화학Ⅰ 정답

1	⑤	2	④	3	⑤	4	④	5	④
6	①	7	③	8	⑤	9	②	10	①
11	①	12	⑤	13	③	14	③	15	②
16	④	17	③	18	⑤	19	③	20	②

해설

1. [출제의도] 제산제 성분인 탄산수소나트륨과 탄산칼슘의 성질 이해하기

제산제 성분인 탄산수소나트륨과 탄산칼슘은 묽은 염산과 중화반응하며, 이산화탄소 기체가 발생한다. 탄산수소나트륨은 증류수에 녹아 약한 염기성을 나타내어 pH를 변화시키지만, 기포가 발생하지는 않는다.

2. [출제의도] 금속 나트륨과 나트륨 화합물의 성질 이해하기

물질 A는 나트륨의 산화반응으로 생성된 [eqn: rm Na _{2} O]이고, 물질 B는 나트륨이 물과 반응하여 생성된 [eqn: rm NaOH]이다. 물질 A, B는 물에 녹아 염기성을 띠며, 나트륨 이온을 포함하고 있으므로 불꽃 반응색이 같다.

3. [출제의도] 석회수와 이산화탄소의 반응과 그 생성물의 성질 이해하기

(가)에서 석회수에 날숨을 불어넣으면 탄산칼슘의 앙금이 생겨 뿌옇게 흐려진다.

[eqn: rm Ca(OH) _{2} ( it aq)+ rm CO _{2} ( it g) -> rm CaCO _{3} ( it s)+ rm H _{2} O( it l)]

(나)에서 날숨을 계속 불어넣으면 앙금이 용해되어 용액은 투명해진다.

[eqn: rm CaCO _{3} ( it s)+ rm H _{2} O( it l)+ rm CO _{2} ( it g) -> ` rm Ca(HCO _{3} ) _{2} ( it aq)]

(나)에 탄산나트륨을 넣으면 탄산칼슘의 앙금이 생성된다. [eqn: rm Ca ^{2+} ( it aq)+` rm CO _{3} ^{2-} ( it aq)` -> ` rm CaCO _{3} ( it s)]

(나)의 용액은 일시적 센물이고 가열하면 단물로 바뀐다.

[eqn: rm Ca(HCO _{3} ) _{2} ( it aq) -> ` rm CaCO _{3} ( it s)+ rm H _{2} O( it l)+ rm CO _{2} ( it g)]

4. [출제의도] 아세틸렌의 제법과 관련 반응 및 성질 이해하기

A는 아세틸렌, B는 염화비닐, C는 폴리염화비닐(PVC)이다.

A는 선형구조, B는 평면구조의 불포화 탄화수소 화합물이다. C는 염소 원자를 포함하고 있는 화합물로 연소되면 다이옥신과 같은 유독성 물질을 발생한다. 폴리염화비닐은 염화비닐을 단위체로 하는 첨가 중합반응에 의해서 생성된다. 실험 장치에서 아세틸렌을 수상 치환으로 포집하는 것으로 보아 물에 잘 녹지 않음을 알 수 있다.

5. [출제의도] 액체의 표면 장력과 분자 사이의 인력 관계 이해하기

θ 값이 큰 물질이 끓는점이 높으므로 분자 사이의 인력이 크다. θ 값이 큰 물질이 표면 장력이 크다. 따라서 물에 에탄올을 섞으면 혼합 용액의 표면 장력이 작아지므로 θ 값이 작아진다.

6. [출제의도] 기체의 온도에 따른 부피변화 그래프 해석하기

A와 B는 끓는점이 같으므로 같은 물질이다. A와 C는 같은 온도, 같은 압력에서 부피가 같으므로 분자 수가 같다. 기체의 압력과 부피는 반비례하므로 기체 B의 기울기가 A와 같아지려면 B의 압력을 낮추어야 한다.

7. [출제의도] 공기를 오염시키는 물질의 성질 이해하기

A는 황산화물 ([eqn: rm SO _{chi }]), B는 질소산화물([eqn: rm NO _{chi }])이고 C는 탄화수소([eqn: rm C _{chi } H _{y}])이다. A, B는 산성비의 원인물질이며 B는 차량이동이 많은 오전에 농도가 가장 높고 C와 함께 광화학스모그를 유발한다.

8. [출제의도] 기체의 성질을 이용한 소화의 원리 이해하기

(가)와 (나)에서 발생한 기체는 [eqn: rm CO _{2}]와 [eqn: rm H _{2} O]로 같다. (다)의 [eqn: rm CO _{2}]는 불연성 기체이며 밀도가 커서 산소를 차단한다. 또한 상태 변화를 통해 주변의 열을 빼앗아 냉각시키는 효과도 있다. (라)의 성분 기체는 화재 소화 시 잔여물을 남기지 않고 냉각효과도 작아 정밀한 전자제품의 손상을 줄인다.

9. [출제의도] 압력 변화에 따른 기체 분자의 운동 이해하기

(가)와 (나)의 압력은 각각 [eqn: rm P _{대기} + it h]와 [eqn: rm P _{대기} - it h prime] 이다. 두 용기의 온도가 같으므로 헬륨의 평균 운동속도는 같다. 콕을 열면 압력이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 기체가 이동하여 (가)와 (나)에 기체 분자는 균일하게 혼합된다. 따라서 압력이 같으므로 [eqn: ITh] = [eqn: ith'] = 0이 된다.

10. [출제의도] 확산에 영향을 미치는 요인 이해하기

흰 연기는 기체 A와 B가 확산에 의해 만나서 생성된 것이고 기체 B의 확산속도가 A보다 빠르므로 A의 밀도가 B보다 크다. 기체 A의 확산속도는 물에 담근 플라스크에서 더 빠르므로 물의 온도가 실온의 기체 B보다 높다. 기체 B가 이동한 거리로 볼 때, 흰 연기가 생길 때까지 걸린 시간은 (나)에서 더 짧다.

11. [출제의도] 중화점에서 중화열에 의한 온도 변화 이해하기

수산화나트륨과 1 : 1로 반응하는 묽은 염산 대신 2 : 1로 반응하는 황산을 사용하면 가해지는 황산의 부피는 가해준 묽은 염산의 부피(b)의 절반이 된다. 이 때 발생하는 중화열은 묽은 염산에서와 같지만, 중화점에서의 혼합 용액의 부피는 묽은 염산에서보다 작으므로 최고점의 온도는 더 높아진다.

12. [출제의도] 할로겐의 반응성 이해하기

(가)는 [eqn: rm X _{2} +2Br ^{－} -> ``2X ^{-} +Br _{2}](적갈색), (나)는 불포화 탄화수소의 브롬수 첨가반응, (다)에서는  [eqn: rm X ^{－}]과 [eqn: rm Y _{2}](보라색)가 반응하지 않는다. 반응성은 [eqn: rm X _{2} `>Br _{2}] 이고, [eqn: rm X _{2} `>Y _{2}] 임을 확인할 수 있다.

13. [출제의도] 알루미늄의 제련 이해하기

알루미늄은 전기분해 장치의 (-)극에서 환원반응([eqn: rm Al ^{3+} +3e ^{-} -> ``Al])으로 얻어진다.

용융된 알루미늄은 밀도가 커서 전기로의 아래쪽을 통해 배출된다. 산화알루미늄은 환원제로 쉽게 제련할 수 없기 때문에 용융하여 전기분해 방법으로 알루미늄을 얻는다.

14. [출제의도] 주기율표에서 원소의 경향과 화합물의 성질 이해하기

[eqn: rm Li]과 [eqn: rm Na]은 알칼리 금속이므로 화학적 성질이 비슷하다. [eqn: rm Li]은 휴대용 전지로 이용되고 있으며 충격이나 열에 의해 폭발할 위험성이 있다. [eqn: rm CO]는 철의 제련에서 환원제로 사용된다. [eqn: rm Na]과 [eqn: rm Cl _{2}]는 상온에서 격렬히 반응하여 [eqn: rm NaCl]을 만든다. [eqn: RM][eqn: rm Cl _{2}]는 물과 반응하여 강한 산화제인 [eqn: rm HClO]을 만든다.

15. [출제의도] 금속의 반응성 비교하기

금속 B 주변의 수용액에서 붉게 변하는 것으로 보아 금속 B의 반응이 아닌 [eqn: rm OH ^{-}]을 생성하는

[eqn: rm H _{2} O`＋` {1} over {2} O _{2} `＋`2e ^{-} ` -> `2OH ^{-}]의 환원반응이 일어난다는 것을 알 수 있다.

금속 A는 질량이 감소함으로 A의 반응성이 B보다 크고, 전자는 금속 A에서 금속 B쪽으로 이동한다.

16. [출제의도] 탄화수소를 분류하고 성질 이해하기

A는 [eqn: rm C _{6} H _{6}](벤젠), B는 [eqn: rm C _{6} H _{12}](시클로헥산), C는 [eqn: rm C _{6} H _{14}](헥산), D는 [eqn: rm C _{6} H _{12}](헥센)이다. B와 D는 분자식이 같고 서로 다른 물질이므로 이성질체 관계이다.

B는 탄소 원자 사이에 모두 단일 결합을 형성하고 있으며, A는 공명 구조로 탄소 원자 사이의 결합 길이가 단일 결합보다는 작지만 이중 결합보다는 크다.

헥산은 포화 탄화수소이므로 첨가 반응보다는 치환 반응을 잘한다.

17. [출제의도] 탄화수소 유도체의 구조식을 보고 특성 추론하기

비타민 A와 제라니올 분자는 불포화 탄화수소로 브롬수 첨가반응이 일어난다. 두 분자는 알코올로 염기와 중화반응하지 않는다. 또한 히드록시기(-OH)를 포함하는 분자 구조로 아세트산의 카르복시기(-COOH)와 에스테르화 반응을 한다.

18. [출제의도] 고분자 화합물의 구조식을 보고 성질 및 중합반응 이해하기

(가)는 페놀 수지이고 (나)는 셀룰로오스로 모두 축합 중합체이다.

(가)는 열경화성 수지로 (나)보다 열에 강하다. (나)는 (가)에 비해 물과 수소결합을 할 수 있는 작용기(-OH)를 많이 포함하고 있으므로 흡습성이 크다. (가)의 단위체는 페놀과 포름알데히드이고, (나)의 단위체는 포도당이므로 암모니아성 질산은 용액과 은거울 반응을 하는 단위체(포름알데히드, 포도당)가 존재한다.

19. [출제의도] 중화반응과 앙금생성반응에서 총 이온 수의 변화 이해하기

(가)에서는  [eqn: rm BaCl _{2} ( it aq)] + [eqn: rm H _{2} SO _{4} ( it aq)] → [eqn: rm BaSO _{4} ( it s)] + 2[eqn: rm HCl ( it aq)], (나)에서는 2[eqn: rm KOH ( it aq)] + [eqn: rm H _{2} SO _{4} ( it aq)] → [eqn: rm K _{2} SO _{4} ( it aq)] + 2[eqn: rm H _{2} O ( it l)]의 반응이 일어난다. (가)에서 생성되는  [eqn: rm HCl]로 인해 V에서 (가)의 pH가 (나)보다 작다.

황산의 부피 V에서 (가)는 앙금의 양이 최대이고, (나)는 생성된 물의 양이 최대이므로 수산화칼륨 수용액의 농도는 염화바륨 수용액의 농도의 2배이다. 점 a에서는 두 반응이 모두 50% 진행되므로 반응물과 생성물 사이에 (가)의 경우 [eqn: rm BaCl _{2}]과 2[eqn: rm HCl], (나)의 경우 2[eqn: rm KOH]과 [eqn: rm K _{2} SO _{4}]의 양적 관계를 갖는다. 따라서 (가)의 양이온([eqn: rm Ba ^{2+}], 2[eqn: rm H ^{+}]) : (나)의 양이온(4[eqn: rm K ^{+}]) = 3 : 4이다.

황산 이온은 (가)에서 알짜 이온이고 (나)에서 구경꾼 이온이다.

20. [출제의도] 나일론 합성 실험 이해하기

나일론 합성 실험에서 시클로헥산은 염화아디프산을 녹이는 용매로 사용된다. 나일론을 합성할 때 서로 잘 섞이는 두 용매를 사용하게 되면 나일론이 덩어리로 한꺼번에 생성되므로 나일론 실을 뽑을 수 없다.

두 용매 중 물의 밀도가 크므로 (가)의 용액을 (나)의 용액에 조심스럽게 넣어야 한다.