화학Ⅰ 정답

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

해설

1. [출제의도] 물의 수소 결합과 물질의 끓는점 및 녹는점에 대한 자료해석

수소 결합은 F, O, N과 다른 분자의 수소(H) 원자 사이에 생기는 결합으로 그림에서 A는 수소 결합을 나타낸 것이고, [eqn: rm H _{2} Te,`][eqn: rm ``H _{2} Se,``H _{2} S]는 수소 결합이 존재하지 않는다. 이 물질들의 끓는점이 다른 이유는 분자의 상대적 질량이 다르기 때문이다. 또한 물의 끓는점이 상대적으로 높은 이유는 물 분자 사이의 수소 결합 때문이다.

2. [출제의도] 기체의 압력과 부피 관계 이해하기

주사기 B의 피스톤을 누르면 주사기 A의 피스톤이 밖으로 밀려나므로 주사기 A의 내부 압력과 용기 내의 전체 압력은 변함이 없다. 따라서 주사기 C의 내부 압력도 변함이 없다.

3. [출제의도] 물질의 밀도 비교하기

에탄올은 극성 물질인 물과 잘 섞이므로 극성을 띤다. 과정 (나)에서 에탄올을 서서히 넣었더니 얼음이 가라앉았으므로 밀도는 물 > 얼음 > 에탄올  이고, 과정 (다)에서 물을 서서히 넣었더니 식용유 방울이 떠올랐으므로 밀도는 물 > 식용유 > 에탄올 임을 알 수 있다. 에탄올 : 물의 부피비가 같으므로 두 혼합 용액의 밀도는 같기 때문에 밀도는 얼음 > 혼합 용액 > 식용유 이다.

4. [출제의도] 물의 전기분해에서 발생한 기체의 성질 이해하기

물의 전기분해 과정에서 수소와 산소가 발생하므로 시험관에 모아진 기체는 혼합 기체이고, 성냥불을 가까이 대면 폭발적으로 반응한다. 공기 중 질소 : 산소의 부피비는 약  4 : 1이고, 발생한 기체는 수소 : 산소가 2 : 1의 부피비로 혼합된 기체이다. 수소가 질소보다 약 [eqn: {1} over {14}]의 질량을 갖기 때문에 발생한 기체의 밀도가 공기보다 작다.

5. [출제의도] 중금속이 인체에 미치는 영향과 용도 이해하기

A는 수은, B는 납, C는 카드뮴이다. B에 주석을 혼합하여 만든 합금은 땜납으로 순수한 납보다 녹는점이 낮아 금속 접합 재료로 많이 사용한다. 수도꼭지 도금이나 인쇄용 잉크의 착색제로 사용하는 금속은 크롬(Cr)이다.

6. [출제의도] 앙금 생성 반응에서 용액의 혼합 전․후의 변화 이해하기

혼합 용액의 이온 모형은 다음과 같다.

Na+

AgCl(s)

NO3-

Ag+

NO3-

두 용액을 혼합하면 [eqn: rm NO _{3} ^{-} `]의 수는 일정하나 부피가 증가하여 농도는 감소한다. 질산은 수용액보다 묽은 염화나트륨 수용액이 첨가되면 혼합 용액의 농도가 묽어지므로 전기전도도가 감소한다. 염화나트륨 수용액을 넣어 주면 혼합 용액에 남아있는 [eqn: rm Ag ^{+}]과 반응하여 염화은([eqn: rm AgCl]) 앙금의 양은 증가한다.

7. [출제의도] 석회수와 이산화탄소의 반응 이해하기

(나)에서 탄산칼슘([eqn: rm CaCO_3]) 앙금이 생성되므로 전류의 세기는 가장 작다.

[eqn: rm Ca(OH) _{2} (itaq)+rmCO _{2} (itg) ->rm CaCO _{3} (its)+rmH _{2} O(itl)]

(나)→(다)의 반응은 석회암 동굴이 만들어지는 과정에서 일어나는 반응으로 다음과 같다.

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

(다)의 용액은 일시적 센물이므로 가열하면 단물로 바뀐다.

8. [출제의도] 철의 제련과정을 화학반응식으로 표현하기

철 속의 탄소와 산소의 반응식은 [eqn: rm C+O _{2} -> `CO _{2}] 이고, 숯의 성분인 탄소와 산화철의 반응식은 [eqn: rm 3C+Fe _{2}O _{3} ->`2Fe+3CO] 이다.

[eqn: rm 4Fe+3O _{2} -> `2Fe _{2}O _{3}]은 철의 산화 반응을 나타낸 반응식으로 기사 내용에 포함되어 있지 않다.

9. [출제의도] 주기율표의 임의의 원소로 구성된 화합물의 성질 이해하기

주기율표의 A는 [eqn: rm Li], B는 [eqn: rm O], C는 [eqn: rm Na], D는 [eqn: rm Cl] 이다. [eqn: rm Li]과 [eqn: rm Cl]가 [eqn: rm LiCl]을 만들 때, [eqn: rm Li]은 전자를 잃고 산화되어 [eqn: rm Li ^{+}]이 된다.

10. [출제의도] 에틴의 첨가 반응과 관련된 생성물의 성질 이해하기

(나)에는 에틴([eqn: RM C_2 H_2])이 브롬([eqn: rm Br_2])의 첨가반응에 의해 모두 포화되었으므로 한 종류의 화합물이 존재한다. (라)를 단위체로 하는 고분자는 폴리에틸렌으로 사슬모양 구조이다. (마)는 에탄올로 알칼리 금속과 반응하여 수소 기체를 발생시킨다.

11. [출제의도] 금속의 반응성 비교하기

(가)에서 질산은 수용액의 은 이온([eqn: rmAg^+])이 금속 A에서 전자를 얻어 은([eqn: rmAg])으로 석출된다.   (나)에서 [eqn: rmA^2+]이 전자를 얻어 금속 A로 석출된 만큼 금속 B가 전자를 잃고 [eqn: rmB^2+]으로 녹아들기 때문에 용액의 총 이온수는 변하지 않는다. (다)에서 반응이 일어나지 않으므로 B는 C보다 산화되기 쉬운 금속이다.

12. [출제의도] 천연고무와 나일론의 특성 비교하기

(가)는 이소프렌의 첨가 중합체로 자연계에서 얻는 천연고무이며 탄성이 작아 황을 첨가하면 탄성이 개선된다. (나)는 헥사메틸렌디아민과 아디프산의 축합 중합 반응으로 합성된 나일론으로 펩티드결합(-NH-CO-)을 포함하고 있어 분자 사이에 수소 결합을 한다.

13. [출제의도] 포름알데히드, 페놀, 벤조산의 특징 이해하기

(가)는 포름알데히드, (나)는 페놀, (다)는 벤조산이다. 포름알데히드는 물에 가장 잘 녹으며 수용액은 중성이다. 또 포름알데히드는 페놀과 축합 중합 반응으로 열경화성 수지인 페놀 수지가 된다. 염화철([eqn: rm FeCl_3]) 수용액과 정색 반응을 하는 것은 페놀이다.

14. [출제의도] 탄화수소 유도체와 방향족 탄화수소 유도체의 특징 비교하기

에스트로겐은 벤젠고리를 가지고 있어 방향족 탄화수소이며 첨가 반응보다는 치환 반응을 잘 한다. 테스토스테론은 벤젠고리가 없으며 고리형의 불포화 탄화수소로 브롬수 탈색 반응이 일어난다. 에스트로겐과 테스토스테론은 2차 알코올 구조로 히드록시기(-OH)가 산화되어 카르보닐기(-CO-)를 생성한다.

15. [출제의도] 음극화 보호의 원리 이해하기

음극화 보호의 원리에 의하면 철에 반응성이 큰 아연이나 마그네슘을 연결하면 철의 부식을 막을 수 있으나, 반응성이 작은 구리를 연결하면 철이 먼저 산화되므로 철의 부식이 촉진된다.

스테인리스강은 철에 크롬과 니켈을 혼합하여 만든 합금으로 잘 녹슬지 않고 산에 강하므로 부식이 덜 일어난다.

16. [출제의도] 기체의 성질 이해하기

프레온 가스가 오존층까지 도달하는 것은 확산의 원리이다. ①은 확산, ②는 분자수와 압력 관계, ③은 온도와 부피 관계, ④와 ⑤는 압력과 부피 관계를 나타내는 현상이다.

17. [출제의도] 포름산, 아세트알데히드, 아세톤의 공통된 성질 파악하기

포름산, 아세트알데히드, 아세톤은 탄소수가 적은 극성 분자로 물에 잘 녹으며, 카르보닐기(-CO-) 의 산소와 물 분자는 수소 결합을 한다. 포름산과 아세트알데히드는 은거울 반응을 한다.

18. [출제의도] 중화반응에서 이온수의 변화 그래프 해석하기

각각의 플라스크에 같은 농도의 수산화나트륨 수용액 10mL를 넣었을 때 플라스크 내 두 용액이 중화되므로 아세트산 수용액과 묽은 염산의 농도는 같다. 약산(아세트산)은 강산(염산)에 비해 수용액 상태에서 이온화되는 정도가 작으므로 [eqn: rm H ^{+}] 수가 적어 점 C의 pH가 점 A보다 크다. 점 B는 중화점으로 중화열에 의해 혼합 용액의 온도가 가장 높다.

아세트산 수용액에 수산화나트륨 수용액을 넣으면 중화반응이 일어나며 [eqn: rm H_2 O]과 [eqn: rm CH_3 COONa]을 생성한다. [eqn: rm CH_3 COONa]은 물에 잘 녹으므로 중화반응이 진행됨에 따라 [eqn: rm CH_3 COO^-] 수는 증가한다.

점 C에서 점 D까지 용액의 이온수가 증가하므로 전기전도도가 증가한다.

19. [출제의도] 이산화탄소와 산소의 제법 및 성질 이해하기

[실험 I]에서 [eqn: rm CO _{2}] , [실험 II]에서 [eqn: rmO _{2}]가 생성되는데, [eqn: rm CO _{2}]는 지구 온난화의 주 원인 기체이며 승화성이 있다. 그리고 [eqn: rmO _{2}]는 액체 질소에서 액화되므로 질소보다 끓는점이 높다.

20. [출제의도] 세탁비누와 LAS세제의 성질 비교하기

센물에서 비커 (가)는 (나)보다 거품이 많이 생기므로 (가)에는 LAS세제, (나)에는 세탁비누가 녹아있다. 세탁비누는 염기성 세제이고 LAS는 중성세제이므로 세탁비누의 pH가 더 높고, 센물에서 세탁비누는 칼슘 등의 이온과 침전물을 형성한다. 동물성 섬유는 염기성에 약하므로 LAS세제가 더 적합하다.