화학Ⅰ 정답

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

해 설

1. [출제의도] 탄소 동소체의 구조를 이해한다.

[eqn: rm X]는 풀러렌이다.

2. [출제의도] 구성 원소와 원자를 구분한다.

ㄴ, ㄷ. 3원자 분자는 [eqn: rm CO_2], [eqn: rm H_2 O]이고, 요소의 구성 원소는 [eqn: rm C], [eqn: rm O], [eqn: rm N], [eqn: rm H]이다.

3. [출제의도] 원자의 구성 입자를 파악한다.

㉠은 중성자, ㉡은 양성자, ㉢은 전자이다.

4. [출제의도] DNA의 구성 물질의 성질을 이해한다.

㉠은 사이토신, ㉡은 세린, ㉢은 아세트산이다.

5. [출제의도] 화학 반응식의 반응 계수를 구하기 위해 필요한 자료를 찾는다.

ㄱ, ㄴ. [eqn: rm M( it s)], [eqn: rm H_2](g)의 몰수비를 구하면 화학 반응식을 완성할 수 있다.

6. [출제의도] 산과 염기 수용액의 이온 모형을 이해한다.

두 수용액에 공통으로 존재하는 ☆은 [eqn: rm OH^-]이다.

7. [출제의도] 이온 결합과 공유 결합을 이해한다.

㉠ ~ ㉢은 각각 [eqn: rm CO_2], [eqn: rm Na_2 O], [eqn: rm HCl]이다. [eqn: rm HCl( it aq)]에는 [eqn: rm H^+], [eqn: rm Cl^-]이 있다.

8. [출제의도] 2주기 원소의 주기성을 이해한다.

ㄱ. [eqn: rmW] ~ [eqn: rm Z]는 각각 [eqn: rmF], [eqn: rmLi], [eqn: rmO], [eqn: rmN]이다.

[오답풀이] ㄴ. 원자 반지름은 [eqn: rm][eqn: rm X]([eqn: rmLi])가 [eqn: rm Y]([eqn: rmO])보다 크다. ㄷ. [eqn: rm Y]([eqn: rmO])와 [eqn: rm Z]([eqn: rmN])는 전자가 들어 있는 오비탈 수가 5로 같다.

9. [출제의도] 전자 배치의 원리를 적용한다.

오비탈의 에너지 준위는 [eqn: 4s] < 3[eqn: d]이고, 한 오비탈에 들어 있는 두 전자는 스핀 방향이 반대이어야 한다.

10. [출제의도] 수소 원자에서 전자 전이를 이해한다.

ㄴ. [eqn: b]는 [eqn: n] = 3 → [eqn: n] = 2, [eqn: d]는 [eqn: n] = 2 → [eqn: n] = 1, [eqn: e]는 [eqn: n] = 3 → [eqn: n] = 1이다. ㄷ. [eqn: f]는 [eqn: n] = 4 → [eqn: n] = 1이므로 [eqn: y] = [eqn: {15} over {16} k]이다.

[오답풀이] ㄱ. [eqn: x] = 4이다.

11. [출제의도] 아보가드로 법칙을 이해한다.

(나)에서 같은 질량의 부피비가 [eqn: rm A] : [eqn: rm B] = 1 : 2이므로 분자량과 밀도는 [eqn: rm A]가 [eqn: rm B]의 2배이다.

12. [출제의도] 분자의 구조와 성질을 이해한다.

(가)~(다)는 각각 [eqn: rm NF_3], [eqn: rm CF_4], [eqn: rm OF_2]이다.

13. [출제의도] 실험식과 분자식을 구한다.

[eqn: rm X] 44 mg에 포함된 [eqn: rm C]와 [eqn: rm H]의 질량은 각각 24 mg, 4 mg이므로 [eqn: rm O]의 질량은 16 mg이다. [eqn: rm X]의 실험식은 [eqn: rm C_2 H_4 O]이다. [eqn: rm (C _{2} H _{4} O) _{itn}] 1몰을 완전 연소시킬 때 반응하는 [eqn: rm O_2]는 5몰이므로 [eqn: rm X]의 분자식은 [eqn: rm C_4 H_8 O_2]이다.

14. [출제의도] 원소의 주기성을 이해한다.

[eqn: rm A] ~ [eqn: rm C]는 각각 [eqn: rm O], [eqn: rm F], [eqn: rm Na]이다. 제2 이온화 에너지는 1족 원소인 [eqn: rm C]([eqn: rm Na])가 가장 크고, 16족 원소인 [eqn: rm A]([eqn: rm O])가 17족 원소인 [eqn: rm B]([eqn: rm F])보다 크다.

15. [출제의도] 화학 결합 모형을 이해한다.

[eqn: rm A] ~ [eqn: rm D]는 각각 [eqn: rm C], [eqn: rm O], [eqn: rm N], [eqn: rm H]이므로 (가)~(다)는 각각 [eqn: rm C_2 H_2], [eqn: rm H_2 O_2], [eqn: rm N_2 H_2]이다.

16. [출제의도] 산화 환원 반응을 이해한다.

2주기 원소인 [eqn: rmX]는 산소([eqn: rmO])이다. [eqn: rm H_2 X]와 [eqn: rm H_3 X^+]에서 [eqn: rm X]의 산화수는 -2로 같다.

17. [출제의도] 중화 반응의 양적 관계를 파악한다.

(가)와 (나)에서 [eqn: rm {X~이온~수} over {전체~이온~수}]가 [eqn: 1 over2]로 일정하므로 [eqn: rm X] 이온은 [eqn: rm Cl^-]이다. (가)~(다)에 들어 있는 [eqn: rm Cl^-]의 수는 일정하므로 [eqn: {4} over {3} N] × ([eqn: x] + 10) = [eqn: N] × ([eqn: x] + 20) = [eqn: {2} over {3} N] × ([eqn: x] + [eqn: y])이다. 따라서 [eqn: x] = 20, [eqn: y] = 40이다.

18. [출제의도] 금속의 산화 환원 반응을 이해한다.

(나)에서 반응 후 [eqn: rmB]가 남아 있고 금속 이온의 가짓수가 2이므로 [eqn: rmA ^{itm+}]과 [eqn: rmC ^{+}] 중 한 이온만 [eqn: rmB]와 반응한다. (가)에서도 반응이 일어났으므로 금속의 산화되기 쉬운 정도는 [eqn: rm A] > [eqn: rm B] > [eqn: rm C]이다. (가), (나)에서 전체 금속 이온의 몰수가 각각 2[eqn: N], 4[eqn: N] 감소하였으므로 [eqn: m] = 2, [eqn: n] = 3이다. 반응 전과 후 금속과 금속 이온의 몰수는 다음과 같다.

과정	반응 전 몰수		반응 후 금속 이온 몰수
	금속	금속 이온
(가)	[eqn: rm A] 6[eqn: N]	[eqn: rm B^3+] 4[eqn: N] [eqn: rm C^+] 6[eqn: N]	[eqn: rm A^2+] 6[eqn: N] [eqn: rm B^3+] 2[eqn: N]
(나)	[eqn: rm B] 6[eqn: N]	[eqn: rm A^2+] 4[eqn: N] [eqn: rm C^+] 6[eqn: N]	[eqn: rm A^2+] 4[eqn: N] [eqn: rm B^3+] 2[eqn: N]

19. [출제의도] 탄화수소의 구조를 이해한다.

(가)~(다)는 각각 에테인([eqn: rm C_2 H_6]), 프로파인([eqn: rm C_3 H_4]), 사이클로프로페인([eqn: rm C_3 H_6])이다.

탄화수소	(가)	(나)	(다)
구조식	[eqn: rm H _{3} C-CH _{3}]	[eqn: rm HC == C-CH _{3}]	△
분자량	30	40	42

1 g에 들어 있는 [eqn: rm C] 원자의 몰수는 (가), (나)가 각각 [eqn: 2 over 30], [eqn: rm 3 over 40]이다.

20. [출제의도] 화학 반응에서 양적 관계를 이해한다.

생성된 [eqn: rm C]의 질량비는 Ⅰ : Ⅱ : Ⅲ = 10 : 10 : 20 = 1 : 1 : 2이다. 또한 반응 후 전체 기체의 부피비가 Ⅰ : Ⅱ : Ⅲ = 1 : 2 : 2이고, 분자량은 [eqn: rm B]가 [eqn: rm A]보다 크므로 Ⅰ ~ Ⅲ에서 남은 반응물은 각각 [eqn: rm B], [eqn: rm A], [eqn: rm A]이다. 따라서 [eqn: rm C] 10 g의 몰수를 [eqn: n]이라고 하면 각 실험에서 반응 후 기체에 대한 자료는 다음과 같다.

실험	남은 반응물		[eqn: rm C]		전체 기체의 몰수
	질량	몰수	질량	몰수
Ⅰ	[eqn: rm B] 4 g	[eqn: 1 over 2][eqn: n]	10 g	[eqn: n]	[eqn: 3 over2][eqn: n]
Ⅱ	[eqn: rm A] 8 g	2[eqn: n]	10 g	[eqn: n]	3[eqn: n]
Ⅲ	[eqn: rm A] 4 g	[eqn: n]	20 g	2[eqn: n]	3[eqn: n]

분자량비는 [eqn: rm A] : [eqn: rm B] : [eqn: rm C] = [eqn: 4 over n] : [eqn: 4 over {1 over 2 n}] : [eqn: 10 over n] = 2 : 4 : 5이므로 반응 질량비는 [eqn: rm A] : [eqn: rm B] : [eqn: rm C] = 2 : (10 - 2) : 10 = 1 : 4 : 5이고, 화학 반응식은 [eqn: rm A](g) + 2[eqn: rm B](g) → 2[eqn: rm C](g)이다. 반응 전 반응물의 질량은 Ⅰ에서 [eqn: rmA], [eqn: rmB]가 각각 2 g, 12 g이고, Ⅲ에서 [eqn: rmA], [eqn: rmB]가 각각 8 g, 16 g이다.