화학 I 정답

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

해 설

1. [출제의도] 이온의 표시 방법 이해하기

[eqn: rmX]의 질량수가 16이고 양성자 수와 중성자 수는 같으므로 각각 8이다. 전자 수는 10이므로 –2가 음이온이다. 따라서 [eqn: {}_{```8}^{16} rm X rm ^{``2-}] 이다.

2. [출제의도] 물질의 결합 구조 이해하기

메테인([eqn: rm CH _{4}])은 탄소 동소체가 아니며 분자로 존재한다. (가)와 (나)에서 1개의 탄소 원자는 4개의 원자와 공유 결합한다.

3. [출제의도] 화학 반응식에서 물질 분류하기

㉠은 [eqn: rm H _{2} O]이고, ㉡은 [eqn: rm H _{2}]이다. [eqn: rm H _{2} O]은 2종류의 원소로 이루어진 화합물이고, [eqn: rm H _{2} O _{2}]와 [eqn: rm H _{2} O]의 구성 원소는 [eqn: rm H]와 [eqn: rm O]로 동일하다.

4. [출제의도] 실험 과정 이해를 통한 탐구 주제 찾기

염화 나트륨([eqn: rm NaCl])의 고체 상태와 수용액 상태의 전기 전도성을 측정하여 이온 결합 물질의 성질을 확인하는 실험이다.

5. [출제의도] 바닥 상태의 전자 배치 비교하기

바닥 상태의 원자 [eqn: rmX]와 [eqn: rm Y]의 전자 배치는 각각[eqn: 1s ^{2}][eqn: 2s ^{2}][eqn: 2p _{}^{2}], [eqn: 1s ^{2}][eqn: 2s ^{2}][eqn: 2p _{}^{4}]이다. [eqn: rmX], [eqn: rm Y] 모두 홀전자 수는 2, [eqn: s]오비탈의 전자 수는 4이다. 전자가 들어 있는 [eqn: p]오비탈의 수는 [eqn: rmX]는 2, [eqn: rm Y]는 3이다.

6. [출제의도] 알칼리 금속의 주기성 이해하기

[eqn: rmLi], [eqn: rm Na], [eqn: rm K]에서 원자 번호가 증가할수록 원자 반지름은 증가, 이온화 에너지는 감소, 원자가 전자 수는 1로 일정하다.

7. [출제의도] 탄산 칼슘의 열분해 실험으로 양적 관계 확인하기

화학 반응식은 [eqn: rm CaCO _{3}]([eqn: s]) [eqn: ->] [eqn: rm CaO]([eqn: s]) [eqn: +] [eqn: rm CO _{2}](g)이다. 발생한 [eqn: rm CO_2]의 질량은 [eqn: w _{1} `-`w _{2} =2.2] g이므로 몰수는 0.05몰이다. 분해된 [eqn: rm CaCO_3]과 생성된 [eqn: rm CO_2]의 몰수는 같으므로 분해된 [eqn: rm CaCO_3] 0.05몰의 질량은 5 g이다.

8. [출제의도] 이온의 전자 배치 모형을 이용한 화학 결합 이해하기

[eqn: rm A], [eqn: rmB], [eqn: rmC]는 각각 [eqn: rmLi], [eqn: rmN], [eqn: rmO]이므로 [eqn: rm A]([eqn: rmLi])와 [eqn: rmB]([eqn: rmN])는 2주기 원소이다. [eqn: rm A_2 C]([eqn: rm Li_2 O])는 금속 양이온([eqn: rm Li^+])과 비금속 음이온([eqn: rm O^2-])이 결합한 물질로 액체 상태에서 전기 전도성이 있다. [eqn: rmB]와 [eqn: rmC]가 결합한 화합물은 비금속 원소인 [eqn: rmN]와 [eqn: rmO]가 결합한 공유 결합 물질이다.

9. [출제의도] 원자핵을 구성하는 입자 수 변화 이해하기

원자핵을 구성하는 입자의 수인 ㉠은 양성자 수이다. [eqn: rmB] [eqn: rarrow] [eqn: rmC]로 될 때 양성자 수와 중성자 수가 각각 2씩 감소하므로 감소한 질량수는 4이다. [eqn: rm A]와 [eqn: rmB]의 원자핵은 양성자 수가 다르므로 동위 원소의 원자핵이 아니다.

10. [출제의도] 원소의 주기적 성질 분석하기

15족, 16족, 17족 원소의 홀전자 수는 각각 3, 2, 1이므로 주어진 원소들의 [eqn: rm {전기``음성도} over {홀전자```수}]값은 0.7, 1, 1.25, 1.75, 3, 4이다.

11. [출제의도] 화학식량과 몰의 관계 분석하기

같은 질량일 때 분자량과 몰수는 반비례한다.[eqn: rm CH _{4}] : [eqn: rm H_2]의 분자량 비는 8 : 1이므로 몰수 비는 1 : 8이다. 따라서 [eqn: a] = 5이다. 같은 질량일 때 [eqn: rm CH _{4}]과 [eqn: rm H_2]에서 [eqn: rmH]의 몰수 비는 1×4 : 8×2 = 1 : 4이다. 화학식량 비는 (가) : [eqn: rm H_2] = 20 : 1이므로 (가)의 화학식량은 40이다.

12. [출제의도] 원소의 전자 배치 적용하기

(가)에 해당하는 원소는 [eqn: rmO]([eqn: 1s ^{ 2}2s ^{ 2}2p ^{ 4}])와 [eqn: rmMg]([eqn: 1s ^{2} 2s ^{2} 2p ^{6} 3s ^{2}])이다. (나)에 해당하는 원소는 [eqn: rm N e]([eqn: 1s ^{2} 2s ^{2} 2p ^{6}])와 [eqn: rm P]([eqn: 1s ^{2} 2s ^{2} 2p ^{6} 3s ^{2} 3p ^{3}])이다.

13. [출제의도] 화학 결합에서 전자가 관여함을 이해하기

주어진 화학 반응식은 [eqn: rm 2F _{2}](g) [eqn: ＋`` rm O _{2}](g) [eqn: -> ``` rm 2OF _{2}](g)와 [eqn: rm 4Na it (s)``＋`` rm O _{2}](g) [eqn: -> ``` rm 2Na _{2} O it (s)]이다. [eqn: rmF]의 원자가 전자 수는 7이다. [eqn: rm Na _{2} O( it s)]은 이온 결합 물질이다. [eqn: rm F _{2}]와 [eqn: rm O _{2}]의 비공유 전자쌍의 수는 6과 4이다.

14. [출제의도] 성분 원소의 질량비 자료를 분석하여 분자식 구하기

[eqn: rmA]와 [eqn: rmB]는 각각 0.8g과 0.7g을 기준으로 할 때 일정한 정수비이면서 구성 원자 수가 3 이하인 분자가 될 수 있다. (가)~(다)의 분자식은 각각 [eqn: rm AB _{2}], [eqn: rm A _{2} B], [eqn: rmAB]이다.

15. [출제의도] 원소 분석 실험 자료로 탄소 화합물의 실험식 구하기

탄소 화합물 [eqn: rmX]의 [eqn: rmH]질량은 [eqn: rm 48 TIMES {2} over {16} =6`mg]이고,

탄소 화합물 [eqn: rmX]의 [eqn: rm C]질량은 [eqn: rm 64 TIMES {12} over {32} =24`mg]이고,

탄소 화합물 [eqn: rmX]의 [eqn: rm O]질량은 [eqn: rm 46-(6+24)=16`mg]이다. [eqn: rm C:H:O]의 몰수 비는 [eqn: {24} over {12} : {6} over {1} : {16} over {16} `=`2:6:1]이므로 실험식은 [eqn: rm C _{2} H _{6} O]이다.

16. [출제의도] 핵전하와 유효 핵전하를 비교하여 주기적 성질 적용하기

(가)는 핵전하([eqn: Z])이고, (나)는 유효 핵전하([eqn: Z ^{*}])이다. [eqn: rmA]~[eqn: rmE]는 각각 [eqn: rm F,``` N e ,```Na,```Mg,```Al]이다. 원자 반지름은 [eqn: rm Al] > [eqn: rm F]이다. [eqn: rmNa]이 [eqn: rm Na ^{+}]으로 되면 [eqn: Z]는 변화가 없고 전자 껍질 수가 감소하므로 [eqn: Z ^{*}]는 증가한다.

17. [출제의도] 원소의 주기적 성질 자료 분석하기

[eqn: rmA], [eqn: rm B]는 금속 원소이고 [eqn: rm C], [eqn: rm D]는 비금속 원소이다. [eqn: {E _{2}} over {E _{1}}]가 가장 큰 [eqn: rm B]는 [eqn: rm Na]이고, 비금속 중 [eqn: {E _{2}} over {E _{1}}]의 크기는 [eqn: rm O]가 [eqn: rm F]보다 크다. [eqn: rmA], [eqn: rm B], [eqn: rm C], [eqn: rm D]는 각각 [eqn: rm Mg], [eqn: rm Na], [eqn: rm F], [eqn: rm O]이다. [eqn: rm Na]의 전자 배치는 [eqn: 1s ^{2}][eqn: 2s ^{2}][eqn: 2p _{}^{6}][eqn: 3s ^{1}]이고, [eqn: rm F]의 전자 배치는 [eqn: 1s ^{2}][eqn: 2s ^{2}][eqn: 2p _{}^{5}]이므로 홀전자 수는 같다. [eqn: rm O ^{2-}], [eqn: rm F ^{-}], [eqn: rm Na ^{+}], [eqn: rm Mg ^{2+}] 중에서 양성자 수가 가장 작은 [eqn: rm O ^{2-}]의 반지름이 가장 크다.

18. [출제의도] 수소 원자의 선 스펙트럼 분석하기

[eqn: DELTA n]이 1인 경우 [eqn: n=4``` -> ``n`=`3], [eqn: n=3``` -> ``n`=`2], [eqn: n=2``` -> ``n`=`1]이고, 이때 방출되는 빛의 파장은 각각 λ[eqn: {}_{a}], λ[eqn: {}_{b}], λ[eqn: {}_{c}]이다. [eqn: DELTA n]이 2인 경우  [eqn: n=4``` ->][eqn: `n`=`2], [eqn: n=3``` -> ``n`=`1]이다. [eqn: DELTA n]이 3인 경우 [eqn: n=4``][eqn: ` -> ``n`=`1]이다. 빛의 파장과 에너지는 반비례하기 때문에 ㉡에 해당하는 에너지가 λ[eqn: {}_{a}], λ[eqn: {}_{b}], λ[eqn: {}_{c}]에 해당하는 에너지 합과 같다.

19. [출제의도] 화합물의 구성 원자 수의 비를 만족하는 화합물 찾기

주어진 [eqn: rm N], [eqn: rm O], [eqn: rmF], [eqn: rm Na]이 옥텟 규칙을 만족하는 다양한 화합물 (가)~(라)를 형성할 때 구성 원자 수의 비를 모두 만족하려면 [eqn: rmA], [eqn: rm B], [eqn: rm C], [eqn: rm D]는 각각 [eqn: rmF], [eqn: rm Na], [eqn: rm O], [eqn: rm N]이고, 원자가 전자 수는 각각 7, 1, 6, 5이다. (가)와 (다)는 이온 결합 화합물이고 (나)와 (라)는 공유 결합 화합물이다.

화합물	(가)	(나)	(다)	(라)
	[eqn: rm NaF]	[eqn: rmOF _{2}]	[eqn: rm Na _{2} O]	[eqn: rm NF _{3}]
구성 원자 수의 비	[eqn: rm {rm A} over {rm B it rm}]=[eqn: rm {rm F} over {rm Na it rm}]	[eqn: rm {rm A} over {rm C it rm}]=[eqn: rm {rm 2F} over {rm O it rm}]	[eqn: rm {rm B} over {rm C it rm}]=[eqn: rm {rm 2Na} over {rm O it rm}]	[eqn: rm {rm A} over {rm D it rm}]=[eqn: rm {rm 3F} over {rm N it rm}]
	1	2	2	3

20. [출제의도] 화학 반응에서의 양적 관계로 분자량 도출하기

[eqn: rmB]의 질량이 [eqn: w]g일 때, [eqn: {전체``기체``몰수} over {rm C의``몰수 it}]가 최솟값이기 때문에 [eqn: rm A], [eqn: rm B]가 모두 반응하여 [eqn: rm C]가 생성되므로 전체 기체 부피는 [eqn: rm C]기체의 부피이며 48L는 2몰이다.

[eqn: rm A], [eqn: rm B], [eqn: rm C]의 몰수를 각각 [eqn: n _{A} ,``n _{B} ,``n _{C}]라고 하면,

[eqn: rmB]가 0.5[eqn: w]g일 때, [eqn: rm C]는 1몰 생성되고, [eqn: {n _{A} ``+n _{C}} over {n _{C}}] = 1.5이므로 반응 후 남은 [eqn: n _{A} `]는 0.5몰이다. 따라서 반응 전 [eqn: rm A]는 1몰이다.

[eqn: rmB]가 2[eqn: w]g일 때, [eqn: rm C]는 2몰 생성되고, [eqn: {n _{B} ``+n _{C}} over {n _{C}}] = 1.5이므로 반응 후 남아 있는 [eqn: n _{B} `]와 질량은 1몰, [eqn: w]g이다. 따라서 [eqn: rm B]의 분자량은 [eqn: w]이다.

	[eqn: rm B= it w rmg]일 때	[eqn: rmA] + [eqn: b][eqn: rmB] → [eqn: c][eqn: rmC]
	반응 전	1몰 1몰
	반응	-1몰 -1몰 +2몰
	반응 후	0 0 2몰

계수 [eqn: b] = 1, [eqn: c] = 2이고, [eqn: x= {전체```기체```몰수} over {rm C의```몰수 it} =1]이다.

∴ [eqn: {rm B의``분자량 it} over {x+b+c it} = {w} over {1+1+2 it} = {w} over {4}]