1. 다음은 어떤 에너지에 대한 설명이다.

2014학년도 10월 고3 전국연합학력평가 문제지

과학탐구 영역(화학Ⅱ)

제 4 교시

성명			수험번호						3

과학탐구 영역

(화학Ⅱ)

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과학탐구 영역

(화학Ⅱ)

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1

32

		< 보 기 >

11

32

◦ 물에서 얻을 수 있다.

11

32

◦ 오염 물질을 배출하지 않는다.

◦ 최근에는 태양광 에너지를 이용한 광분해로 얻는 방법이 개발되고 있다.

이 에너지로 가장 적절한 것은?

① 수소 에너지	② 조력 에너지	③ 지열 에너지

④ 풍력 에너지	⑤ 수력 에너지

2. 그림은 기체 [eqn: rmA]와 [eqn: rmB]가 반응하여 기체 [eqn: rmC]가 생성되는 반응에서, 촉매를 사용하지 않은 반응 경로 (가)와 촉매를 사용한 반응 경로 (나)의 에너지 변화를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. 결합 에너지의 총합은 반응물이 생성물보다 크다. ㄴ. 반응 속도 상수는 (가)가 (나)보다 크다. ㄷ. (나)에서 사용한 촉매는 정촉매이다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

3. 그림은 25 ℃, 1기압에서 몇 가지 반응의 엔탈피([eqn: H`]) 변화를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. [eqn: rm C _{2} H _{6}](g)의 분해 엔탈피는 [eqn: - {DELTA H _{2}} over {2}]이다. ㄴ. [eqn: rm C _{2} H _{6}](g)의 연소 엔탈피는 [eqn: { DELTA H _{3}} over {2}]이다. ㄷ. [eqn: rm C _{2} H _{4}](g)+[eqn: rmH _{2}](g) → [eqn: rm C _{2} H _{6}](g)의 반응 엔탈피는 [eqn: DELTA H _{1} + DELTA H _{2}]이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

4. 그림은 16족 원소 [eqn: rmA] ~ [eqn: rmD]의 수소 화합물의 끓는점을 주기에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: rmA] ~ [eqn: rmD]는 임의의 원소 기호이다.)

		< 보 기 >
	ㄱ. [eqn: rm H _{2} A]는 분자 사이에 수소 결합을 한다. ㄴ. [eqn: rm H _{2} B]는 분자 사이에 쌍극자-쌍극자 힘이 존재한다. ㄷ. 분산력은 [eqn: rm H _{2} D]가 [eqn: rm H _{2} C]보다 크다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

5. 그림은 고체 (가)~(다)의 결정 구조를 모형으로 나타낸 것이다.

(가)	(나)	(다)

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

		< 보 기 >
	ㄱ. (가)는 분자 결정이다. ㄴ. (나)에서 [eqn: rm Na ^{+}]과 가장 인접한 [eqn: rm Cl ^{-}]은 6개이다. ㄷ. (다)에서 단위 세포에 포함된 [eqn: rm Na]은 2개이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

6. 그림 (가)와 (나)는 25 ℃에서 같은 양의 물이 들어 있는 실린더에 질소([eqn: rm N _{2}]) 기체를 넣은 후 평형에 도달한 상태를 나타낸 것이다.

(가)	(나)

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 대기압은 1기압이고, 물의 증기압 및 피스톤의 질량과 마찰은 무시한다.) [3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. 물에 녹아 있는 [eqn: rm N _{2}]의 질량은 (나)가 (가)의 2배이다. ㄴ. (가)에 [eqn: rm He]을 넣어 주면 물에 녹는 [eqn: rm N _{2}]의 질량은 증가한다. ㄷ. (나)에서 고정 장치를 풀면 피스톤의 높이는 [eqn: 2h]가 된다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

7. 다음은 300 K에서 물질 [eqn: rmX]의 분자량을 측정하기 위한 실험이다.

[실험]

(가) [eqn: rmX] 1 g을 증류수에 녹여 200 mL의 수용액을 만들었다.

(나) 반투막으로 분리된 U자관에 물과 (가)의 [eqn: rmX] 수용액을 같은 부피만큼 각각 넣고 충분한 시간이 지난 후 [eqn: rmX] 수용액 쪽의 액면이 높아졌다.

12

32

(다) [eqn: rmX] 수용액에 [eqn: a]기압을 가했더니 물과 수용액의 액면의 높이가 같아졌다.

(나)	(다)

실험 결과로 구한 [eqn: rm X]의 분자량은? (단, 기체 상수 [eqn: R] = [eqn: k] 기압 ․ L/몰 ․ K이고, [eqn: rm`X]는 비휘발성, 비전해질이다.)

① [eqn: {500k} over {a}]	② [eqn: {750k} over {a}]	③ [eqn: {a} over {750k}]	④ [eqn: {1500k} over {a}]	⑤ [eqn: {a} over {1500k}]

8. 표는 수용액 (가)~(라)의 끓는점 오름([eqn: DELTA T _{b}])을 나타낸 것이다.

수용액	물 100 g에 용해된 용질의 질량	[eqn: DELTA T _{b}](℃)
(가)	[eqn: rmA] 3 g + [eqn: rmB] 9 g	[eqn: 2`a]
(나)	[eqn: rmA] 3 g + [eqn: rmB] 18 g	[eqn: 3`a]
(다)	[eqn: rmB] 18 g + [eqn: rmC] 7.5 g	[eqn: 7`a]
(라)	[eqn: rmA] 3 g + [eqn: rmC] 7.5 g	㉠

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: rmA] ~ [eqn: rmC]는 비휘발성, 비전해질이고 서로 반응하지 않는다.)

[3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. 분자량은 [eqn: rmA`]가 [eqn: rmB]의 3배이다. ㄴ. 어는점은 (가)가 (다)보다 높다. ㄷ. ㉠은 [eqn: 6`a]이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

9. 그림은 25 ℃에서 어떤 반응 (가)~(다)의 [eqn: DELTA H`]와 [eqn: DELTA G`]를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. 25 ℃에서 (가)는 비자발적이다. ㄴ. (나)는 10 ℃에서 자발적이다. ㄷ. 25 ℃에서 (다)는 [eqn: LEFT | DELTA H` RIGHT | `>` LEFT | T DELTA S` RIGHT |]이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

10. 그림은 일정한 온도에서 콕이 닫힌 진공 상태의 용기 [eqn: rmA], [eqn: rmB]에 물 90 g과 20 % [eqn: rmX] 수용액 90 g을 순서 없이 넣고 충분한 시간이 지난 후의 상태를 나타낸 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: rmX]는 비휘발성, 비전해질이고, 대기압은 760 mmHg이며, 물의 분자량은 18이다.) [3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. 용기 [eqn: rm B]에는 [eqn: rmX] 수용액이 들어 있다. ㄴ. [eqn: rmX]의 분자량은 180이다. ㄷ. 콕을 열어 충분한 시간이 지나면 [eqn: h _{1}]과 [eqn: h _{2}]의 차는 678 mm가 된다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

11. 그림은 0.1 M [eqn: rm HA]([eqn: aq]) 100 mL에 0.1 M [eqn: rm NaOH]([eqn: aq]) [eqn: x] mL를 섞어 혼합 용액을 만드는 과정을 나타낸 것이다.

(가)	(나)	(다)

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?(단, 수용액의 온도는 25 ℃로 일정하다.) [3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. (나)에서 [eqn: x]는 50이다. ㄴ. (다)의 pH는 5이다. ㄷ. (다)에 [eqn: rm NaA(it s)]를 첨가하면 pH는 증가한다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

12. 다음은 온도 [eqn: T`]에서 기체 [eqn: rmX]가 반응하여 기체 [eqn: rmY]와 [eqn: rmZ]가 생성되는 반응의 열화학 반응식이다.

[eqn: rm 2`X](g) → [eqn: it a rm` Y](g) + [eqn: it b` rm Z](g)   [eqn: DELTA H] > 0, [eqn: DELTA G] < 0

([eqn: a], [eqn: b]는 반응 계수이다.)

이 반응에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. [eqn: LEFT | DELTA S _{계} RIGHT | `>` LEFT | DELTA S _{주위} RIGHT |]이다. ㄴ. [eqn: a`+`b]는 2보다 작다. ㄷ. [eqn: T`]보다 높은 온도에서 비자발적이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

13. 다음은 수산화 바륨과 염화 암모늄의 반응에 대한 실험이다.

21

32

[화학 반응식]

[eqn: rm Ba(OH) _{2} `·`8`H _{2} O( it s) rm `+`2`NH _{4} Cl( it s)]

[eqn: -> `` rm BaCl _{2} (it`s)`rm`+`10`H _{2} O( it `l) rm `+`2`NH _{3}](g)

[실험]

21

32

(가) 나무판의 중앙에 물 10방울 정도를 떨어뜨리고, 수산화 바륨이 담긴 삼각 플라스크를 올려놓는다.

(나) (가)의 삼각 플라스크에 염화 암모늄을 넣고 유리 막대로 잘 저어준 후, 몇 분 뒤 삼각 플라스크를 들어 올렸더니 그림과 같이 나무판이 함께 들렸다.

이 반응에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. 흡열 반응이다. ㄴ. 주위의 엔트로피는 감소한다. ㄷ. 자유 에너지 변화([eqn: DELTA G`])는 0보다 작다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

14. 다음은 기체 [eqn: rm A]와 [eqn: rmB]가 반응하여 기체 [eqn: rm C]가 생성되는 반응의 화학 반응식과 반응 속도식을 나타낸 것이다.

[eqn: rm 2`A](g) + [eqn: rm`B](g) → [eqn: rmC](g)  [eqn: v=k`[ rm A] ^{it m rm} `[ rm B] ^{it n rm}]

([eqn: k]는 반응 속도 상수이고, [eqn: m]과 [eqn: n]은 반응 차수이다.)

표는 강철 용기에서 [eqn: rmA]와 [eqn: rmB]를 반응시켰을 때, 반응 전 기체의 부분 압력과 반응 시간이 [eqn: t]초일 때 기체의 전체 압력을 나타낸 것이다.

실험	반응 전 기체의 부분 압력(기압)		[eqn: t]초일 때 기체의 전체 압력(기압)
	[eqn: rmA]	[eqn: rmB]
Ⅰ	6	6	9
Ⅱ	6	12	15
Ⅲ	12	6	12

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?(단, 실험 Ⅰ ~ Ⅲ에서 온도는 같다.) [3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. [eqn: m`+`n]은 3이다. ㄴ. 실험 Ⅱ에서 [eqn: t]초일 때 [eqn: rmC]의 부분 압력은 1.5기압이다. ㄷ. 실험 Ⅲ에서 2[eqn: t]초일 때 기체의 전체 압력은 6기압이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

15. 다음은 기체 [eqn: rmA]와 [eqn: rmB]가 반응하여 기체 [eqn: rmC]가 생성되는 반응의 열화학 반응식이다.

[eqn: it a` rm A](g) + [eqn: it b` rm B](g) ⇄ [eqn: it c` rm C](g)  [eqn: DELTA H] ([eqn: a] ~ [eqn: c]는 반응 계수이다.)

표는 반응 조건을 달리하여 [eqn: rm A](g)와 [eqn: rmB](g)를 각각 1몰씩 반응용기에 넣고 반응시켜 평형에 도달하였을 때, [eqn: rmC](g)의 몰수를 나타낸 것이다. 온도 [eqn: T _{2}]는 [eqn: T _{1}]보다 높다.

실험	반응 조건		평형 상태
	온도(K)	용기의 부피(L)	[eqn: rmC]의 몰수(몰)
Ⅰ	[eqn: T _{1}]	1	0.55
Ⅱ	[eqn: T _{2}]	1	0.50
Ⅲ	[eqn: T _{2}]	2	0.42

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. 평형 상수는 실험 Ⅱ가 실험 Ⅰ보다 크다. ㄴ. [eqn: a`+`b]는 [eqn: c]보다 크다. ㄷ. 실험 Ⅲ에서 정촉매를 사용하면 평형 상태에서 [eqn: rmC]의 몰수는 0.42몰보다 커진다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

16. 그림은 금속 [eqn: rmA]와 [eqn: rmB]를 전극으로 하는 화학 전지 (가)와, 금속 [eqn: rmB]와 [eqn: rmC]를 전극으로 하는 화학 전지 (나)를 서로 연결한 것을 나타낸 것이다.

(가)	(나)

자료는 이와 관련된 반응에 대한 25 ℃에서의 표준 환원 전위([eqn: E DEG])이다.

◦ [eqn: rm A ^{2+} ( it aq) rm `+`2`e ^{-} `` -> ``A( its)]	[eqn: E DEG =`-0.76`rmV]

◦ [eqn: rm B ^{2+} (it`aq)rm`+`2`e ^{-} `` ->` `B(its)]	[eqn: E DEG =`+0.34` rm V]

◦ [eqn: rm C ^{+} (itaq)rm`+`e ^{-} `` -> ``C(its)]	[eqn: E DEG =`+0.80` rm V]

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

[3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. [eqn: rmA] 전극에서는 산화 반응이 일어난다. ㄴ. 전지 전위는 (나)가 (가)보다 크다. ㄷ. (나)에서 [eqn: rmB] 전극의 질량은 증가한다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

17. 다음은 기체 [eqn: rm A]가 반응하여 기체 [eqn: rm B]가 생성되는 열화학 반응식이다.

22

32

[eqn: rm A](g) ⇄ [eqn: rm 2`B](g)  [eqn: DELTA H``>0]

그림 (가)는 온도 [eqn: T`]에서 이 반응이 일어날 때 [eqn: rmB](g)의 몰 분율에 따른 자유 에너지([eqn: G`])를, (나)는 부피가 1 [eqn: rm L]인 강철 용기에 [eqn: rm][eqn: rmA](g) 1몰을 넣은 초기 상태를 나타낸 것이다.

(가)	(나)

(나)에서 [eqn: rm][eqn: rmA](g)가 반응하여 평형에 도달하였을 때에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, (나)에서 온도는 [eqn: T`]로 일정하다.) [3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. [eqn: rm A]와 [eqn: rmB]의 질량비는 4 : 3이다. ㄴ. 평형 상수는 [eqn: {9} over {7}]이다. ㄷ. 온도를 [eqn: T`]보다 높이면 [eqn: rmB]의 몰 분율은 증가한다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

18. 다음은 일정한 온도에서 어떤 기체 반응에 대한 실험이다.

[화학 반응식]

[eqn: rm 2`X](g) + [eqn: rmY](g) → [eqn: rm 2`Z](g)

[실험 과정]

(가) 그림과 같이 부피가 같은 진공 상태의 세 용기 중 [eqn: rmA], [eqn: rmC]에 기체 [eqn: rmX]와 [eqn: rmY]를 각각 넣었다.

(나) 콕 [eqn: a]를 열고 충분한 시간이 흐른 뒤 용기 [eqn: rmB] 속 기체의 압력을 측정하였다.

(다) 콕 [eqn: a]를 닫고 콕 [eqn: b]를 열어 혼합 기체 중 어느 한 기체가 모두 소모될 때까지 반응시킨 다음 충분한 시간이 흐른 후 용기 [eqn: rmB] 속 기체의 압력을 측정하였다.

[실험 결과]

실험 과정	(나)	(다)
압력(기압)	1.0	1.0

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

[3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. (가)에서 넣어준 [eqn: rm X]와 [eqn: rm Y]의 몰수 비는 2 : 3이다. ㄴ. (다)에서 용기 [eqn: rmB]에는 [eqn: rmY]가 남아 있다. ㄷ. (다)에서 반응 후 [eqn: rmZ]의 몰 분율은 0.5이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

19. 그림 (가)는 0 ℃에서 콕이 닫힌 진공 상태의 용기 [eqn: rmA]와 [eqn: rmB]에 액체 [eqn: rmX]와 [eqn: rmY]를 각각 넣은 것을, (나)는 (가)에서 시간에 따른 용기 속 기체 [eqn: rmX]와 [eqn: rmY]의 압력을 나타낸 것이다.

(가)	(나)

(가)에서 콕을 열고 충분한 시간이 지났을 때에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: rmX]와 [eqn: rmY]는 반응하지 않으며, 액체와 연결관의 부피는 무시한다.) [3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. 분자 사이의 인력은 [eqn: rmY]가 [eqn: rmX]보다 크다. ㄴ. 용기 [eqn: rmA]에는 액체 [eqn: rmX]가 남아 있다. ㄷ. 용기 [eqn: rmB]에 들어 있는 기체의 전체 몰수는 0.045몰이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

20. 다음은 정반응과 역반응의 반응 차수가 모두 1차인 화학 반응식이다.

[eqn: rm A](g)[eqn: REL EXARROW {it`` k _{1}``} { k _{2}}] [eqn: rmB](g)

([eqn: k _{1}]과 [eqn: k _{2}]는 각각 정반응과 역반응의 반응 속도 상수이다.)

표는 온도 [eqn: T _{1}]과 [eqn: T _{2}]에서 이 반응의 정반응의 반응 속도 상수([eqn: k _{1}])와 평형 상수([eqn: K])를 나타낸 것이다.

온도	[eqn: k _{1}]([eqn: s ^{-1}])	[eqn: K]
[eqn: T _{1}]	1	2.5
[eqn: T _{2}]	2.5	1

이 반응에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. 정반응은 발열 반응이다. ㄴ. [eqn: k _{2}]는 [eqn: T _{1}]에서가 [eqn: T _{2}]에서보다 크다. ㄷ. [eqn: T _{1}]에서 평형 상태일 때 [eqn: k _{1}]은 [eqn: k _{2}]보다 크다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

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※ 확인 사항

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