• 화학Ⅰ •

정 답

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

해 설

1. [출제의도] 화학 반응식의 반응 계수 맞추기

메테인이 연소하는 반응의 화학 반응식은 다음과 같다.

[eqn: rm CH _{4}] + 2[eqn: rm O _{2}] → [eqn: rmCO _{ 2}] + 2[eqn: rmH _{ 2}O]

[eqn: a]=1, [eqn: b]=2이므로 [eqn: a]+[eqn: b]=3이다.

2. [출제의도] 현대적 원자 모형 이해하기

현대적 원자 모형에서 전자가 원자핵 주위에서 발견될 확률 분포를 나타낸 것은 오비탈이고, 수소 원자에서 오비탈의 에너지 준위를 결정하는 것은 주 양자수이다.

3. [출제의도] 화학이 우리 생활에 미치는 영향 이해하기

ㄱ. 플라스틱은 탄소 화합물이다.

ㄷ. 콘크리트의 개발은 인류의 주거 문제 해결에 기여하였다.

[오답풀이] ㄴ. 나일론은 합성 섬유이다.

4. [출제의도] 탄소 화합물의 성질과 이용 이해하기

ㄱ. 에탄올은 소독용 의약품의 성분으로 사용된다.

ㄴ. 아세트산은 물에 녹아 산성을 나타낸다.

ㄷ. 에탄올과 아세트산은 모두 탄소 화합물이다.

5. [출제의도] 몰 농도의 정의 이해하기

용질의 질량을 [eqn: a] g이라고 할 때,

A([eqn: aq])의 몰 농도는 [eqn: {{it `a` rm `g} over {40` rm g/mol rm}} over {3`rmL}] = [eqn: {a} over {120} rm`M],

B([eqn: aq])의 몰 농도는 [eqn: {{it `a` rm `g} over {60` rm g/mol rm}} over {1`rmL}] = [eqn: {a} over {60} rm `M]이다.

따라서 몰 농도 비는 A([eqn: aq]) : B([eqn: aq]) = 1 : 2이다.

6. [출제의도] 탄소 화합물 이해하기

ㄱ. (가)는 화학식이 [eqn: rmC _{2} H _{5} OH]인 에탄올이다.

ㄴ. (나)에는 [eqn: rmH] 원자와 결합하지 않은 [eqn: rmO] 원자가 1개 있다.

ㄷ.

[eqn: rm H] 원자 수

[eqn: rmC] 원자 수

는 (가)가 [eqn: {6} over {2}]=3이고, (나)가 [eqn: {2} over {1}]=2이다.

7. [출제의도] 화학 반응에서의 양적 관계 이해하기

2[eqn: rm NaN _{3}]([eqn: s]) → 2[eqn: rmNa]([eqn: s]) + 3[eqn: rmN _{2}](g)

[eqn: rm Fe _{2} O _{3}]([eqn: s]) + 6[eqn: rmNa]([eqn: s]) → 3[eqn: rmNa _{2} O]([eqn: s]) + 2[eqn: rm Fe]([eqn: s])

ㄱ. ㉠은 [eqn: rmNa]이다.

ㄴ. [eqn: a]=6, [eqn: b]=3이므로 [eqn: a]+[eqn: b]=9이다.

ㄷ. [eqn: t] ℃, 1기압에서 [eqn: rmN _{2}](g) 3[eqn: V] L는 3몰이므로 반응한 [eqn: rmNaN _{3}]([eqn: s])의 양은 2몰이다. 따라서 [eqn: rmNaN _{3}]([eqn: s])의 질량은 2 mol × 65 g/mol = 130 g이다.

8. [출제의도] 원자의 구성 입자와 분자량 이해하기

ㄱ. [eqn: rm _{1}^{it y} rm H]의 중성자수는 1이므로 [eqn: y]=2이다.

[오답풀이] ㄴ. [eqn: {}_{8}^{z} rm O]의 양성자수는 8이고, 중성자수는 8이므로 [eqn: z]=16이다. 따라서 [eqn: {}_{}^{z} rm O _{2}]의 분자량은 32이다.

ㄷ. [eqn: rm _{1}^{it x} rm H]의 중성자수는 0이므로 [eqn: x]=1이고, [eqn: {}^{x} rm H _{2``}^{it ```z rm} rm O]의 분자량은 18이다. 따라서 [eqn: {}^{x} rm H _{2``}^{it ```z rm} rm O] 1몰의 질량은 18 g이므로 [eqn: {}^{x} rm H _{2``}^{it ```z rm} rm O] 분자 1개의 질량은 [eqn: {18} over {N _{rm A it}}] g이다.

9. [출제의도] 퍼센트 농도와 몰 농도 이해하기

(가)에 녹아 있는 X의 질량은 100 g × [eqn: {6 } over {100 }] = 6 g이다. (나)에 녹아 있는 X의 양은 1.5 M × 0.1 L = 0.15몰이므로 X의 질량은 0.15 mol × 40 g/mol = 6 g이다. 용액의 질량은 (가)가 100 g이고, (나)가 100 mL × 1.06 g/mL = 106 g이다. 따라서 (가)와 (나)의 용질의 질량은 같고, 용액의 질량은 (나)가 (가)보다 크므로 퍼센트 농도는 (가)가 (나)보다 크다.

10. [출제의도] 오비탈의 양자수 이해하기

(가)는 2[eqn: p _{z}], (나)는 1[eqn: s], (다)는 2[eqn: s] 오비탈이다.

ㄷ. (나)와 (다)의 자기 양자수([eqn: m _{l}])는 모두 0이다.

[오답풀이] ㄱ. 주 양자수([eqn: n])는 (가)가 2 이고, (나)가 1이다.

ㄴ. 부(방위) 양자수([eqn: l])는 (가)가 1이고, (다)가 0이다.

11. [출제의도] 원자의 구성 입자와 동위 원소 이해하기

A는 [eqn: rm _{1}^{3} rm H], B는 [eqn: rm _{1}^{2} rm H], C는 [eqn: rm _{```5}^{10} rm B], E는 [eqn: rm _{```6}^{12} rm C]이다.

ㄱ. A와 B의 원자 번호는 모두 1이다.

ㄷ. D는 양성자수가 6이고, 중성자수가 6보다 크므로 질량수는 12보다 크다. 따라서 A ~ E 중 질량수는 D가 가장 크다.

[오답풀이] ㄴ. C와 E는 양성자수가 다르므로 C는 E의 동위 원소가 아니다.

12. [출제의도] 오비탈의 양자수 이해하기

[eqn: n]+[eqn: l]=3인 오비탈은 2[eqn: p]와 3[eqn: s]이다. 주 양자수([eqn: n])는  (가)가 (나)보다 크므로 (가)는 3[eqn: s] 오비탈이고, (나)는 2[eqn: p] 오비탈이다.

ㄱ. (가)는 3[eqn: s] 오비탈이므로 주 양자수([eqn: n])는 3이다.

ㄴ. (나)는 [eqn: l]=1이므로 [eqn: p] 오비탈이다.

ㄷ. (가)는 3[eqn: s] 오비탈이므로 전자가 발견될 확률은 원자핵으로부터의 거리가 같으면 방향에 관계없이 같다.

13. [출제의도] 기체의 양(몰)과 부피의 관계 이해하기

ㄱ. 같은 온도와 압력에서 [eqn: rmH _{2}](g)와 [eqn: rm N _{2}](g)의 부피가 같으므로 기체의 몰 비는 [eqn: rmH _{2}] : [eqn: rmN _{2}] = 1 : 1이다. 따라서 기체 분자 수는 Ⅰ에서와 Ⅱ에서가 같다.

ㄴ. [eqn: rm N _{2}]의 양을 [eqn: n]몰이라고 할 때 [eqn: rmNH_3]의 양은 2[eqn: n]몰이므로 [eqn: rmN] 원자 수는 Ⅱ에서와 Ⅲ에서가 같다.

[오답풀이] ㄷ. [eqn: rmH_2]의 양을 [eqn: n]몰이라고 할 때 [eqn: rmH_2]의 질량은 ([eqn: n]×2) g이고, [eqn: rmNH_3]의 양은 2[eqn: n]몰이므로 [eqn: rmNH_3]의 질량은 (2[eqn: n]×17) g이다. 따라서 기체의 질량은 Ⅲ에서가 Ⅰ에서의 17배이다.

14. [출제의도] 동위 원소 이해하기

ㄱ. 원자는 양성자수와 전자 수가 같으므로 는 양성자이다.

ㄴ. [eqn: {}^{it a} rm X]와 [eqn: {}^{it b} rm X]의 질량수는 각각 1, 2이므로 [eqn: {b} over {a}]=2이다.

[오답풀이] ㄷ. 자연계에서의 존재 비율이 [eqn: {}^{it a} rm X]>[eqn: {}^{it b} rm X]이므로 [eqn: rmX]의 평균 원자량은 [eqn: {}^{it b} rm X]의 원자량보다 [eqn: {}^{it a} rm X]의 원자량에 가깝다. 따라서 [eqn: rmX]의 평균 원자량은 1.5보다 작다.

15. [출제의도] 화학 반응에서의 양적 관계 이해하기

(가)에서 생성된 [eqn: rm H _{2}](g)의 양은 [eqn: rm {2`g} over {2`g/mol}] = 1몰이므로 (가)와 (나)에서 각각 반응한 [eqn: rmMg]([eqn: s])과 [eqn: rmNaHCO _{3}]([eqn: s])의 양은 모두 1몰이다. 따라서 생성된 [eqn: rmCO_2](g)의 양은 1몰이고, 이때 질량은 1 mol × 44 g/mol = 44 g이므로 [eqn: w]=44이다. (가)와 (나)에서 반응한 [eqn: rmHCl]의 양은 각각 2몰, 1몰이므로 [eqn: rmHCl]([eqn: aq])의 부피 비는 [eqn: a] : [eqn: b] = 2 : 1이다. 따라서 [eqn: {b` TIMES `w} over {a}] = 22이다.

16. [출제의도] 수용액의 몰 농도 이해하기

(가)에서 2 M X([eqn: aq]) 100 mL에 들어 있는 X의 양은 2 M × 0.1 L = 0.2몰이므로 (가) 과정 후 용액의 몰 농도는 [eqn: rm {0.2`mol} over {0.2`L}] = 1 M이다. (나)에서는 (가)에서 만든 용액에 0.3몰의 X([eqn: s])를 추가로 녹였으므로 (나) 과정 후 용액의 몰 농도는 [eqn: rm {(0.2+0.3)`mol} over {0.5`L}] = 1 M이다. 따라서 [eqn: a]=1, [eqn: b]=1이므로 [eqn: {b} over {a}]=1이다.

17. [출제의도] 분자량과 몰 이해하기

ㄱ. (가)에서 용기에 [eqn: rm AB _{it x rm}]만 넣었으므로 [eqn: rm AB _{it x rm}]의 구성 원자 수 비는 [eqn: rmA] : [eqn: rmB] = 1 : [eqn: x] = 1 : 4 이다. 따라서 [eqn: x]=4이다.

[오답풀이] ㄴ. (가)에서 넣은 [eqn: rm AB _{it x rm}]의 양을 [eqn: a]몰이라고 하면 (가) 과정 후 용기 속에 존재하는 A의 양은 [eqn: a]몰, B의 양은 [eqn: 4a]몰이다. (나)에서 [eqn: rm A _{2} B _{2}] 1몰을 첨가하였으므로 (나) 과정 후 용기 속에 존재하는 A의 양은 ([eqn: a]+2)몰, B의 양은 ([eqn: 4a]+2)몰이다. 용기 속에 존재하는 원자 수 비는 [eqn: rmA] : [eqn: rmB] = [eqn: a]+2 : [eqn: 4a]+2 = 1 : 2이므로 [eqn: a]=1이다. (가)에서 넣은 [eqn: rm AB _{it x rm}]의 양이 1몰이므로 [eqn: rm AB _{it x rm}]의 분자량은 [eqn: w]이다.

ㄷ. (가) 과정 후 용기 속에 [eqn: rm AB _{it 4}]가 1몰, (나) 과정 후 용기 속에 [eqn: rm AB _{it 4}] 1몰과 [eqn: rm A _{it 2} rm B _{2 rm}] 1몰이 존재한다. 따라서 각 과정 후 용기 속에 존재하는 총 원자 수 비는 (가) : (나) = 5 : 9이다.

18. [출제의도] 오비탈의 양자수 이해하기

1[eqn: s] 오비탈은 [eqn: n]=1이고 [eqn: l]+1=1이므로 알파벳 ‘A’, 2[eqn: s] 오비탈은 [eqn: n]=2이고 [eqn: l]+1=1이므로 알파벳 ‘D’, 2[eqn: p] 오비탈은 [eqn: n]=2이고 [eqn: l]+1=2이므로 알파벳 ‘E’, 3[eqn: s] 오비탈은 [eqn: n]=3이고 [eqn: l]+1=1이므로 알파벳 ‘G’에 해당한다. 따라서 화면에 나타나는 알파벳이 아닌 것은 ‘B’이다.

19. [출제의도] 화학 반응에서의 양적 관계 이해하기

같은 온도와 압력에서 기체의 부피는 기체의 양(몰)에 비례한다. 반응 전 0.5몰의 부피가 5[eqn: V] L이므로 반응 후 기체의 양은 0.4몰이다. 화학 반응식에서 반응 계수 비가 [eqn: rmA] : [eqn: rmB] = [eqn: a] : 1이고, [eqn: a]≥1이며, [eqn: rmB]의 양(몰)이 [eqn: rmA]의 양(몰)보다 많으므로 반응에서 [eqn: rmA]가 모두 소모된다. 따라서 다음과 같이 반응한다.

	[eqn: a][eqn: rm A](g) + [eqn: rm B](g) → [eqn: c][eqn: rm C](g)
반응 전(몰)	0.2 0.3
반응(몰)	-0.2 -[eqn: {0.2} over {a}] +[eqn: {0.2 TIMES c} over {a}]
반응 후(몰)	0 0.3-[eqn: {0.2} over {a}] [eqn: {0.2 TIMES c} over {a}]

0.3+[eqn: {0.2 TIMES (c-1)} over {a}]=0.4이므로 2[eqn: c]-[eqn: a]=2이다. [eqn: a], [eqn: c]는 모두 3 이하의 자연수이므로 [eqn: a]=[eqn: c]=2이고, [eqn: {c} over {a}]=1이다.

20. [출제의도] 기체의 양(몰)과 부피의 관계 이해하기

기체 [eqn: rm XY _{2}], [eqn: rm Y _{2}], [eqn: rm XY]의 부피가 [eqn: V] L로 같을 때 기체의 양(몰)도 같다. [eqn: t] ℃, 1기압에서 [eqn: V] L인 기체의 양을 [eqn: n]몰이라고 할 때, [eqn: rm XY _{2}] [eqn: n]몰의 질량은 [eqn: w] g이고 [eqn: rmY_2] [eqn: n]몰의 질량이 ([eqn: w]-6) g이므로 [eqn: rmX] [eqn: n]몰의 질량은 6 g이다. [eqn: rmXY] [eqn: n]몰의 질량이 ([eqn: w]-8) g이므로 [eqn: rmY] [eqn: n]몰의 질량은 8 g이다. 따라서 [eqn: rmXY_2] [eqn: n]몰의 질량 [eqn: w]= 6+8+8=22(g)이다.