1. 다음은 연소 반응과 물의 끓음에 관련된 설명이다.

2015학년도 7월 고3 전국연합학력평가 문제지

과학탐구 영역 (화학Ⅱ)

제 4 교시

고 3	과학탐구 영역 (화학Ⅱ)

	과학탐구 영역 (화학Ⅱ)	고 3

32

32

	메테인이 주성분인 ㉠천연 가스를 연소시켜 물을 가열하면 ㉡물이 끓어 수증기가 된다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		<보 기>
	ㄱ. ㉠은 발열 반응이다. ㄴ. ㉡에서 계의 엔트로피는 증가한다. ㄷ. 에너지는 다른 형태의 에너지로 전환될 수 있다.

① ㄱ      ② ㄴ      ③ ㄱ, ㄷ    ④ ㄴ, ㄷ    ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

2. 다음은 3가지 반응의 열화학 반응식이다.

	(가) [eqn: rm N_2](g) + 3[eqn: rm H_2](g) → 2[eqn: rm NH_3](g) [eqn: DELTA H] < 0 (나) [eqn: rm N_2](g) + 3[eqn: rm Cl_2](g) → 2[eqn: rm NCl_3](g) [eqn: DELTA H] > 0 (다) 2[eqn: rm NO_2](g) → [eqn: rm N_2 O_4](g) [eqn: DELTA H] < 0

(가)~(다)에 대한 공통점으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		<보 기>
	ㄱ. 계에서 주위로 열을 방출한다. ㄴ. 계의 엔트로피 변화([eqn: DELTA S] )는 0보다 작다. ㄷ. 자유 에너지 변화([eqn: DELTA G] )는 온도와 무관하게 양의 값이다.

① ㄱ      ② ㄴ      ③ ㄱ, ㄷ    ④ ㄴ, ㄷ    ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

3. 그림은 어떤 금속 결정의 단위 세포 모형을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: l]은 모서리 길이, [eqn: r]은 원자 반지름이다.) [3점]

		<보 기>
	ㄱ. 단위 세포의 모서리 길이([eqn: l])는 [eqn: 2 sqrt {2} `r]이다. ㄴ. 단위 세포에 포함된 원자는 6개이다. ㄷ. 한 원자와 가장 인접한 원자는 8개이다.

① ㄱ      ② ㄷ      ③ ㄱ, ㄴ    ④ ㄴ, ㄷ    ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

4. (가)~(다)의 크기를 비교한 것으로 옳은 것은?

1

	(가) [eqn: rm NOF](g)에서 [eqn: rm N]의 산화수 (나) 25℃에서 0.2 M [eqn: rm HCl]([eqn: aq]) 50 mL를 0.1 M [eqn: rm NaOH]([eqn: aq])으로 적정할 때 중화점에서의 pH (다) [eqn: rm H_2 O_2]([eqn: aq])+[eqn: a][eqn: rm H^+]([eqn: aq])+[eqn: b][eqn: rm I^-]([eqn: aq]) → [eqn: c][eqn: rm H_2 O]([eqn: l])+[eqn: d][eqn: rm I_2]([eqn: aq])에서 계수 [eqn: d]

① (가)>(나)>(다)           ② (가)>(다)>(나)

③ (나)>(가)>(다)           ④ (나)>(다)>(가)

⑤ (다)>(가)>(나)

5. 그림은 2~5주기 할로젠 원소(X)의 전기 음성도에 따라 할로젠 (X2)과 할로젠화 수소(HX)의 끓는점을 각각 나타낸 것이다.

A~D에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		<보 기>
	ㄱ. 분산력은 A가 가장 크다. ㄴ. 쌍극자 모멘트는 B가 C보다 크다. ㄷ. D의 끓는점이 C보다 높은 주된 이유는 수소 결합 때문이다.

① ㄱ      ② ㄴ      ③ ㄱ, ㄷ    ④ ㄴ, ㄷ    ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

6. 비휘발성, 비전해질 고체 X를 물에 녹여 만든 0.1 M 수용액의 밀도는 [eqn: d](g/mL)이다. 이 수용액의 어는점 내림([eqn: DELTA T _{f}]) 값(℃)은? (단, 물의 몰랄 내림 상수([eqn: K _{f}])는 1.86℃/[eqn: m]이고, X의 화학식량은 60이다.)

① [eqn: {1.86} over {1000d}]            ② [eqn: {1.86} over {1000d-6}]         ③ [eqn: {186} over {1000d}]

④ [eqn: {186} over {1000d-6}]        ⑤ [eqn: {186} over {1000d-60}]

7. 다음은 통열량계를 이용하여 에탄올([eqn: rm C_2 H_5 OH])의 연소열([eqn: Q] )을 구하는 실험이다.

2

[실험 과정]

(가) 에탄올 0.46 g을 통열량계 안에 있는 시료 용기에 넣고 물 1000 g을 채운다.

(나) 물의 온도가 일정해졌을 때의 온도([eqn: t _{1}])를 측정한다.

(다) 점화 장치를 작동하여 에탄올을 완전 연소시킨다.

(라) 젓개로 저으면서 물의 최고 온도([eqn: t _{2}])를 측정한다.

[실험 결과 및 자료]

[eqn: t _{1}](℃)	[eqn: t _{2}](℃)	통열량계의 열용량(kJ/℃)	물의 비열 (J/g․℃)
24.2	26.2	2.8	4.2

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 에탄올의 분자량은 46이다.) [3점]

		<보 기>
	ㄱ. 에탄올의 연소열은 1400 kJ/몰이다. ㄴ. [eqn: t_2]가 실제보다 낮게 측정되면 연소열은 크게 계산된다. ㄷ. (가)에서 500 g의 물로 실험하면 연소열은 2배가 된다.

① ㄱ      ② ㄴ      ③ ㄱ, ㄷ    ④ ㄴ, ㄷ    ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

8. 다음은 기체 [eqn: RM A]와 [eqn: RM B]가 반응하여 기체 [eqn: RM C]를 생성하는 화학 반응식이다.

2[eqn: RM A](g) + [eqn: RM B](g) ⇄ 2[eqn: RM C](g)

표는 강철 용기에 기체 A와 B를 넣고 반응이 평형 (가)에 도달한 후, 온도를 높여 새로운 평형 (나)에 도달했을 때 농도를 나타낸 것이다.

평형	온도(K)	농도(몰/L)
		[eqn: RM A]	[eqn: RM B]	[eqn: RM C]
(가)	[eqn: T]	2	1	3
(나)	2[eqn: T]	㉠	2	-

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		<보 기>
	ㄱ. ㉠은 4이다. ㄴ. 정반응의 엔탈피 변화([eqn: DELTA H] )는 0보다 크다. ㄷ. 평형 상수([eqn: K] )는 (가)가 (나)보다 크다.

① ㄱ      ② ㄴ      ③ ㄱ, ㄷ    ④ ㄴ, ㄷ    ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

9. 그림과 같이 [eqn: t]℃ 물 200 g에 고체 X 100 g을 넣어 포화 용액을 만들었더니 고체 X 50 g이 녹지 않고 남았다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 온도 변화는 없고, 포화 용액의 밀도는 [eqn: d] g/mL이며 X의 화학식량은 [eqn: M ` _{RM X}]이다.)

		<보 기>
	ㄱ. 포화 용액의 퍼센트 농도는 25%이다. ㄴ. 포화 용액의 몰 농도(M)는 [eqn: {200d} over {M ` _{RMX}}]이다. ㄷ. [eqn: t]℃에서 고체 X의 용해도(g/물 100 g)는 25이다.

① ㄱ     ② ㄴ     ③ ㄱ, ㄷ     ④ ㄴ, ㄷ     ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

10. 그림 (가)는 반응 A~C의 온도([eqn: T] )에 따른 자유 에너지 변화([eqn: DELTA G] )를, (나)는 엔탈피 변화([eqn: DELTA H] )와 엔트로피 변화([eqn: DELTA S] )를 부호에 따라 Ⅰ~ Ⅳ 영역으로 구분하여 나타낸 것이다.

(가)                  (나)

A~C를 Ⅰ~ Ⅳ 영역과 옳게 연결한 것은?

A      B      C               A      B      C

①    Ⅰ      Ⅱ      Ⅲ         ②    Ⅱ      Ⅰ      Ⅳ

③    Ⅱ      Ⅳ      Ⅰ         ④    Ⅲ      Ⅳ      Ⅰ

⑤    Ⅲ      Ⅳ      Ⅱ

11. 다음은 25℃에서 산과 염기의 이온화 반응식과 이온화 상수를 나타낸 것이다.

	[eqn: rm HF]([eqn: aq])+[eqn: rm H_2 O]([eqn: l]) ⇄ [eqn: rm F^-]([eqn: aq])+[eqn: rm H_3 O^+]([eqn: aq]) [eqn: K_a]= 6.3✕10[eqn: rm ^-4] [eqn: rm CN^-]([eqn: aq])+[eqn: rm H_2 O]([eqn: l]) ⇄ [eqn: rm HCN]([eqn: aq])+[eqn: rm OH^-]([eqn: aq]) [eqn: K_b]= 1.6✕10[eqn: rm ^-5]

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 25℃에서 물의 이온곱 상수([eqn: K_w])는 1.0×10[eqn: rm ^-14]이다.)

[3점]

		<보 기>
	ㄱ. [eqn: rm H_3 O^+]은 [eqn: rm HF]보다 강한 산이다. ㄴ. 염기의 이온화 상수([eqn: K_b])는 [eqn: rm CN^-]이 [eqn: rm F_` ^-]보다 작다. ㄷ. 25℃에서 1.0 M [eqn: rm NaCN]([eqn: aq])의 pH는 11보다 작다.

① ㄱ      ② ㄴ      ③ ㄱ, ㄷ    ④ ㄴ, ㄷ    ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

12. 다음은 대기압 76 cmHg에서 기체를 반응시키는 실험이다.

	[실험] (가) 그림과 같이 용기에 수소([eqn: rm H _{2}])와 산소([eqn: rm O _{2}]) 기체를 넣는다. (나) 콕을 열어 충분한 시간 동안 두 기체를 혼합시킨다. (다) (나)의 [eqn: rm H _{2}]를 모두 연소시켰더니 액체 상태의 물이 생성되었다. (라) 수은 면의 높이 변화를 관찰한다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 반응 전과 후의 온도는 같고, 연결관과 생성된 물의 부피 및 수증기압은 무시한다.) [3점]

		<보 기>
	ㄱ. (가)에서 [eqn: rm H _{2}]와 [eqn: rm O _{2}]의 분자 수 비는 1 : 1이다. ㄴ. 용기 내 압력은 (나)가 (다)의 4배이다. ㄷ. 수은 면의 높이 차는 (라)가 (가)의 [eqn: {2} over {3}]배이다.

① ㄱ      ② ㄷ      ③ ㄱ, ㄴ    ④ ㄴ, ㄷ    ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

13. 그림은 [eqn: rm MSO_4] 수용액과 [eqn: rm AgNO _{3}] 수용액을 각각 전기 분해할 때, 가해준 전하량에 따라 석출된 금속의 질량을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: rm M]은 임의의 금속 원소이며, [eqn: rm Ag]의 원자량은 108이다.)

		<보 기>
	ㄱ. [eqn: rm M]의 원자량은 64이다. ㄴ. 금속 [eqn: rm M] 6.4 g의 석출에 필요한 전자의 몰수는 0.2이다. ㄷ. 전하량 [eqn: Q] 를 가했을 때 발생된 기체의 몰수는 두 수용액에서 같다.

① ㄱ      ② ㄷ      ③ ㄱ, ㄴ    ④ ㄴ, ㄷ    ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

14. 그림 (가)는 물질 X의 상평형 그림을, (나)는 강철 용기에서 물질 X가 평형을 이루고 있는 것을 나타낸 것이다.

3

(가)

(나)

(나)에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

		<보 기>
	ㄱ. X(g)의 압력은 [eqn: P]보다 크다. ㄴ. 자유 에너지 변화([eqn: DELTA G])는 0이다. ㄷ. 온도를 [eqn: T] 보다 낮추면 X는 고체로만 존재한다.

① ㄱ      ② ㄷ      ③ ㄱ, ㄴ    ④ ㄴ, ㄷ    ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

15. 표는 일정한 온도와 압력에서 아세틸렌([eqn: rm C_2 H_2])과 벤젠([eqn: rm C_6 H_6])의 생성 엔탈피([eqn: DELTA H _{f}])와 연소 엔탈피([eqn: DELTA H _{c}])를 나타낸 것이다.

화합물	[eqn: DELTA H _{f}](kJ/몰)	[eqn: DELTA H _{c}](kJ/몰)
[eqn: rm C_2 H_2](g)	227	[eqn: a]
[eqn: rm C_6 H_6](g)	83	[eqn: b]

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

		<보 기>
	ㄱ. 3[eqn: a] = [eqn: b_{`}] 이다. ㄴ. 결합 에너지 총합은 [eqn: rm C_6 H_6](g)가 [eqn: rm C_2 H_2](g)의 3배이다. ㄷ. 3[eqn: rm C_2 H_2](g) → [eqn: rm C_6 H_6](g) 반응에서 반응 엔탈피([eqn: DELTA H _{}] )는 0보다 작다.

① ㄱ      ② ㄷ      ③ ㄱ, ㄴ    ④ ㄴ, ㄷ    ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

16. 다음은 25℃에서 0.1 M [eqn: rm HA], [eqn: rm NaOH], [eqn: rm HCl] 수용액을 혼합하는 순서를 달리하여 용액 (가)~(라)를 만드는 과정이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 25℃에서 [eqn: rm HA]의 이온화 상수([eqn: K_a])는 2.0×10-4 이다.)

		<보 기>
	ㄱ. (다)에서 [[eqn: rm Na^+]]>[[eqn: rm H ^{+}]]이다. ㄴ. 생성된 물 분자는 (다)가 (나)보다 많다. ㄷ. (가)와 (라)의 pH는 같다.

① ㄴ      ② ㄷ      ③ ㄱ, ㄴ    ④ ㄱ, ㄷ    ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

17. 표는 온도에 따른 물([eqn: rm H_2 O])의 증기 압력을, 그림은 [eqn: rm `H _{2`} O]([eqn: l])과 [eqn: rm `H _{2`} O](g)가 평형 상태에 있는 (가)에서 조건을 변화시켜 새로운 평형 상태 (나)와 (다)가 되었을 때 기체 부피([eqn: V] )와 온도([eqn: T] )를 나타낸 것이다.

4

온도(K)	증기 압력(mmHg)
[eqn: T_1]	25
[eqn: T_2]	100

(가)              (나)              (다)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 물의 부피 변화는 무시한다.) [3점]

		<보 기>
	ㄱ. 증발 속도는 (나)가 (가)보다 빠르다. ㄴ. 25 mmHg에서 물의 끓는점은 [eqn: T_1]이다. ㄷ. [eqn: rm `H _{2`} O](g)의 분자 수는 (다)가 (나)의 4배이다.

① ㄱ      ② ㄴ      ③ ㄱ, ㄷ    ④ ㄴ, ㄷ    ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

18. 다음은 기체 A와 B가 반응하여 기체 C를 생성하는 화학 반응식이다.

A(g) + [eqn: b]B(g) ⇄ 2C(g) ([eqn: b]는 반응 계수)

그림은 부피가 1 L인 강철 용기에서 반응의 초기 상태와 평형 상태를 나타낸 것이다. 온도는 일정하며, 기체 A의 몰분율은 두 상태 모두 0.5이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 평형 상수는 [eqn: K`= rm ` {[C]` ^{2}} over {[A][B] it rm ` ^{it b rm} rm}]이다.) [3점]

		<보 기>
	ㄱ. [eqn: b]는 3이다. ㄴ. 평형 상수([eqn: K])는 [eqn: {2} over {3}]이다. ㄷ. 평형 상태일 때 [eqn: rm B]의 부분 압력은 0.5 기압이다.

① ㄱ      ② ㄴ      ③ ㄱ, ㄷ    ④ ㄴ, ㄷ    ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

19. 다음은 25℃에서 화학 전지와 표준 환원 전위([eqn: E^{rmo])를 나타낸 것이다.

	[eqn: rm Zn^2+]([eqn: aq]) + 2[eqn: e^-] → [eqn: rm Zn]([eqn: s]) [eqn: E^{rmo]=-0.76 V [eqn: rm Fe ^{2+}]([eqn: aq]) + 2[eqn: e^-] → [eqn: rm Fe]([eqn: s]) [eqn: E^{rmo]=-0.45 V [eqn: rm Fe^3+]([eqn: aq]) + [eqn: e^-] → [eqn: rm Fe^2+]([eqn: aq]) [eqn: E^{rmo]=+0.77 V

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

		<보 기>
	ㄱ. 표준 전지 전위는 +2.30 V이다. ㄴ. 전자는 [eqn: rm Zn] 전극에서 [eqn: rm Pt] 전극으로 이동한다. ㄷ. 반응이 진행되면 [eqn: rm Fe^3+]의 농도가 감소한다.

① ㄱ      ② ㄷ      ③ ㄱ, ㄴ    ④ ㄴ, ㄷ    ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

20. 표는 20℃, 1 기압에서 서로 반응하지 않는 기체 [eqn: rm A]와 [eqn: rm B]의  물에 대한 용해도이다.

기체	[eqn: rm A]	[eqn: rm B]
용해도([eqn: 10^-3] g/L)	40	20

그림 (가)는 1 기압에서 20℃의 물 1 L에 기체 [eqn: rm A]가 포화된 것을, (나)는 (가)에 기체 B를 넣어 두 기체 모두 포화된 것을 나타낸 것이다.

(가)                    (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 온도는 일정하고 기체 [eqn: rm A], [eqn: rm B]는 헨리 법칙을 따르며, A, B의 용해에 따른 수용액의 부피 변화는 없다. 물의 증기압, 피스톤의 질량과 마찰은 무시한다.) [3점]

		<보 기>
	ㄱ. (가)에서 용해된 [eqn: rm A]의 질량은 0.04 g이다. ㄴ. 기체 [eqn: rm A]의 압력은 (가)가 (나)의 3배이다. ㄷ. (나)에서 용해된 기체의 질량은 [eqn: rm A]와 [eqn: rm B]가 같다.

① ㄱ      ② ㄴ      ③ ㄱ, ㄷ    ④ ㄴ, ㄷ    ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

* 확인 사항

◦ 답안지의 해당란에 필요한 내용을 정확히 기입(표기)했는지 확인하시오.