다음은 [eqn: rm CO _{2}]와 [eqn: rmH _{2} O]이 상태 변화할 때 엔탈피 변화에 대한 설명이다.

2016학년도 4월 고3 전국연합학력평가 문제지

과학탐구 영역(화학Ⅱ)

제 4 교시

성명			수험번호						3

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과학탐구 영역

화학Ⅱ

과학탐구 영역

화학Ⅱ

승화하는 드라이아이스([eqn: rmCO _{2}]([eqn: s])) 위에 물([eqn: rmH _{2} O]([eqn: l]))을 떨어뜨렸더니 물이 응고하였다. 이 과정에서 [eqn: rm CO _{2}]는 에너지를 흡수하므로 엔탈피가

(가)

하고, [eqn: rmH _{2} O]은 에너지를 방출하므로 엔탈피가

(나)

하다/한다.

다음 중 (가)와 (나)로 옳은 것은?

	(가)	(나)			(가)	(나)
①	증가	증가		②	증가	감소
③	감소	증가		④	감소	감소
⑤	일정	일정

그림은 4가지 물질 [eqn: rmF _{2}], [eqn: rmCl _{2}], [eqn: rmHF], [eqn: rmHCl]의 분자의 쌍극자 모멘트와 기준 끓는점을 나타낸 것이다.

액체 상태의 4가지 물질에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		보 기
ㄱ. 분산력은 [eqn: rmCl_2]가 [eqn: rmF_2]보다 크다. ㄴ. [eqn: rmHF]는 분자 사이에 수소 결합을 한다. ㄷ. 분자 사이에 작용하는 힘은 [eqn: rmHCl]가 [eqn: rmCl_2]보다 크다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림은 고체 상태의 석영 유리, 다이아몬드, 얼음의 구조를 모형으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		보 기
ㄱ. 석영 유리는 결정성 고체이다. ㄴ. 다이아몬드는 구성 원자 간 결합력이 일정하다. ㄷ. 1기압에서 녹는점은 다이아몬드가 얼음보다 높다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

표는 서로 다른 부피의 강철 용기 (가), (나)에 같은 질량의 [eqn: rmN e]이 각각 들어 있을 때 온도와 단위 부피당 분자 수를 나타낸 것이다.

용기	(가)	(나)
온도([eqn: rmK])	300	600
단위 부피당 [eqn: rmN e] 분자 수

(나)의 기체가 (가)의 기체보다 2배인 값을 갖는 것만을  <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		보 기
ㄱ. 압력 ㄴ. 부피 ㄷ. 분자의 평균 운동 에너지

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림은 진공 상태의 두 용기에 물과 [eqn: rmX] 수용액을 각각 넣은 후 평형에 도달한 상태를 나타낸 것이다.

콕을 열고 새로운 평형에 도달했을 때, [eqn: rmX] 수용액의 증기 압력([eqn: rm mmHg])은? (단, [eqn: rmX]는 비휘발성, 비전해질이고, 수용액은 라울 법칙을 따르며 온도는 일정하다.) [3점]

11

32

① 0.49[eqn: h]	② 0.51[eqn: h]	③ 0.90[eqn: h]	④ 0.98[eqn: h]	⑤ 0.99[eqn: h]

그림은 1기압에서 –20℃인 일정량의 [eqn: rm H _{2} O]([eqn: s])을 가열했을 때 [eqn: rmH _{2} O]이 흡수한 에너지를 온도에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		보 기
ㄱ. 비열은 [eqn: rm H _{2} O]([eqn: s])이 [eqn: rm H _{2} O]([eqn: l])보다 크다. ㄴ. 분자당 평균 수소 결합 수는 [eqn: rmA]에서가 [eqn: rmB]에서보다 많다. ㄷ. 구간 [eqn: rm BC]에서 [eqn: rmH _{2} O]이 흡수한 에너지 중 일부는 수소 결합을 끊는 데 이용된다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

그림은 0℃ 물이 들어 있는 비커에 고체 벤젠을 넣고 가열했을 때, 가열 전후의 모습을 나타낸 것이다. 가열 전후에 고체 벤젠의 전체 부피와 질량은 변화 없고, 수면 위 고체 벤젠의 부피는 각각 [eqn: V _{1}], [eqn: V _{2}]이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 물의 밀도는 4℃에서 가장 크고, 대기압은 1기압이며, 물의 증발은 무시한다.) [3점]

보 기

ㄱ. [eqn: h _{2}] > [eqn: h _{1}]이다.

ㄴ. [eqn: V _{2} `] >[eqn: V _{1}]이다.

12

32

ㄷ. 1기압에서 어는점은 물이 벤젠보다 높다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

그림은 서로 다른 농도의 과산화 수소([eqn: rm H _{2} O _{2}]) 수용액 (가)와 (나)가 각각 들어 있는 두 시약병의 표지를 나타낸 것이다.

[eqn: {(가)의``몰농도( rm M) it} over {(나)의``몰농도( rm M) it}]는? (단, [eqn: rmH _{2} O _{2}]의 분자량은 34이다.) [3점]

① 8	② 10	③ 12	④ 14	⑤ 17

그림은 기체 [eqn: rm X]의 부피([eqn: V``])와 [eqn: {압력(P`)} over {`절대``온도(T`)}]을 나타낸 것이다.

기체 [eqn: rm X]에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		보 기
ㄱ. 몰수는 [eqn: rm A]에서와 [eqn: rm B]에서가 같다. ㄴ. 밀도는 [eqn: rm B]에서가 [eqn: rm C]에서의 2배이다. ㄷ. [eqn: rm A]에서와 [eqn: rm C]에서 압력이 서로 같을 때 온도도 같다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

다음은 25℃에서 2가지 열화학 반응식이다.

(가) [eqn: rm N _{2}](g) [eqn: +] 2[eqn: rm O _{2}](g) [eqn: -> `] [eqn: rm N _{2} O _{4}](g)   [eqn: DELTAH`=a][eqn: rm kJ] ([eqn: a] > 0)

(나) 2[eqn: rmN _{2}](g) [eqn: +] [eqn: rmO _{2}](g) [eqn: -> `] 2[eqn: rm N _{2} O](g)   [eqn: DELTAH`=b][eqn: rm kJ]

25℃에서 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		보 기
ㄱ. (가)는 발열 반응이다. ㄴ. [eqn: rm N _{2} O](g)의 표준 생성 엔탈피([eqn: DELTA H`])는 [eqn: {b} over {2}][eqn: rm kJ]/몰이다. ㄷ. 2[eqn: rm N _{2} O](g) [eqn: +] 3[eqn: rm O _{2}](g) [eqn: -> `] 2[eqn: rm N _{2} O _{4}](g)의 반응 엔탈피([eqn: DELTA H`])는 (2[eqn: a-b])[eqn: rmkJ]이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄷ	④ ㄱ, ㄴ	⑤ ㄴ, ㄷ

그림 (가)와 (나)는 칼슘([eqn: rm Ca])과 산화 칼슘([eqn: rm CaO])의 결정 구조를 모형으로 나타낸 것이다. 각각의 단위 세포는 한 변의 길이가 [eqn: a _{1}]과 [eqn: a _{2}]인 정육면체이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		보 기
ㄱ. (가)는 체심 입방 구조이다. ㄴ. (나)에서 [eqn: rm Ca ^{2+}]과 가장 인접한 거리에 있는 [eqn: rm O ^{2-}]은 6개이다. ㄷ. (가)의 단위 세포에 포함된 [eqn: rm Ca]의 수와 (나)의 단위 세포에 포함된 [eqn: rm Ca ^{2+}]의 수는 같다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

표는 비휘발성, 비전해질인 물질 [eqn: rm X]의 수용액 (가)～(다)에 대한 자료이다.

수용액	수용액의 부피 ([eqn: rm mL])	[eqn: rm X]의 질량 ([eqn: rm g])	삼투압 (기압)	온도 ([eqn: rm K])
(가)	100	0.18	0.24	300
(나)	100	0.36	㉠	300
(다)	200	0.36	0.28	㉡

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 기체 상수 [eqn: R`]= 0.08기압[eqn: `․][eqn: rm `L`]/몰[eqn: `․][eqn: rm `K`]이다.) [3점]

		보 기
ㄱ. [eqn: rm X]의 분자량은 180이다. ㄴ. ㉠은 0.48이다. ㄷ. ㉡은 350이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

다음은 물질 [eqn: rm X]의 연소열을 구하는 실험에 대한 자료이다.

◦그림과 같이 열용량이 1[eqn: rm kJ/ CENTIGRADE]인 열량계에 시료 [eqn: rm X] 2[eqn: rm g]을 넣고 완전 연소시켰을 때, 연소 전후 물의 온도는 표와 같았다.

◦[eqn: rm X]의 분자량은 32이고, 계산한 [eqn: rm X]의 연소열은 720[eqn: rm kJ]/몰이다.

연소 후 물의 온도 [eqn: t](℃)는?

21

32

① 50	② 55	③ 60	④ 65	⑤ 70

그림은 강철 용기에서 기체 [eqn: rm C _{it x rm} rm H _{it y rm} rm O]를 완전 연소시켰을 때, 반응 전후 용기 속에 존재하는 각 기체의 부분 압력을 나타낸 것이다.

반응 후 혼합 기체의 전체 압력과 [eqn: rm CO _{2}]의 몰분율로 옳은 것은? (단, 반응물과 생성물은 모두 기체이고, 온도는 일정하다.) [3점]

	전체 압력	[eqn: rm CO _{2}]의 몰분율		전체 압력	[eqn: rm CO _{2}]의 몰분율
①	[eqn: 5]기압	[eqn: {1} over {5}]	②	[eqn: 5]기압	[eqn: {2} over {5}]
③	[eqn: 8]기압	[eqn: {1} over {4}]	④	[eqn: 8]기압	[eqn: {8} over {25}]
⑤	[eqn: 11]기압	[eqn: {3} over {11}]

다음은 0.1[eqn: rmM] 탄산수소 나트륨([eqn: rm NaHCO _{3}]) 수용액 1000[eqn: rm mL]를 만드는 실험 과정을 순서 없이 나타낸 것이다.

(가) 증류수를 1000[eqn: rm mL]

㉠

에 표선까지 넣고 잘 섞는다.

(나) 비커에 남은 [eqn: rm NaHCO _{3}] 수용액을 증류수로 씻어 1000[eqn: rm mL]

㉠

에 넣는다.

(다) 소량의 증류수가 들어 있는 비커에 [eqn: rm NaHCO _{3}]

[eqn: x]

[eqn: rm g]을 넣어 녹인 후, 이 수용액을 1000[eqn: rm mL]

㉠

에  넣는다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: rm NaHCO _{3}]의 화학식량은 84이다.)

		보 기
ㄱ. 실험 기구 ㉠은 부피 플라스크이다. ㄴ. 실험 과정을 순서대로 옳게 배열하면 (다) → (나) → (가)이다. ㄷ. [eqn: x] = 8.4이다.

① ㄱ	② ㄴ	③  ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림은 1[eqn: m] [eqn: rm X] 수용액 1[eqn: rm kg]에 용질 [eqn: rm X]를 추가로 녹여 몰랄 농도를 2배로 만드는 과정을 나타낸 것이다.

추가로 녹인 [eqn: rm X]의 질량([eqn: rmg])은? (단, [eqn: rm X]의 분자량은 [eqn: M``]이고, 물과 [eqn: rmX]의 증발은 무시한다.) [3점]

① [eqn: {M rm } over {1000`+M it}]	② [eqn: {1000M it} over {1000+M it}]	③ [eqn: {1000M it} over {1000-M it}]

④ [eqn: {(1000+M`)M} over {1000}]	⑤ [eqn: {(1000-M`)M} over {1000}]

다음은 25℃, 1기압에서 두 반응의 엔탈피 변화([eqn: DELTA H`])와 2가지 결합의 결합 에너지를 나타낸 것이다.

이 자료로부터 구한 [eqn: rmC][eqn: ==][eqn: rmC]와 [eqn: rmC][eqn: =][eqn: rm C]의 결합 에너지 차(㉠ - ㉡)는?

[3점]

① [eqn: {a} over {2} -b]	② [eqn: {a} over {2} +b]	③ [eqn: a- {b} over {2}]	④ [eqn: a+ {b} over {2}]	⑤ [eqn: a-b]

표는 1기압에서 용매 [eqn: rmA]에 비휘발성, 비전해질인 용질 [eqn: rm X]를 녹인 2가지 용액의 조성과 끓는점을 나타낸 것이다.

용액	용매 [eqn: rm A]의 질량([eqn: rm g])	용질 [eqn: rm X]의 질량([eqn: rm g])	용액의 끓는점(℃)
(가)	200	6.4	80.83
(나)	100	㉠	81.46

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: RMA]의 몰랄 오름 상수([eqn: rm K _{it b rm}])는 2.52[eqn: CENTIGRADE /m]이고, [eqn: rm X]의 분자량은 128이며, [eqn: rm A]와 [eqn: rmX]는 서로 반응하지 않는다.) [3점]

22

32

		보 기
ㄱ. [eqn: RMA]의 기준 끓는점은 80.20℃이다. ㄴ. ㉠은 6.4이다. ㄷ. 퍼센트 농도(%)는 (나)가 (가)의 2배이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

다음은 기체의 성질을 알아보기 위한 실험이다.

[실험 과정 및 결과]

(가) 실린더 Ⅰ에 [eqn: rm He]을, 실린더 Ⅱ에 [eqn: rm He]과 [eqn: rm Ar]을 넣었더니 그림과 같았다.

(나) 고정 장치를 풀고 충분한 시간이 흐른 후, 실린더 Ⅰ의 부피를 측정하였더니 2[eqn: rm L]이었다.

(나)이후 콕을 열고 충분한 시간이 흐른 후 콕을 다시 닫았을 때, 실린더 Ⅱ 속 [eqn: rm He]과 [eqn: rm Ar]의 몰수 비([eqn: rm He] :[eqn: rm `Ar])는? (단, 온도는 일정하고 연결관의 부피와 피스톤의 마찰은 무시한다.) [3점]

① 1 : 1	② 2 : 1	③ 2 : 3	④ 3 : 1	⑤ 3 : 2

다음은 기체 [eqn: rm X]와 [eqn: rm Y]의 확산 속도를 비교하는 실험이다.

[실험 과정]

(가) 동일한 두 장치에 같은 압력이 되도록 [eqn: rm X]와 [eqn: rm Y]를 그림과 같이 각각 넣은 후 용기 Ⅰ, Ⅱ 속 [eqn: rm X]와 [eqn: rm Y]의 질량을 측정한다.

(나) 두 콕을 동시에 잠시 열고 닫은 후 용기 Ⅰ, Ⅱ 속 [eqn: rm X]와 [eqn: rm Y]의 질량을 측정한다.

[실험 결과]

	용기 Ⅰ 속 [eqn: rm X]의 질량([eqn: rm g])	용기 Ⅱ 속 [eqn: rm Y]의 질량([eqn: rm g])
(가)	[eqn: w _{1}]	[eqn: w _{2}]
(나)	[eqn: {3} over {4}][eqn: w _{1}]	[eqn: {15} over {16}][eqn: w _{2}]

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

		보 기
ㄱ. (나)에서 용기 속 기체의 압력은 Ⅱ에서가 Ⅰ에서보다 크다. ㄴ. 분자량은 [eqn: rm Y]가 [eqn: rm X]의 4배이다. ㄷ. (나)에서 용기 Ⅰ, Ⅱ 속 기체의 밀도는 [eqn: rmY]가 [eqn: rmX]의 16배이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

※ 확인 사항

문제지와 답안지의 해당란을 정확히 기입(표기)했는지 확인하시오.