화학 정답

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

화학 해설

1. [출제의도] 탄소 나노 튜브의 특성 이해하기

탄소 나노 튜브는 탄소 원자가 육각형 모양으로  길게 배열된 원통형 구조이다. 최근 얇은 탄소 층이 나선형으로 휘감아진 구조라는 것이 밝혀졌다.

2. [출제의도] 물질의 구성 이해하기

[eqn: rm A], [eqn: rm B] 는 각각 [eqn: rm H _{2} O _{2}], [eqn: rm H _{2} O]이다. 과산화 수소 수용액은 [eqn: rm A]와 [eqn: rm B]의 혼합물이다. [eqn: rm A]와 [eqn: rm B]의 구성 원소는 수소([eqn: rm H])와 산소([eqn: rm O])로 동일하다. [eqn: rm H _{2} O _{2}] 분자 1개는 [eqn: rm H _{2} O] 분자 1개보다 산소 원자 1개만큼 질량이 크다.

3. [출제의도] 공유 결합 이해하기

(가)는 물 분자, (나)는 암모니아 분자이다. 물 분자에는 단일 결합이 2개 있고, 질소 원자의 최외각 전자 수는 5개이다. 비공유 전자쌍 수는 (가)가 2개 (나)가 1개이다.

4. [출제의도] 일상생활 속의 산화 반응 이해하기

일회용 손난로는 철의 산화를 통해 주위로 열을 방출한다. 산소 흡수제는 식품 포장 내부의 산소를 흡수하므로 식품의 산화를 방지한다. 철이 산소와 결합하면 질량이 증가한다.

5. [출제의도] 물질의 특성 이해하기

[eqn: 밀도`=` 질량 over 부피]이다. 물에 물체를 넣었을 때 넘치는 물의 양은 넣어준 물체의 부피와 같다. 질량이 같은 물체를 넣었을 때 넘치는 물의 양이 많을수록 물체의 부피는 크므로 밀도는 작다. 밀도는 [eqn: rm C] > [eqn: rm A] > [eqn: rm B]이다. 물질 [eqn: rm X]는 금속 [eqn: rm A]에 밀도가 더 작은 금속인 [eqn: rm B]를 넣어 만든 것이다. 밀도는 물질의 고유한 특성으로 반으로 나눠도 변하지 않는다.

6. [출제의도] 생명체 내 탄소 화합물의 특징 알아보기

두 화합물은 아데닌(좌)과 알라닌(우)이다. 아데닌의 구성 원소는 [eqn: rm C], [eqn: rm H], [eqn: rm N]이고 탄소와 탄소 사이에 2중 결합이 있다. 알라닌의 구성 원소는 [eqn: rm C], [eqn: rm H], [eqn: rm O], [eqn: rm N]이고 탄소와 탄소 사이의 결합은 모두 단일 결합이다. 두 화합물에서 모든 수소 원자는 1개의 공유 결합을 하고 있다.

7. [출제의도] 초기 우주에서 입자의 생성과정 이해하기

는 양성자이고, 는 중성자이다. [eqn: rm A]는 헬륨 원자핵([eqn: rm _{2} ^{3} rmHe ^{2+}])으로 양성자 2개, 중성자 1개로 구성되어 있고 은 양성자 2개, 중성자 2개로 구성되어 있어 [eqn: rm A]와 의 핵전하량은 같다.

8. [출제의도] 광합성과 중합 반응 이해하기

A는 이산화 탄소이고, 포도당([eqn: rm C_6 H_12 O_6])은 화합물이다. [eqn: rm B]는 포도당이 축합 중합되어 생성되는 고분자 화합물이다.

9. [출제의도] 탈출 속도와 대기 성분 이해하기

기체 [eqn: rm A], [eqn: rm B]의 평균 운동 속도에 10배 한 값이 지구의 탈출 속도보다 크므로 기체 [eqn: rm A], [eqn: rm B]는 현재 지구 대기의 주요 성분이 아니다. 온도가 같을 때 기체 분자의 평균 운동 속도는 분자량이 작을수록 빠르지만 기체 분자의 평균 운동 에너지는 같다.

10. [출제의도] 중화 반응 이해하기

[eqn: rm HCl] 수용액과 [eqn: rm NaOH]  수용액에서 이온 수는 각각 [eqn: rm H ^{+}]= [eqn: rm Cl ^{-}], [eqn: rm Na ^{+}]= [eqn: rm OH ^{-}]이므로 용액 (가)의 이온 모형을 통해 알 수 있는 혼합 전 수용액 속 이온 수는 다음과 같다.

수용액	이온	이온 수
		(가)	(나)	(다)
[eqn: rm HCl]	[eqn: rm H ^{+}]	[eqn: it N]	2[eqn: it N]	3[eqn: it N]
	[eqn: rm Cl ^{ -}]	[eqn: it N]	2[eqn: it N]	3[eqn: it N]
[eqn: rm NaOH]	[eqn: rm Na ^{ +}]	3[eqn: it N]	2[eqn: it N]	[eqn: it N]
	[eqn: rm OH ^{-}]	3[eqn: it N]	2[eqn: it N]	[eqn: it N]

산과 염기 수용액을 혼합하면 [eqn: rm H ^{+} +OH ^{-} -> `H _{2} O] 반응이 일어나므로 용액 (가), (나), (다)에서 생성된 물 분자 수는 [eqn: it N], 2[eqn: it N], [eqn: it N]이다. 용액 (가)에는 [eqn: rm OH ^{-}]이 남아있으므로 염기성이고 (나)에서 [eqn: rm Na ^{+} `:`Cl ^{-}] = 1 : 1 이다.

11. [출제의도] 이온의 생성과정과 특성 이해하기

(가)에서 [eqn: rm A] 원자는 전자 2개를 잃어 2가 양이온이 되고, (나)에서 [eqn: rm B] 원자는 전자 2개를 얻어 2가 음이온이 된다. [eqn: rm A] 이온은 양이온이므로 (+) 전하를 띤다. (나)의 반응식은 [eqn: rm B]+ 2⊖ → [eqn: rm B ^{2-}]이다. [eqn: rm A ^{2+}]과 [eqn: rm B ^{2-}]은 1 : 1 로 결합하여 화합물 [eqn: rm AB]를 만든다.

12. [출제의도] 원시 대기 성분의 변화 이해하기

화학 반응 전후 원자의 종류와 개수는 변하지 않으므로 (가)에서 ㉠ 은 [eqn: rm O _{ 2}]이다. [eqn: rm CH _{4}]은 산소와 반응하여 산화된다. (나)에서 [eqn: a=4], [eqn: b=3], [eqn: c=2], [eqn: d=6] 이므로 [eqn: a+b`＜`c+d] 이다.

13. [출제의도] 상태 변화 자료 해석하기

질소가 액체인 온도 범위는 산소의 녹는점과 끓는점 사이에 있으므로 산소는 액체이다. 질소가 액체인 온도 범위는 이산화 탄소의 승화점 아래에 있으므로 이산화 탄소는 고체이다.

14. [출제의도] 기체의 확산 이해하기

[eqn: rm BTB] 용액의 색이 모두 노란색으로 변했으므로 기체 [eqn: rmX]는 산성이고 모든 방향으로 확산된다. [eqn: t _{1}]이 [eqn: t _{2}]보다 크므로 [eqn: rm T _{2}]에서의 확산 속도가 [eqn: rm T _{1}]에서보다 빠르다. 온도가 높을수록 확산 속도가 빠르므로  [eqn: rm T _{2}]가 [eqn: rm T _{1}]보다 높다.

15. [출제의도] 보일의 법칙 적용하기

외부 압력이 증가하면 용기 안 기체 [eqn: rm A]의 부피가 감소하여 밀도와 압력은 증가한다. 분자의 크기는 변하지 않는다.

16. [출제의도] 최외각 전자를 통해 원소의 성질 예측하기

주기율표에서 각 원소의 위치는 다음과 같다.

족 주기	1	2	13	14	15	16	17	18
2				[eqn: rm C]		[eqn: rm O]
3			[eqn: rm Al]	[eqn: rm Si]

[eqn: rm O]는 2주기 원소이다. [eqn: rm C]와 [eqn: rm Si]는 같은 족 원소이다. [eqn: rm Si]에 소량의 [eqn: rm Al]을 넣어서 만든 반도체는 [eqn: rm p]형 반도체이다.

17. [출제의도] 기체 사이의 화학 반응 이해하기

[eqn: rm N _{ 2}]와 [eqn: rm H _{ 2}]가 반응하여 [eqn: rm NH _{ 3}]가 생성되는 반응식은 [eqn: rm N _{2} +3H _{2} `` -> ``2NH _{3}]이다. 일정한 온도와 압력에서 기체가 반응할 때 화학 반응식의 계수 비 = 부피 비 = 분자 수 비이다. [eqn: rm N _{ 2}]와 [eqn: rm H _{ 2}]는 1 : 3의 부피 비로 반응하므로 1 L의 [eqn: rm N _{ 2}]가 반응할 때 [eqn: rm H _{ 2}]는  3 L가 필요하고 [eqn: rm NH _{ 3}]는 2 L가 생성된다. 그러므로 반응 후 혼합 기체 속에는 [eqn: rm NH _{ 3}] 2 L, [eqn: rm H _{ 2}] 1 L가 존재하므로 분자 수는 [eqn: rm NH_3]가 [eqn: rm H _{ 2}]의 2배이다.

18. [출제의도] 앙금 생성 반응 분석하기

염화 은([eqn: rm AgCl]) 앙금 [eqn: a] g에 들어 있는 [eqn: rm Ag ^{+}], [eqn: rm Cl ^{-}]의 수가 각각 [eqn: IT N]일 때 각 용액의 부피와 이온 수 및 염화 은의 양을 표로 나타내면 다음과 같다.

염화 나트륨 수용액의 부피(mL)	3	3	3	4
질산 은 수용액의 부피(mL)	5	10	15	12
생성된 염화 은의 질량(g)	[eqn: a]	2[eqn: a]	2.4[eqn: a]	2.4[eqn: a]
[eqn: rm Cl ^{-}]의 수	2.4[eqn: IT N]	2.4[eqn: IT N]	2.4[eqn: IT N]	3.2[eqn: IT N]
[eqn: rm Ag ^{+}]의 수	[eqn: IT N]	2[eqn: IT N]	3[eqn: IT N]	2.4[eqn: IT N]
생성된 염화 은 의 수	[eqn: IT N]	2[eqn: IT N]	2.4[eqn: IT N]	2.4[eqn: IT N]

염화 나트륨 수용액 4 mL 속에는 3.2[eqn: IT N]의 [eqn: rm Cl^-]이, 질산 은 수용액 12 mL 속에는 2.4[eqn: IT N]의 [eqn: rm Ag^+]이 들어 있으므로 생성된 염화 은의 질량은 2.4[eqn: a]이다.

19. [출제의도] 물질의 상태 변화 이해하기

[eqn: rm A]와 [eqn: rm B]에서 [eqn: {온도`변화량} over {시간`변화량}]의 값이 0인 이유는 가해준 열이 상태 변화에 사용되어 온도 변화가 없기 때문이다. 비열이 작으면 [eqn: {온도`변화량} over {시간`변화량}]이 크므로 [eqn: rmX]의 비열은 고체 상태가 액체 상태보다 작다. [eqn: rm B]가 [eqn: rm A]보다 길기 때문에 기화열이 융해열보다 크다.

20. [출제의도] 산화물의 질량비 구하기

[eqn: rm XO]의 원자수 비 [eqn: rm X]: [eqn: rm O]는 1 : 1 이고 [eqn: rm X_2 O]의 원자수 비 [eqn: rm X] : [eqn: rm O]는 2 : 1 이다. 두 산화물에서 [eqn: rm X]의 질량이 같으므로 [eqn: rm X]원자 수와 [eqn: rm O]원자 수는 다음과 같다.

구분	8.0 g의 [eqn: rm XO]	7.2 g의 [eqn: rm X _{2}O]
[eqn: rm X]원자 수	[eqn: IT N]	[eqn: IT N]
[eqn: rm O]원자 수	[eqn: IT N]	[eqn: {rm{1} over {2}} N]

[eqn: {1} over {2} N]의 [eqn: rm O]원자 질량은 0.8 g(=8.0 g-7.2 g)이므로 8 g의 [eqn: rm XO]에서 [eqn: rm O]원자 질량은 1.6 g이고 [eqn: rm X]의 질량은 6.4 g(=8.0 g-1.6 g)이다.