화학 I 정답

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

해 설

1. [출제의도] 온도변화에 따른 물의 밀도변화 특성을 이해하는지 평가한다.

얼음은 온도가 내려갈수록 밀도가 증가하므로 단위 질량당 부피는 밀도의 반대로 B가 A보다 크다. C점과 E점의 밀도가 같으므로 분자간 평균 거리는 같다. 얼음이 물에 뜨는 현상은 B～C 구간으로 설명할 수 있다.

2. [출제의도] 물의 성질 중 표면장력과 관련된 다양한 현상과 원리를 이해하는지 평가한다.

주어진 실험 자료는 표면장력에 의해서 나타나는 현상이다. 풀잎에 이슬이 둥글게 맺히는 현상과 세제를 묻힌 이쑤시개를 물에 띄우면 세제를 묻힌 반대쪽으로 이동하는 현상은 표면장력과 관련이 있다. 더러워진 옷을 물로 세탁하는 현상은 물의 극성과 관련이 있다.

3. [출제의도] 산과 염기의 중화반응을 이해하는지 평가한다

그림에서 실험Ⅰ과 Ⅱ에서 감소하는 이온은 수소이온이다. 황산과 염산 20mL속에 존재하는 이온수가 같으므로 염산의 농도가 황산의 2배 크다. 처음 실험Ⅰ과 Ⅱ의 수소이온수가 같으므로 중화점에서 발생한 중화열은 같다.
실험Ⅰ : [eqn: rm H_2 SO_4 + 2NaOH -> Na_2 SO_4 + 2H_2 O]
실험Ⅱ : [eqn: rm HCl + NaOH -> NaCl + H_2 O]
중화점에서 실험Ⅰ과 실험Ⅱ에서 이온수의 비는 3 : 2이지만, 염산의 농도가 황산보다 2배 진하므로 총 이온수의 비는 3 : 4이다.

4. [출제의도] 앙금생성반응과정을 이해하는지 평가한다

[eqn: rm CaCl_2 + Na_2 CO_3 -> CaCO_3 ↓ + 2NaCl]
처음의 총이온수는 3N에서 앙금생성반응이 일어나면 4N개로 증가하고, 최대 앙금점이후에도 이온수는 증가한다.
[eqn: rm NaCl + AgNO_3 -> AgCl ↓+ NaNO_3]
처음의 총이온수는 2N에서 앙금생성반응이 일어나면 2N개로 일정하고, 최대 앙금점이후에도 이온수는 증가한다.
[eqn: rm 2AgNO_3 + CaCl_2 -> 2AgCl ↓+ Ca(NO_3 )_2]
처음의 총이온수는 4N에서 앙금생성반응이 일어나면 3N개로 감소하고, 최대 앙금점이후에도 이온수는 증가한다.

5. [출제의도] 아보가드로의 법칙을 이해하는지 평가한다.

[eqn: rm X_2]와 [eqn: rm Y_2]의 부피비가 2 : 1이므로 분자수의 비는 2 :1 이다. [eqn: rm Y_2]와 [eqn: rm Z_2]의 부피비가  2 : 1이고 같은 질량이므로 분자의 상대적 질량은 1 : 2이다. 온도가 같으므로 평균 운동 에너지는 같다.

6. [출제의도] 보일의 법칙을 적용할 수 있는지 평가한다.

(가)에서 모세관이 누워있으므로 헬륨의 압력은 대기압과 같다. (가)를 (나)처럼 세우면 압력은 헬륨의 압력은 대기압+수은기둥(0.25)기압=1.25기압이 된다. 그러므로 부피는 1/1.25로 줄고 밀도는 1.25배 증가한다. (가)를 (다)처럼 세우면 헬륨의 압력은 대기압-수은기둥(0.25)기압=0.75기압이 되어 헬륨의 길이는 40cm가 된다.

7. [출제의도] 이온교환수지의 원리를 이해하는지 평가한다

[eqn: rm Ca^2+]은 [eqn: rm Na^+]보다 이온교환수지와 결합을 잘 하므로,  이온교환수지를 통과하면 [eqn: rm Ca^2+]이온의 수는 1개 감소할 때 [eqn: rm Na^+]이온의 수는 2개 증가한다. 이온교환수지는 재생하여 사용할 수 있다.

8. [출제의도] 보일-샤를의 법칙을 이해하는지 평가한다

(나)의 절대온도(T)는 (가)의 2배이므로 부피는 2배인 4L가 되고, 다시 압력을 두배로 하면 (다)에서 2L가 된다. (나)의 절대온도(T)는 (가)의 2배이지만 속도는 [eqn: rm sqrt2]배가 되고, (다)의 부피는 (나)의 1/2이지만 분자간 평균거리는 [eqn: {1} over {root {3} of {2}}]이 된다.

9. [출제의도] 기체의 확산을 이해는지 평가한다.

모든 콕을 동시에 열고 다시 닫으면 확산에 의해 세 개의 용기에 있는 입자는 균일하게 퍼지고 각각의 기압은 모두 1기압이 된다. (다)의 용기의 크기가 크므로 입자수가 가장 많고, 기체의 분자수가 (다)가 가장 많으므로 전체 운동 에너지는 (다)가 가장 크다. 압력이 모두 1기압이므로 분자간 평균 거리는 모두 같다. 온도는 일정하지만 (가)용기의 평균질량은 처음상태보다 혼합 후 증가하므로 평균 운동 속도는 감소한다.

10. [출제의도] 대기오염현상을 이해하는지 평가한다

태양에너지 이용은 (나)의 반응과 무관하다. (가)에서 O는 반응물이고, (나)에서 Cl은 촉매 역할을 한다. 연료를 완전연소시키면 탄화수소의 양이 줄어 스모그는 감소한다.

11. [출제의도] 금속의 반응성을 이해하는지 평가한다

아연판과 구리판의 반응성 차이를 이용한 간단한 화학전지 구성 실험으로 아연은 산화되고 구리판에서는 환원반응이 일어난다. 이때 침은 전해질로 작용하고 반응성이 작은 구리판의 질량은 변하지 않는다.

12. [출제의도] 할로겐의 반응성 세기를 이해하는지 평가한다

(가)에서 아래층이 푸른색으로 변하였으므로 물층이고, 위층이 헥산이다. (나)에서 노란색 앙금이 생성되었으므로 [eqn: rm Y^-]이온은 요오드 이온이다.  (다)에서 [eqn: rm X_2]와 요오드 이온이 반응하여 물층에는 X-가, 헥산층에는 요오드 분자가 녹아있다. 따라서 반응성은 [eqn: rm X_2]가 [eqn: rm Y_2]보다 크므로 산화력도 크다.

13. [출제의도] 알루미늄의 반응성과 특성을 이해하는지 평가한다

(가)에서 반응이 일어나지 않는 이유는 알루미늄의 산화피막 때문이다. (나) 과정에서 알루미늄 산화피막은 제거되고, (다) 과정에서는 알루미늄이 산화되고 구리이온은 구리금속으로 환원되어 금속으로 석출된다.

14. [출제의도] 원소의 주기적특성을 이해하는지 평가한다.

Li은  Na보다 반응성이 작아서 산화되기 어렵고,  [eqn: rm O_2]는 물의 전기분해에서 (+)극에서 발생한다. 화합물 [eqn: rm Na_2 O]는 이온결합물질로 고체상태에서 부도체이고, LiF와 NaF수용액은 불꽃반응으로 구별할 수 있다. Na와 [eqn: rm F_2]의 반응은  Li와 [eqn: rm Cl_2]의 반응보다 금속과 비금속에 있어서 모두 반응성이 크므로 더 잘 일어난다.

15. [출제의도] 알코올과 관련된 반응을 이해하는지 평가한다

CO(g)+2[eqn: rm H_2](g)의 반응으로 생성되는 물질은
[eqn: rm CH_3 OH]이고 B : [eqn: rm HCHO], C : [eqn: rm HCOOH]이다. [eqn: rm C_6 H_12 O_6](aq)를 효모가 발효 시켜서 생성되는 물질은
[eqn: rm C_2 H_5 OH]이고, E :  [eqn: rm CH_3 CHO], F : [eqn: rm CH_3 COOH]이다. 용액의 액성이 산성인 것은 C와 F, 2가지이고, 나트륨과 반응하여 수소기체를 발생시키는 물질은 A, C, D, F 4가지이다. 암모니아성 질산은 용액과 반응하여 은을 석출시키는 물질은 B, C, E 3가지이다.

16. [출제의도] 환경오염물질의 특성을 이해하는지 평가한다

환경오염물질로 최근에 문제가 되고 있는 석면에 대한 내용이다.

17. [출제의도] 고분자화합물의 구조와 특성을 이해는지 평가한다

(가)는 셀룰로오스의 구조로 [eqn: rm I_2 -KI]수용액과 반응하지 않는다. (나)는 부나-S 구조로 단위체가 부타디엔과 스티렌 두 종류이고, (다)는 가장 단순한 아미노산인 글리신을 이용하여 축합중합한 단백질의 구조로 아미드결합을 가지고 있다. (라)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 구조로 테레프탈산과 에틸렌글리콜을 축합중합하여 얻을 수 있는 열가소성 수지이다.

18. [출제의도] 아세틸렌의 생성반응을 이해하는지 평가한다

[eqn: rm CaC_2 + H_2 O → Ca(OH)_2 + C_2 H_2] 의 반응으로 염기성 물질인 [eqn: rm Ca(OH)_2]이 생성되고, 이때 발생하는 아세틸렌 가스는 불포화 탄화수소로 브롬수를 탈색 시키고, 치환반응보다는 첨가반응을 잘한다.

19. [출제의도] 살리실산을 이용한 다양한 반응을 이해하는지 평가한다

살리실산이 무수아세트산과 반응하여 생성되는 A는 아세틸살리실산으로 페놀기가 없으므로 [eqn: rm FeCl_3]와 정색 반응을 하지 않고, 아세틸살리실산이 다시 가수분해되어 생성된 살리실산(B) 수용액의 액성은 산성이고, 살리실산이 다시 메탄올과 반응하여 생성된 살리실산 메틸(C)는 에스테르 결합을 가지고 있다. 메탄올(D)는 방향족 탄화수소가 아니고, 살리실산 메틸(C)는 파스에 이용되는 붙이는 진통제이다.

20. [출제의도] 탄화수소화합물의 특성을 이해하는지 평가한다

포도당을 환원시켜서 만드는 솔비톨의 합성반응으로 솔비톨은 무설탕껌과 음료 등에 사용되는 대표적인 감미료이다. (나)는 알데히드기를 가지고 있어서 환원성이 있고, (가)와 (나)는 이성질체 관계이다. -OH 기를 많이 가지고 있는 솔비톨은 물과의 친화력이 강하여 화장품에서 보습제로 사용된다.