화학Ⅰ 정답

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

해 설

1. [출제의도] 물과 관련된 주변 현상을 물의 특성을 이용하여 이해하는지를 묻는 문제이다.

수영장에서 물 밖으로 나오면 몸에 묻은 물이 증발하면서 한기를 느끼게 된다. 사우나에서는 땀이 증발하면서 열을 빼앗아가고 체액의 대부분인 물의 비열이 크기 때문에 체온이 쉽게 올라가지 않는다. 물에 젖은 종이는 물의 증발열에 의해 종이가 발화점까지 도달하지 못하기 때문에 불이 잘 붙지 않는다.

2. [출제의도] 자료를 해석하여 물의 상태에 따른 특성을 입자 개념으로 파악하는지 묻는 문제이다.

ㄷ. B의 밀도는 C보다 크므로, 즉 같은 부피가 차지하는 질량은 B가 크기 때문에 분자 수가 많다.

[오답풀이] ㄱ. 물의 밀도가 얼음보다 큰 것은 같은 질량의 부피가 작다는 것을 의미한다. 따라서 분자 사이의 평균 거리는 부피가 작은 물이 가깝다.

3. [출제의도] 제시된 물의 표면 장력에 의한 현상에서원리를 추론할 수 있는지 묻는 문제이다.

(다)에서 다시 부리를 열면 눌려졌던 물이 다시 모이게 되는데 이 때 물방울의 중심이 위로 이동하는 것은 윗부분으로 갈수록 표면적이 작아지기 때문이다. 따라서 물이 위로 올라가는 것은 표면적을 최소화하기 위한 힘인 표면 장력 때문이다.

4. [출제의도] 자료를 분석하여 이온 반응에서 양적인 관계를 알아보는 문제이다.

두 수용액을 혼합하면 [eqn: rm Pb ^{2+}]과 [eqn: rm I ^{-}]이 1 : 2의 개수비로 반응하여 [eqn: rm PbI _{2}] 앙금을 생성한다. 앙금이 생성되기 전에 존재하는 [eqn: rm I ^{-}]의 수는 2이고, [eqn: rm Pb ^{2+}]의 수는 3이므로 혼합 용액 속에는 [eqn: rm I ^{-}]은 녹아 있지 않고 [eqn: rm Pb ^{2+}]은 2만큼 녹아있다. 따라서 혼합 용액에 녹아 있는 양이온과 음이온의 총 수의 비는 2 : 3이다.

5. [출제의도] 자료를 분석하여 앙금 생성 반응의 양적 관계를 파악하는지 묻는 문제이다.

ㄱ. A 점은 앙금이 생성되고 있는 지점이고 B 점은 앙금 생성이 완결된 지점이며, C 점은 앙금 생성이 완결된 이후이다. 반응에서 [eqn: rm AgCl] 앙금이 생성되므로 B와 C 점에서는 염화 이온이 남아있지 않다.

ㄴ. 질산 이온은 구경꾼 이온이므로 넣어준 질산은 수용액의 양에 비례하여 증가한다.

ㄷ. 구경꾼 이온의 수는 반응이 완결된 지점인 B 점에서 같아진다. 따라서 A 점은 반응이 완결되지 않은 지점이므로 넣어준 질산 이온의 수가 원래 용액에 있던 나트륨 이온의 수보다 적다. 또한 A 점은 반응이 완결되기 위해 넣어야 하는 질산은 수용액 양의 반 이상을 넣은 지점이므로 남아있는 염화 이온보다 넣어준 질산 이온의 수가 더 많다.

6. [출제의도] 석회수와 이산화탄소 간의 반응을 센물과 연관지어 해석하는 능력을 평가하는 문제이다.

① B까지 석회수와 이산화탄소의 중화 반응이 진행되며, 이 때 수산화 이온의 감소로 pH가 작아진다. ② BC 구간에서는 Ⅰ에서 생성된 앙금이 과량의 이산화탄소와 반응하여 녹는 과정이 일어난다. ④, ⑤ (나)에서 C 점 용액을 가열하면 Ⅲ의 반응이 일어나 앙금이 생성된다. ③ 비누 분자는 칼슘 이온과 반응하여 앙금을 생성하므로 칼슘 이온이 거의 녹아있지 않은 B 점 용액에서 비누가 잘 풀린다.

7. [출제의도] 자료를 해석하여 중화 반응의 양적 관계를 파악하는지 묻는 문제이다.

ㄴ. A는 중화점 전의 용액이고, D는 중화점 이후의 용액이므로 산성인 A가 염기성인 D보다 pH가 작다.

[오답풀이] ㄷ. 두 수용액을 완전히 중화하는 데 필요한 수산화칼륨 수용액의 양은 황산이 염산보다 두 배 많다. B는 중화점 이후 수산화칼륨 수용액 20 mL가 더 첨가되었고 C는 중화점까지 20 mL의 수산화칼륨 수용액이 더 필요하므로 두 용액이 반응하면 중성이 된다.

8. [출제의도] 수돗물을 만드는 과정과 하수를 처리하는 과정에 대한 이해를 평가하는 문제이다.

ㄴ. 폭기조에서는 미생물을 이용하여 하수에 있는 유기물을 분해하므로 BOD가 낮아진다.

[오답풀이] 폭기조에서는 산소를 공급해야 하지만 응집제를 첨가하여 덩어리진 부유물을 가라 앉히는 응집지에서는 산소의 공급이 필요없다.

9. [출제의도] 제시된 자료로부터 기체의 종류와 성질을 추론할 수 있는지 평가하는 문제이다.

A는 헬륨, B는 이산화탄소, C는 산소, D는 질소이다.

④ 공기의 대부분은 C와 D로 이뤄져 있는데 C의 밀도가 D보다 작다면 공기의 밀도는 1.25g/L보다 작아야 하므로 C는 D보다 밀도가 커야 한다.

10. [출제의도] 기체의 성질과 탐구 과정을 관련지어  물질의 종류를 알아낼 수 있는지 평가하는 문제이다.

(가)에서 혼합 기체 중의 산소만이 수은과 반응하여 붉은색 산화물을 생성한다. (나)에서는 이산화탄소가 염기인 수산화나트륨과 중화 반응하므로 페트병 안의 압력이 작아져 페트병이 찌그러지며, 중화열이 발생한다. (다)에서 모은 기체는 대부분이 질소이며, (라)에서는 수은의 산화물이 분해되어 산소가 발생한다.

11. [출제의도] 기체의 분출과정에서 분자의 질량과 분출 속도의 관계와 기체의 부피에 따른 압력의 변화를 이해하는지 묻는 문제이다.

ㄱ. 질량이 작은 헬륨 분자가 질소 분자보다 분출 속도가 크기 때문에 초기에 (나)에서 헬륨의 조성비가 크다.

[오답풀이] ㄴ. 충분한 시간이 흐르면 기체가 공간 전체에 고르게 분포하게 된다. 보일의 법칙에 의해 부피가 4배가 되었으므로 압력은 [eqn: {1} over {4}]이 되어 0.5기압이 된다.

12. [출제의도] 기체 분자 운동 모형을 이용해 보일의 법칙을 설명하는 과정을 잘 이해하고 있는지 묻는 문제이다.

ㄱ. 압력이 4기압일 때 기체의 부피가 [eqn: {V} over {2}]이므로 압력이 8기압으로 두 배가 되면 기체의 부피는 [eqn: {1} over {2}]인 [eqn: {V} over {4}]가 된다.

ㄴ. 부피가 감소되면 분자들은 더 작은 공간에 갇히게 되고 같은 시간당 더 많은 분자들이 벽에 충돌하게 된다. 따라서 단위 면적당 분자의 충돌 횟수는 (나)가 (가)보다 많다.

[오답풀이] ㄷ. 온도가 일정한 조건에서 분자의 평균 속력은 변하지 않는다.

13. [출제의도] 제시된 자료와 생활 현상에서 샤를의 법칙의 원리를 파악하는지 묻는 문제이다.

갈릴레이 온도계는 온도 변화에 따른 기체의 부피 변화를 이용한 것이다.

14. [출제의도] 오존으로 인해 일어나는 현상과 오존의 용도를 알고 있는지를 묻는 문제이다.

연평균 자외선 지수가 증가하는 것은 성층권의 오존량 감소와 관련이 있다. 오존이 지표에 많이 존재하게 되면 대기 중의 탄화수소와 반응하여 광화학 스모그를 발생시킨다.

15. [출제의도] 대기 오염 현상의 원인과 대책에 대해 이해하고 있는지 묻는 문제이다.

석탄, 석유 등과 같은 연료에 포함된 황이 연소하면 황산화물이 생성된다. 이 물질로 인해 황산 이온이 포함된 산성비가 내리거나 런던형 스모그가 발생한다. 런던형 스모그는 새벽에 주로 발생하고, 질소 산화물에 의한 광화학 스모그는 낮에 주로 발생한다.

16. [출제의도] 알칼리 금속의 성질에 대해 이해하고 있는지 묻는 문제이다.

ㄴ. 알칼리 금속은 원소에 따라 각각 서로 다른 불꽃 반응색을 나타낸다. 리튬은 빨간색, 나트륨은 노란색, 칼륨은 연보라색의 불꽃 반응색을 나타낸다.

ㄷ. 알칼리 금속을 증류수에 넣으면 수용액에 알칼리 금속 양이온과 수산화 이온이 생성되어 용액은 염기성을 띤다. 이 용액을 가열하여 물을 증발시켜 얻은 물질은 염기성 물질이다.

[오답풀이] ㄱ. 알칼리 금속을 증류수에 넣으면 전자를 잃고 산화되어 양이온이 된다.

17. [출제의도] 금속 나트륨의 결정 구조와 성질을 이해하고 있는지 묻는 문제이다.

A는 금속 결정 모형으로 나트륨의 결정 구조를 나타낸 것이고, B는 양이온과 음이온으로 이루어진 이온 결정 모형으로 염화나트륨의 구조를 나타낸 것이다.

[오답풀이] ㄴ. 염화나트륨 수용액은 중성이다.

18. [출제의도] 염소 기체의 성질과 할로겐 원소의 반응성과 관련된 실험을 이해하고 있는지 묻는 문제이다.

표백분과 염산이 반응하여 발생한 기체 A는 염소이다.

ㄱ. 요오드화칼륨에 염소 기체를 넣었을 때 보라색이 나타난 것은 요오드화 이온이 전자를 잃고 요오드 분자가 되었기 때문이다. 따라서 염소가 반응성이 더 크다는 것을 알 수 있다. ㄴ. 수소와 염소가 반응하면 염화수소가 생성되며, 이것이 물에 녹으면 염산이 된다. ㄷ. 요오드화 이온이 들어있는 용액에 염소 분자가 들어가면 염소 분자는 전자를 얻어 염화 이온이 되고 요오드화 이온은 전자를 잃고 요오드 분자가 된다. 녹말 수용액이 청남색으로 변한 것은 요오드 분자가 생성되었기 때문이다.

19. [출제의도] 금속의 성질을 이해하고 있는지 묻는 문제이다.

금속은 자유 전자의 이동에 의해 힘을 받을 때 부서지지 않고 모양이 변형된다. 힘을 받아 넓게 펴지는 성질이 전성이다.

20. [출제의도] 보일-샤를의 법칙과 분자의 평균 운동 에너지에 영향을 주는 요인을 이해하고 있는지 묻는 문제이다.

ㄷ. C가 B보다 온도가 높으므로 분자의 평균 운동 에너지가 크다.

[오답풀이] ㄱ. A와 C에서 부피가 같으므로 밀도는 같다.

ㄴ. 헬륨의 압력은 ‘대기압 + 수은 기둥의 높이 차이로 인한 압력’이다. 따라서 수은 기둥의 높이 차이가 큰 C가 B보다 헬륨의 압력이 크다.