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기 (ㄴ)은 그림 (가)와 (나)가 서로 관련이 있기 때문에 옳다. 그림 (가)에서는 언 호수의 표면이 얼어있는 것을 보여주고, 그림 (나)에서는 물의 밀도가 온도에 따라 변화하는 것을 보여준다. 따라서, 언 호수의 물이 얼어서 얼음이 된 것은 물의 밀도가 온도가 낮아지면서 증가하고, 결국 얼음이 된 것이다. 이러한 관련성 때문에 보기 (ㄴ)이 옳다.
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