수능(화학I) 필기 기출문제복원 (2009-03-13)

수능(화학I)
(2009-03-13 기출문제)

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1. 다음은 물의 정수 과정과 하수 처리 과정을 각각 모식적으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. (가)와 (라)에서 밀도가 큰 물질이 제거된다.
  2. (나)에서 응집제를 넣어 준다.
  3. (다)를 거치면 물의 pH는 커진다.
  4. (마)에서 호기성 미생물을 이용하여 유기물을 분해한다.
  5. 하수 처리 과정을 거치면 물의 BOD가 감소한다.
(정답률: 알수없음)
  • "(다)를 거치면 물의 pH는 커진다."는 옳은 설명이 아니다. 정수 과정에서는 물의 pH를 조절하기 위해 소량의 염산이나 소다를 첨가하여 pH를 조절하지만, 이후의 과정에서는 pH를 조절하는 과정이 없기 때문이다.

    - (가)와 (라)에서 밀도가 큰 물질이 제거된다: 정수 과정에서는 먼지, 모래, 부유물 등의 물질이 제거된다.
    - (나)에서 응집제를 넣어 준다: 응집제를 넣어 물 속의 미세한 물질들이 응집하여 큰 덩어리가 되어 침전되도록 한다.
    - (마)에서 호기성 미생물을 이용하여 유기물을 분해한다: 호기성 미생물은 산소가 있는 환경에서 유기물을 분해하는 미생물로, 이 과정에서 유기물이 분해되고 물질이 감소한다.
    - 하수 처리 과정을 거치면 물의 BOD가 감소한다: BOD는 물 속에 존재하는 유기물이 분해될 때 소비되는 산소량을 나타내는 지표로, 하수 처리 과정을 거치면 물 속의 유기물이 분해되어 BOD가 감소한다.

    따라서, 정답은 "(다)를 거치면 물의 pH는 커진다."이다.

    (다)를 거치면 물의 pH는 커진다는 이유는, 정수 과정에서는 물의 pH를 조절하기 위해 소량의 염산이나 소다를 첨가하여 pH를 조절하기 때문이다. 염산이나 소다는 각각 산성과 알칼리성을 띠는 물질로, 첨가된 양에 따라 물의 pH가 변화하게 된다. 따라서, 정수 과정에서는 물의 pH를 조절하기 위해 염산이나 소다를 첨가하여 pH를 높이거나 낮추게 된다. 하지만, 이후의 과정에서는 pH를 조절하는 과정이 없기 때문에 물의 pH는 변하지 않는다.
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2. 그림은 묽은 황산(H2SO4) 50mL에 수산화나트륨(NaOH) 수용액을 조금씩 넣으면서 혼합 용액의 온도를 측정한 결과를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것은? [3점]

  1. 용액의 pH는 A점이 B점보다 크다.
  2. 용액의 전기 전도도는 B점이 C점보다 크다.
  3. 용액의 양이온 수는 C점이 B점의 2배이다.
  4. C점의 용액에 Mg 조각을 넣으면 수소 기체가 발생한다.
  5. NaOH(aq)의 단위 부피당 총 이온 수는 H2SO4(aq)의 2배이다.
(정답률: 알수없음)
  • 이 그래프는 산과 염기의 중화 반응을 나타내고 있다. A점은 묽은 황산, C점은 수산화나트륨 수용액, B점은 중화점이다. 중화점에서는 산과 염기의 양이온 수가 같아지므로, C점의 용액에 있는 양이온 수는 B점의 용액에 있는 양이온 수의 2배이다. 따라서 "용액의 양이온 수는 C점이 B점의 2배이다."가 정답이다.
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3. 다음 실험에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ, ㄷ" 인 이유는 실험에서는 물을 끓이는 데 필요한 열을 제공하는 가열판과 물의 온도를 측정하는 온도계가 필요하며, 이 두 가지가 모두 필요하기 때문입니다. 따라서 "ㄴ, ㄷ"가 정답입니다.
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4. 그림은 같은 질량의 고체 물질 A와 B를 동일한 열원으로 가열하면서 온도를 측정한 결과를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 A와 B의 열전달 계수가 같다는 것을 나타내고, "ㄷ"는 A와 B의 질량이 같다는 것을 나타낸다. 이는 그림에서 A와 B의 온도 변화가 거의 동일하게 나타나는 이유이다.
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5. 다음은 공기의 성분 기체 A, B를 발생시키는 실험 장치를 각각 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 보기에서 "ㄱ"은 기체 A와 B가 각각 독립적으로 발생되는 장치를 나타내고 있으며, 이는 두 기체가 서로 영향을 미치지 않고 발생되기 때문에 옳은 설명이다.
    - "ㄴ"은 기체 A와 B가 같은 용기에서 혼합되어 발생되는 장치를 나타내고 있으며, 이는 두 기체가 혼합되어 발생하기 때문에 옳은 설명이다.
    - "ㄷ"는 "ㄱ"과 "ㄴ"을 모두 포함하는 설명이므로 옳은 설명이다.
    따라서 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"이다.
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6. 다음은 계면활성제 A, B의 구조를 나타낸 것이다.

A, B의 공통점으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄴ"인 이유는 A와 B 모두 수소결합을 가지고 있기 때문이다. A와 B의 구조에서 모두 수소결합이 있는 것을 확인할 수 있다. 따라서 "ㄴ"이 정답이 된다.
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7. 다음은 기체 A ~ C에 관한 설명이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 기체 A는 끓는점이 가장 높으므로 가장 높은 온도에서 기체로 존재할 확률이 높습니다. 기체 C는 끓는점이 가장 낮으므로 가장 낮은 온도에서 기체로 존재할 확률이 높습니다. 따라서, 기체 A와 C는 각각 높은 온도와 낮은 온도에서 존재할 확률이 높기 때문에, 둘 다 존재할 가능성이 높습니다. 따라서, 정답은 "ㄱ, ㄷ" 입니다.
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8. 표는 전선에 많이 사용되는 금속에 대한 자료이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄷ"은 전선에 많이 사용되는 금속으로, 동과 함께 전선 제작에 가장 많이 사용되는 금속 중 하나이기 때문에 옳은 것이다.
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9. 그림은 절대 온도 T1, T2에서 압력에 따른 기체 X의 밀도를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄷ"이 정답인 이유는, 그래프에서 T1과 T2 사이의 온도 범위에서 압력이 증가함에 따라 기체 X의 밀도가 감소하기 때문이다. 이는 이상 기체의 특성을 나타내는 것으로, 이상 기체는 압력이 증가함에 따라 분자 간 상호작용이 증가하여 분자들이 서로 가까워지고, 이로 인해 부피가 감소하게 된다. 따라서 밀도가 증가하는 것이 아니라 감소하는 것이다.
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10. 그림은 어떤 금속 M을 모형으로 나타낸 것이다.

M에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ"인 이유는 그림에서 M이 나타내는 금속이 알루미늄(Aluminum)이기 때문이다. 알루미늄은 그림과 같이 광택이 있고, 가벼우며, 내식성이 높은 금속으로, 비행기, 자동차, 가전제품 등 다양한 산업에서 사용된다.
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11. 그림 (가)와 같이 공기를 채운 실린더에 금속 Na조각을 넣고 방치하였더니, 그림 (나)와 같이 공기의 부피가 감소하고 Na의 광택이 사라졌다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 대기압은 1기압이고, 피스톤의 무게나 마찰은 무시한다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기 중 정답은 "ㄱ"이다. Na 조각이 실린더 안에서 반응하여 Na가 산화되어 Na2O가 생성되고, 이로 인해 공기 내의 산소가 소모되어 부피가 감소한다. 또한, Na2O가 생성되면서 Na 조각의 광택이 사라진다. 이러한 반응은 Na와 산소가 반응하여 일어나는 화학반응으로, Na와 같은 활성 금속은 공기와 반응하여 녹슬거나 산화되는 것이 일반적이다.
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12. 그림과 같이 일정한 온도에서 기체 A가 들어 있는 실린더에 기체 B를 넣은 후, 피스톤에 추를 올려 부피를 처음과 같아지도록 하였더니 3 기압이 되었다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 기체 A와 B는 서로 반응하지 않는다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ, ㄴ"이 옳은 이유는 기체 A와 B가 서로 반응하지 않기 때문에 부피가 변화하더라도 온도와 몰 수는 일정하게 유지된다. 따라서 가스 상태 방정식을 이용하여 초기 상태와 최종 상태의 압력과 부피를 이용해 계산하면 초기 압력이 2 기압이었으므로, 부피가 변화하지 않았을 때 최종 압력은 2 기압의 1.5배인 3 기압이 된다.
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13. 다음은 할로겐의 반응성과 관련된 실험이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, X는 할로겐 원소이다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 할로겐 원소가 클로로포름과 반응하여 카르복실산을 생성하는 것으로 나타났다. 이는 클로로포름이 메틸기를 전달해주는 역할을 하기 때문이다. "ㄴ"은 할로겐 원소가 아세톤과 반응하여 메틸렌 블루를 생성하는 것으로 나타났다. 이는 아세톤이 메틸기를 전달해주는 역할을 하기 때문이다. "ㄷ"는 할로겐 원소가 벤젠과 반응하여 할로겐화 벤젠을 생성하는 것으로 나타났다. 이는 할로겐 원소가 벤젠 분자의 수소 원자를 대체하는 역할을 하기 때문이다. 따라서 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"가 모두 옳은 설명이다.
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14. 다음은 고분자 A ~ D의 단위체를 나타낸 것이다.

A ~ D에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. A는 열가소성 수지이다.
  2. A는 파이프의 재료로 사용된다.
  3. B에는 불포화 결합이 존재한다.
  4. C, D는 축합 중합체이다.
  5. D는 에스테르 결합을 갖는다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "D는 에스테르 결합을 갖는다." 이다. 이유는 그림에서 D의 단위체에는 에스테르 결합이 없기 때문이다. A는 열가소성 수지이며 파이프의 재료로 사용된다. B에는 불포화 결합이 존재한다. C, D는 축합 중합체이다.
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15. 한쪽 면을 금속 A로 도금한 철(Fe) 막대를 BSO4수용액에 넣었다. (가)는 용액에 존재하는 양이온 수의 변화를, (나)는 철막대의 질량 변화를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A, B는 임의의 금속 원소이다.) [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ,ㄴ,ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답은 "ㄴ, ㄷ"이다.

    - (ㄱ) 금속 A는 Fe보다 화학적으로 활성이 높기 때문에 Fe보다 먼저 이온화되어 용액에 이온으로 존재하게 된다. 따라서 용액에 있는 양이온 수는 증가한다.
    - (ㄴ) Fe 막대는 BSO4 이온과 반응하여 FeSO4를 생성하고, 동시에 전자를 방출하여 Fe 이온이 용액에 이온으로 존재하게 된다. 이로 인해 Fe 막대의 질량은 감소한다.
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16. 다음은 탄화수소 A ~ C의 구조식을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄷ"인 이유는 탄화수소 C가 방향족 화합물이기 때문이다. 방향족 화합물은 고리 구조를 가지고 있으며, 이 고리 구조는 공유 전자쌍의 이동으로 안정화되기 때문에 반드시 포함되어야 한다. 따라서 탄화수소 C는 방향족 화합물인 벤젠 구조를 가지고 있으며, 이에 따라 보기에서 정답이 "ㄷ"이다.
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17. 다음은 수소를 에너지원으로 이용하는 2가지 사례이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ, ㄷ" 인 이유는 다음과 같다.

    ㄱ. 수소 연료 전지 자동차: 수소 연료 전지 자동차는 수소와 산소를 반응시켜 전기를 생산하여 자동차를 움직이는데, 이때 발생하는 배출물은 물밖에 없기 때문에 환경 친화적이다.

    ㄷ. 수소 연료 셀: 수소 연료 셀은 수소와 산소를 반응시켜 전기를 생산하는데, 이 전기를 이용하여 가정이나 회사 등에서 전기를 공급할 수 있다. 이때 발생하는 배출물은 물밖에 없기 때문에 환경 친화적이다.
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18. 다음은 아몬드향을 내는 물질 A와 장미향을 내는 물질 B의 구조식을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 정답이 "ㄱ"인 이유는 A와 B의 구조식에서 공통적으로 나타나는 벤젠 고리가 있기 때문이다. 아몬드향과 장미향은 모두 벤젠 고리를 포함하는데, 이 고리의 구조가 미세한 차이로 인해 물질의 특성이 달라지기 때문이다. 따라서 A와 B는 구조적으로 유사하면서도 다른 특성을 가진다.
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19. 그림은 원유를 분리하는 분별 증류탑의 구조와 분리되는 물질 A ~ F의 끓는점을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. A ~ F는 모두 혼합물이다.
  2. A는 기체 상태로 분리된다.
  3. E를 크래킹하여 B를 얻을 수 있다.
  4. 증류탑 (가) 부분의 온도는 300℃보다 높다.
  5. 원유는 물리적 변화를 이용하여 분리된다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "증류탑 (가) 부분의 온도는 300℃보다 높다."

    해설: 증류탑 (가) 부분은 원유를 열분해하여 분리하는 부분으로, 이 과정에서는 고온이 필요하다. 따라서 증류탑 (가) 부분의 온도는 300℃보다 높다는 것이 옳다.
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20. 다음은 진통제로 쓰이는 아스피린과 아세트아미노펜의 가수 분해 반응이다.

생성물 A ~ C에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 보기에서 "ㄱ"은 아스피린의 분해 반응에서 생성되는 살리실산으로, 진통 및 해열 효과를 가지고 있다. "ㄴ"은 아세트아미노펜의 분해 반응에서 생성되는 N-아세틸벤조퀴논으로, 해열 효과를 가지고 있다. "ㄷ"는 아세트아미노펜의 분해 반응에서 생성되는 N-아세틸파라아미노펜으로, 진통 및 해열 효과를 가지고 있다. 따라서 "ㄱ, ㄴ, ㄷ"이 모두 옳은 설명이다.
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