화학Ⅰ 정답

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

해 설

1. [출제의도] 원자의 구성 입자 수를 파악한다.

(가), (나)는 각각 [eqn: rm{}^{12} _{```6} rmC], [eqn: rm{}^{14} _{```6} rmC]이다.

2. [출제의도] 탄소 동소체의 구조를 이해한다.

다이아몬드에서 [eqn: rmC] 원자는 4개의 [eqn: rmC] 원자와 공유 결합한다. 풀러렌([eqn: rmC_60])의 분자량은 720이다.

3. [출제의도] 물질의 분류를 이해한다.

ㄴ. 2원자 분자는 [eqn: rm CO], [eqn: rm H _{2}], [eqn: rm O _{2}]이다. ㄷ. 화합물은 [eqn: rm CO], [eqn: rm H _{2} O], [eqn: rm CO _{2}], [eqn: rm Fe _{2} O _{3}]이다.

4. [출제의도] 원자의 전자 배치를 이해한다.

ㄴ. 파울리 배타 원리에 따르면 1개의 오비탈에는 스핀 방향이 같은 전자가 존재할 수 없다.

5. [출제의도] 화학 결합을 이해한다.

[eqn: rmA _{2} B]는 [eqn: rmNa _{2} O]으로 이온 결합 물질이다.

[오답풀이] ㄷ. [eqn: rmB _{2}]는 [eqn: rmO _{2}]로 공유 전자쌍 수는 2이다.

6. [출제의도] DNA의 구조를 이해한다.

(가), (나), (다)는 각각 인산, 당, 염기이다.

[오답풀이] ㄱ. 인산은 물에 녹아 [eqn: rmH^+]을 내놓는다.

7. [출제의도] 산화 환원 반응을 이해한다.

ㄴ. [eqn: rmNH_3]와 [eqn: rmHCN]에서 [eqn: rmN]의 산화수는 각각 -3이다.

[오답풀이] ㄱ. [eqn: rmHCN]에서 [eqn: rmC]의 산화수는 +2이다. ㄷ. (나)에서 [eqn: rmH _{2}]는 [eqn: rmC _{2} H _{4}]을 [eqn: rmC _{2} H _{6}]으로 환원시킨다.

8. [출제의도] 산 염기 반응을 이해한다.

ㄱ, ㄴ. (가)에서 [eqn: rmH _{2} O]은 [eqn: rmF^-]에게 양성자([eqn: rmH ^{+}])를 주며, (나)에서 [eqn: rmNH _{3}]는 [eqn: rmBF_3]에게 비공유 전자쌍을 준다. ㄷ. [eqn: rm BF _{3} NH _{3}]에서 [eqn: rmB] 원자의 공유 전자쌍 수가 4이므로 결합각은 [eqn: alpha]가 [eqn: beta]보다 크다.

9. [출제의도] 원소의 주기성을 이해한다.

[eqn: rmA] ~ [eqn: rmC]는 각각 [eqn: rmNa], [eqn: rmF], [eqn: rmO]이다.

10. [출제의도] 원소 분석 실험으로 실험식을 구한다.

화합물 [eqn: rmX] 14.6 mg에 들어 있는 [eqn: rmH], [eqn: rm C]의 질량은 각각 1.0 mg, 7.2 mg이므로 [eqn: rmO]의 질량은 6.4 mg이다. 따라서 원자 수 비는 [eqn: rmC] : [eqn: rmH] : [eqn: rmO] = 3 : 5 : 2이다.

11. [출제의도] 원소의 주기성을 이해한다.

ㄱ, ㄴ. 2, 3주기에서 [eqn: {s``오비탈의``전자``수} over {p``오비탈의``전자`수}]가 1인 원자는 [eqn: rmO], [eqn: rmMg]이다. [eqn: rmMg]이 3주기 원소이므로 [eqn: rmY]는 2주기 14족 원소인 [eqn: rmC]이다. [eqn: rmC]와 [eqn: rmO]의 홀전자 수는 각각 2이므로 [eqn: rmZ]는 [eqn: rmO]이다.

12. [출제의도] 수소 원자에서 전자 전이를 이해한다.

(가)는 [eqn: n=2`` -> ``n=1], (나)는 [eqn: n=4`` -> ``n=2], (다)는 [eqn: n=3`` -> ``n=2]의 전자 전이이다.

[오답풀이] ㄱ. (가)에서 자외선을 방출한다. ㄴ. (나)에서 방출하는 빛의 파장은 486 nm이다.

13. [출제의도] 화학 반응에서 양적 관계를 파악한다.

실험 Ⅰ에서 [eqn: rmAB]와 [eqn: rmB_2]가 7 : 4의 질량 비로 반응함을 알 수 있다. 실험 Ⅱ에서 [eqn: rmB_2]가 모두 반응하고, 반응 후 [eqn: rmAB]와 [eqn: rmAB_2]의 질량 비는 [eqn: x] : [eqn: y] = 1 : 11이다. [eqn: rmAB]와 [eqn: rmB_2]의 반응 계수 비가 2 : 1이므로 분자량 비는 [eqn: rmAB] : [eqn: rmB _{2}] = 7 : 8이고, 원자량 비는 [eqn: rmA] : [eqn: rmB] = 3 : 4이다.

14. [출제의도] 아보가드로 법칙을 이해한다.

ㄱ, ㄴ. 기체의 온도와 압력이 같으므로 기체의 분자 수 비는 부피 비와 같고, 부피가 같은 기체의 질량 비는 분자량 비와 같다. 따라서 분자량 비는 [eqn: rmXY] : [eqn: rmXY _{2}] : [eqn: rmZY _{2}] = 15 : 23 : 32이므로 원자량 비는 [eqn: rmX] : [eqn: rmY] : [eqn: rmZ] = 7 : 8 : 16이다. 분자량 비는 [eqn: rmXY _{2}] : [eqn: rmY _{3}] = 23 : 24이므로 [eqn: w]는 2.4이다. ㄷ. 1 g에 들어 있는 [eqn: rmY] 원자 수 비는 (가) : (다) = [eqn: {1} over {15}] : [eqn: {2} over {32}]이다.

15. [출제의도] 원소의 주기성을 이해한다.

세 원소의 홀전자 수의 합이 8이 되려면 두 원소는 15족인 [eqn: rmN], [eqn: rmP]이고, 나머지 한 원소는 14족 또는 16족이다. [eqn: rmN]와 [eqn: rmP]은 전자가 들어 있는 오비탈 수가 각각 5, 9이므로 나머지 한 원소는 3주기 16족인 [eqn: rmS]이다. 제1 이온화 에너지는 [eqn: rmN] > [eqn: rmP] > [eqn: rmS]이므로 [eqn: rmA] ~ [eqn: rmC]는 각각 [eqn: rmN], [eqn: rmP], [eqn: rmS]이다.

16. [출제의도] 분자의 구조와 극성을 이해한다.

(가)~(다)는 각각 [eqn: rmCF _{4}], [eqn: rm COF _{2}], [eqn: rmOF _{2}]이고, [eqn: rmX] ~ [eqn: rmZ]는 각각 [eqn: rmC], [eqn: rmF], [eqn: rmO]이다. ㄴ. (나)와 (다)는 비공유 전자쌍 수가 각각 8이다. ㄷ. (가)는 무극성 분자이고, (다)는 극성 분자이다.

[오답풀이] ㄱ. (나)의 분자 모양은 평면 삼각형이다.

17. [출제의도] 화학 반응에서 양적 관계를 파악한다.

실험 Ⅰ ~ Ⅲ에서 반응 후 전체 기체의 몰수가 반응 전 전체 기체의 몰수보다 크므로, 이 반응은 기체의 몰수가 증가하는 반응이다. 반응에 의해 증가한 전체 기체의 몰수는 반응한 [eqn: rmA]와 [eqn: rmB]의 몰수에 비례한다. 따라서 실험 Ⅰ ~ Ⅲ에서 반응 결과는 표와 같다.

실험	증가한 몰수	반응 결과
Ⅰ	1	[eqn: rmA] 1몰 모두 반응
Ⅱ	1	[eqn: rmB] 5몰 모두 반응
Ⅲ	2	[eqn: rmA] 2몰, [eqn: rmB] 10몰 모두 반응

따라서 반응 계수는 [eqn: a] = 1, [eqn: b] = 5, [eqn: c+d] = 7이다.

18. [출제의도] 중화 반응의 양적 관계를 파악한다.

(가)에서 양이온이 3가지이므로 [eqn: rmH^+], [eqn: rmNa^+], [eqn: rmK^+]이 존재한다. (나)에서 [eqn: rmK^+] 수는 (가)에서와 같고, (나)에서 [eqn: rmNa^+] 수는 (가)에서의 6배이므로 (가)와 (나)에 들어 있는 이온 수는 표와 같다.

용액	이온 수
	[eqn: rmH^+]	[eqn: rmNa^+]	[eqn: rmK^+]	[eqn: rmOH^-]	[eqn: rmCl^-]
(가)	[eqn: N]	[eqn: N]	2[eqn: N]	0	4[eqn: N]
(나)	0	6[eqn: N]	2[eqn: N]	0	8[eqn: N]

따라서 생성된 물 분자 수는 (가) : (나) = 3 : 8이다.

19. [출제의도] 탄화수소의 구조를 이해한다.

(가)~(다)는 1 g을 연소시켰을 때 생성되는 [eqn: rmCO _{2}]의 질량이 같으므로 실험식이 같고, 탄소 수가 각각 2, 3, 3 중 하나이다. [eqn: rmH] 원자 2개와 결합한 [eqn: rmC] 원자 수의 비교로, (가)~(다)는 각각 [eqn: rmC_3 H_6](사이클로프로페인), [eqn: rmC_2 H_4](에텐), [eqn: rmC_3 H_6](프로펜)임을 알 수 있다.

20. [출제의도] 금속 이온과 금속의 반응을 이해한다.

반응 전후 전체 이온의 전하량 합은 같아야 한다. (가)에서 [eqn: rmA ^{+}]이 1.5몰이므로 (나)에서 [eqn: rmA^+]과 [eqn: rmB^3+]의 몰수는 각각 0.6몰, 0.3몰이고, (다)에서 [eqn: rmB^3+]과 [eqn: rmC^2+]의 몰수는 각각 0.1몰, 0.6몰이다. (나)와 (다)에서 반응한 [eqn: rmB]와 [eqn: rmC]의 몰수는 각각 0.3몰, 0.6몰이므로 원자량 비는 [eqn: rmB] : [eqn: rmC] = [eqn: {w _{1}} over {0.3}] : [eqn: {w _{2}} over {0.6}] = [eqn: 2`w_1] : [eqn: w_2]이다.