바른답알찬풀이 I. 물질의규칙성과결합 01 우주초기에만들어진원소 핵심개념 8~10 쪽 01 허블 02 빅뱅 ( 대폭발 ) 우주론 03 양성자 1 개 04 3 : 1 05 원자 06 연속스펙트럼, 선스펙트럼, 흡수스펙트럼 01 허블은멀리있는은하일수록더빠른속도로멀어지고있음

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1 미래엔교과서 고등학교통합과학 바른답 알찬풀이

2 바른답알찬풀이 I. 물질의규칙성과결합 01 우주초기에만들어진원소 핵심개념 8~10 쪽 01 허블 02 빅뱅 ( 대폭발 ) 우주론 03 양성자 1 개 04 3 : 1 05 원자 06 연속스펙트럼, 선스펙트럼, 흡수스펙트럼 01 허블은멀리있는은하일수록더빠른속도로멀어지고있음을관측하여우주가팽창한다는사실을밝혀냈다. 02 빅뱅우주론은모든물질과에너지가모인한점에서대폭발이일어나우주가시작되었다는우주론이다. 03 수소원자핵은양성자 1 개로이루어져있다. 04 수소와헬륨의질량비는 3 : 1 이다. 05 원자는원자핵과전자가결합하여만들어졌다. 06 스펙트럼에는여러가지색의띠가연속적으로나타나는연속스펙트럼, 고온의기체가방출하는선스펙트럼, 연속스펙트럼에기체가흡수한에너지로인해검은선이나타나는흡수스펙트럼이있다. 기본확인문제 01 우리은하가우주의전부라고생각하였다. 02 (1) 감소 (2) 일정 (3) 감소 ᄀ헬륨ᄂ 3 : , 섀플리는우리은하가우주의전부라고생각했다. 11 쪽 02 빅뱅우주론에서는우주가팽창할때우주전체의질량은변하지않으며, 온도와밀도는감소한다. 질량이일정한가운데우주가계속팽창하게되면팽창하는데에너지를소모하기때문에우주의온도는계속낮아진다고보았다. 03 초기우주에서쿼크와전자같은기본입자가가장먼저생겨났고, 쿼크끼리결합하여양성자와중성자가생겨나원자핵을생성하였다. 그후에원자핵과전자가결합하여원자가생성되었다. 04 빅뱅이후약 3 분이지났을때양성자 2 개와중성자 2 개가결합하여헬륨원자핵이만들어졌고, 이때우주에존재하는수소원자핵과헬륨원자핵의질량비는약 3 : 1이되었다. 05 연속적인색의띠가나타나는스펙트럼을연속스펙트럼, 연속적인색의띠위에검은선들이나타나는스펙 트럼을흡수스펙트럼, 검은바탕에색을띤선이나타 나는스펙트럼을선스펙트럼이라고한다. ( 가 ) 는선스 펙트럼, ( 나 ) 는흡수스펙트럼, ( 다 ) 는연속스펙트럼 이다. 06 별빛의흡수스펙트럼을분석하면별의대기를구성하는성분과별의나이를알아낼수있다. 07 원소마다스펙트럼에나타나는선의위치와굵기가모두다르므로별과은하의스펙트럼을분석하면별과은 하를구성하는원소의종류를알수가있다. 실전 12~13 쪽응용문제 해설참조 08 해설참조 09 해설참조 01 가모프가주장한우주론은우주의전체질량이변하지않은채우주공간이팽창하므로빅뱅우주론에적합하 다. 한편호일이주장한우주론은우주공간이팽창하면 서그빈공간에새로운물질이생겨나므로밀도가일정 하게유지되는정상우주론이다. ㄷ. 두우주론의공통점은우주가팽창한다는것이고, 빅뱅우주론은질량이일정한가운데계속우주공간이팽창하므로밀도는계속감소한다. 02 우주는모든물질과에너지가집중된한점에서대폭발을하였으므로시간이흐를수록전체질량은변하지않은채부피가팽창하므로우주의온도와밀도는계속감소한다. 03 모든물질의기본입자는쿼크와전자이다. ㄴ. 원자들은빅뱅이후약 38만년이지났을때우주의온도가 3000 K으로낮아졌을때원자핵과전자가결합하여형성되었다. ㄷ. 양성자와중성자는모두쿼크들의결합으로형성된입자이다. 04 빅뱅후우주가팽창하면서온도가낮아질때가장먼저형성된것은물질을구성하는기본입자인쿼크와전자이다. 그후쿼크가결합하여양성자와중성자가만들어졌다. 또, 빅뱅이후 3 분이지났을때양성자와중성자가결합하여헬륨원자핵이만들어졌으며, 빅뱅후 38만년이지났을때전자의운동에너지가낮아져서수소원자핵과헬륨원자핵에전자들이붙잡혀서수소원자와헬륨원자가형성되었다. 2 바른답 알찬풀이

3 05 빅뱅후 38 만년이지나우주의온도가 3000 K 이되었을때전자가원자핵의인력에이끌려중성원자가생성 됨으로써투명한우주가되었다. 이때퍼져나간빛이 현재는 3 K 에해당하는전파가되어전우주에서탐지 된다. 펜지어스와윌슨이발견한우주배경복사는빅뱅 우주론을지지하는증거이다. ㄴ. 우주배경복사는가모프가예측하고주장하였다. 06 우주에는수소가가장풍부하므로우주의빛을관찰하면수소의스펙트럼이가장많이관측된다. ㄴ. 원소마다특정파장을흡수하고방출하기때문에 각원소가만들어내는흡수선과방출선의위치와굵기는모두다르다. ㄷ. 원소마다특정파장을흡수하고방출하기때문에동일원소의경우스펙트럼에서흡수선과방출선의위치는같다. 07 예시답안우주의온도가원자핵과전자가결합할수있을정도로낮아져원자가만들어졌다. 이로인해빛이우주공간으로퍼져나가게되었다. 예시답안과같이설명한경우 원자가형성되어빛이우주공간으로퍼져나갔다고설명한경우 70 최초로원자가형성되었다고만설명한경우 예시답안우주배경복사는빅뱅우주론의확실한증거이다. 전우주에서관측되는우주배경복사에너지의파 장에따른세기는 3 K의물체에서방출되는복사에너지의파장에따른세기와일치한다. 이는빅뱅이후약 38만년이지나우주의온도가 3000 K이되었을때방출된빛이우주가팽창함에따라그파장이길어져현재약 3 K의물체가방출하는빛으로지구에도달함을의미한다. 우주배경복사를빅뱅우주론의증거가됨을설명하고, 우주의팽창에따른변화를옳게설명한경우 빅뱅우주론의증거라고만설명한경우 예시답안원소마다동일한특정파장을흡수하거나방출하기때문에동일한원소에서는흡수스펙트럼과선스 펙트럼이나타나는파장영역이항상같다. 따라서스펙트럼을분석하면우주의주요구성원소를알수있다. 예시답안과같이설명한경우 원소의특성때문이라고만설명한경우 핵심개념 별의진화와원소의생성 01 별의내부 02 산소 14~15 쪽 01 철보다가벼운원소는대부분별의내부에서핵융합반응을통해만들어진다. 철보다무거운원소는초신성이폭발할때엄청난양의에너지가발생하여만들어진다. 02 생명체와지각에공통으로들어있는주요원소는산소이다. 산소는생명체의약 60 %, 지각의약 46.6 % 를차지한다. 기본확인문제 16 쪽 01 수소, 헬륨 ( 나 ) 06 철 우주공간에는주로수소와헬륨기체로이루어진성간물질이있다. 02 일반적으로저온 고밀도의성간물질들이모인성운에서원시별이탄생한다. 03 일반적으로성운이나별이중력에의해수축할때중력수축에너지가생기며, 이에너지는원시별초기에중요한에너지원이다. 그후단계의별에서는핵융합반응으로생기는에너지가중요한에너지원이다. 04 별의생성원료인성간물질은 99 % 정도의가스와 1 % 정도의티끌로이루어져있다. 기체성분중약 74 % 가수소, 24 % 가헬륨, 나머지 2 % 가그외성분으로이루어져있다. 따라서, 별의진화과정중대부분의시간을보내는단계에서가장풍부한원소는수소이다. 05 별의중심부에서핵융합반응이완료되었을때의내부구조를나타낸것이므로 ( 가 ) 는태양정도의질량을갖는별, ( 나 ) 는태양보다질량이훨씬큰별의내부구조이다. 06 별의내부에서핵융합반응으로만들어질수있는가장무거운원소는철이다. 철보다무거운원소는초신성폭발이일어날때만들어진다. 07 현재태양계에서생명체가존재하는행성은지구이다. 1 태양에가까운행성은높은온도로인해가벼운원소는이탈하였고, 주로무거운원소로이루어졌다. 바른답 알찬풀이 3

4 2 태양에서먼행성은질량이작은수소와헬륨으로이루어져있다. 3 태양계는초신성이폭발할때생긴철보다무거운원소가많으므로우주초기에형성된물질만으로만들어지지않았다. 5 지구의표면이암석으로이루어진것은산소와규소가풍부하기때문이다. 실전 17~19 쪽응용문제 해설참조 12 해설참조 13 해설참조 01 성간물질은 99 % 정도의가스와 1 % 정도의티끌로이루어져있고, 가스는대부분수소와헬륨으로구성되 어있다. 따라서성간물질은대부분수소와헬륨이다. ㄴ. 별은빅뱅이일어나고약 4억 ~7억년이지난후부터탄생하였다. ㄷ. 성간물질이중력수축하면중력에의한위치에너지가열에너지로전환되므로온도가상승한다. 이때열에너지에의한내부압력보다중력이더크게작용하여계속수축하므로밀도도계속증가한다. 즉, 성간물질이뭉쳐지고있는한밀도는계속상승한다. 02 수소핵융합반응은수소원자핵 4 개가융합하여헬륨원자핵 1 개가만들어지는과정이다. 이때질량결손이 일어나고, 감소된질량에의해에너지가발생한다. ㄱ. 원시별단계에서는수소핵융합반응이일어나지않는다. ㄴ. 별의내부의온도가 0만 K 정도로올라가야수소핵융합반응이일어난다. 03 수소는별에서가장풍부한원소이므로수소핵융합반응이매우긴시간동안일어난다. 따라서별은일생의대부분을중심부에서수소핵융합반응이일어나는단계에서보낸다. ㄱ. 별의중심부에서수소핵융합반응이일어나는단계에서는내부압력과중력이평형을이루어별의크기가일정하게유지된다. ㄴ. 수소핵융합반응이일어나기위해서는최소한 0만 K 이상의온도조건이필요하다. 04 질량이태양보다큰별의내부에서는핵융합반응이단계적으로진행되어철까지만들어진다. ㄱ. 별의중심부에서철이만들어지면더이상핵융합반응이일어나지않아수축하기시작한다. 05 ( 가 ) 는질량이태양정도인별, ( 나 ) 는질량이매우큰별의내부구조이다. 별의중심부로갈수록온도가높아지므로더무거운원소의핵융합이일어나고, 철보다무거운원소는초신성이폭발할때생성된다. ㄱ. ( 가 ) 의중심부에서는헬륨핵융합반응으로탄소까지생성된다. 06 질량이태양정도인별의내부에서는탄소핵융합반응으로헬륨까지만들어진다. 1, 2 ( 가 ) 에해당하는원소는철로, 별내부에서는핵융합반응으로철까지만들어진다. 3 수소핵융합반응은내부온도가 0만 K 이상일때일어나고, 수소보다무거운규소핵융합반응은내부온도가 30억 K 이상일때일어난다. 즉, 무거운원소일수록높은온도에서핵융합반응이일어난다. 4 핵융합반응은가벼운몇개의원자핵이융합하여무거운원자핵이되는반응이므로, 생성되는원소는연료가되는원소보다무겁다. 07 초신성폭발은질량이매우큰별의진화마지막단계에나타나는현상으로, 초신성이폭발하면별의내부에서핵융합반응으로만들어질수없는에너지가발생한다. 또, 초신성폭발시의엄청난온도와압력으로인해철보다무거운원소가만들어진다. 08 지구형행성은암석형행성으로주성분은산소와규소이고, 목성형행성은가스형행성으로주성분은수소와헬륨이다. 09 태양의주요구성성분은수소인반면, 지구형행성의대기성분은질소, 산소, 이산화탄소와같이무거운기체이다. 따라서지구형행성의대기성분이태양의대기로부터직접공급되었다고볼수없다. 10 생명체의주요성분인탄소, 수소, 산소, 질소등은우주초기와별의내부에서만들어진것을공급받았다. 산소는암석과나뭇잎의공통되는주요성분이다. ㄷ. 암석의주요성분은대부분철보다가벼운원소이므로초신성이폭발할때새롭게만들어진것이아니라그이전에별의내부에서만들어졌다. 11 예시답안별의중심에서수소핵융합반응이일어나는별은별의중력과내부압력이평형을이루어별의크기가일정하게유지된다. 예시답안과같이설명한경우 별의중력과내부압력이평형을이룬다고만설명한경우 50 4 바른답 알찬풀이

5 12 예시답안초신성폭발이일어날때발생하는엄청난에너지로인해온도가 0 억 K 에이르는초고온상태가 되면서철보다무거운원소의핵융합이가능하다. 예시답안과같이설명한경우 초신성이폭발할때발생하는에너지때문이라고만설명한경우 13 예시답안인체를구성하는주요원소는산소, 탄소, 수소, 질소, 칼슘, 인, 칼륨, 황, 나트륨등으로모두철보다가벼운원소이며, 철보다무거운원소는극소량포함되어있다. 따라서우리몸을구성하는대부분의원소는별의내부에서핵융합반응에의해형성되었고, 극소량포함되어있는철보다무거운원소는초신성이폭발할때생성되었다고추정할수있다 몸을구성하는원소와원소의생성시기를옳게설명한경우 몸을구성하는주요구성원소만옳게설명한경우 50 원소의생성시기만옳게설명한경우 30 핵심개념 원소의주기성 20~22 쪽 01 금속, 비금속 02 족 03 전자껍질 04 에너지준위 05 원자가전자 06 1 개 07 17족 01 철, 구리, 금은금속원소이고, 질소, 인, 헬륨은비금속원소이다. 02 주기율표의세로줄을족이라고하며, 같은족원소들은화학적성질이비슷하다. 03 전자는특정한에너지를가진공간 ( 궤도 ) 에존재하는데, 이를전자껍질이라고한다. 04 전자껍질에서전자가가지는특정한에너지의값을에너지준위라고한다. 05 원자가전자는가장바깥전자껍질에있는전자이다. 06 알칼리금속은주기율표의 1 족에속하므로원자가전자수가 1 개이다. 07 F, Cl, Br, I 는주기율표의 17 족에속하는할로젠원소이다. 23 쪽기본확인문제 바닥상태 (1) 리튬 (Li), 나트륨 (Na) (2) 염소 (Cl) 염기성 인 (P), 탄소 (C), 염소 (Cl), 네온 (Ne) 은비금속원소이다. 02 주기율표는원소를원자번호와화학적성질을기준으로배열하여만든원소분류표이다. 03 전자가특정한에너지를가지고운동하는공간 ( 궤도 ) 을전자껍질이라고한다. 04 바닥상태란원자가가장낮은에너지를갖는전자배치로, 전자는가장낮은에너지준위의전자껍질부터순서대로채워진다. 05 주기율표의같은족원소는원자가전자수가같기때문에화학적성질이비슷하다. 06 (1) 알칼리금속은수소를제외한 1족원소이므로리튬 (Li), 나트륨 (Na) 이다. (2) 원자가전자의수가 7 개인원소는 17족원소인염 소 (Cl) 이다. 07 알칼리금속은칼로쉽게잘릴정도로무르다. 08 페놀프탈레인용액은염기성에서붉은색을나타내므로, 알칼리금속과물이반응한용액은염기성을띤다. 09 염소 (Cl), 브로민 (Br), 아이오딘 (I), 플루오린 (F) 은할로젠원소로모두 17 족원소이다. 베릴륨 (Be) 은 2 족원 소이다. 실전응용문제 24~27 쪽 해설참조 20 해설참조 21 해설참조 22 해설참조 23 (1) 해설참조 (2) 해설참조 01 제시된원소는모두금속원소이다. 금속원소는열과전기전도성이좋고, 광택이있다. 02 흑연 (C) 은비금속원소지만전기전도성이있으므로주어진원소들의광택을비교하는것이가장적합하다. 바른답 알찬풀이 5

6 03 금속원소는 K, Ca, Na, Mg 이고, 비금속원소는 H, O 이다. 04 동물의뼈, 치아를이루는 2 족금속원소는칼슘 (Ca) 이다. 05 ㄱ. 4 가지물질중나트륨 (Na) 과구리 (Cu) 는금속원소이므로 ( 가 ) 는 금속원소인가? 이다. 상태이다. ㄴ. 나트륨 (Na) 과구리 (Cu) 는모두실온에서고체 ㄷ. 질소 (N) 와염소 (Cl) 중에서 2 주기원소는질소 (N) 이므로 A 는질소 (N), B 는염소 (Cl) 이다. 06 A~E 는각각리튬 (Li), 탄소 (C), 네온 (Ne), 알루미늄 (Al), 규소 (Si) 이다. D 와 E 는 3 주기원소로전자껍질 수가 3 개이다. 07 A 는수소 (H) 이다. 수소는 1 족원소이지만비금속원소이고, 알칼리금속이아니다. 08 원자가전자수는 1, 2 족은각각 1 개, 2 개이고, 13~17 족은각족에서 10 을빼면되며, 18 족은 0 개 이다. A~D 의원자가전자수는각각 1 개, 4 개, 0 개, 3 개이므로총합은 8 이다. 09 ᄀ 원자번호, ᄂ 주기, ᄃ 전자껍질, ᄅ 족이다. 10 전자껍질의에너지준위는원자핵과가까울수록낮아지고, 원자핵과멀어질수록높아진다. 11 X 는전자가 6 개이므로원자번호 6 인탄소이다. 전자껍질이 2 개이므로 2 주기원소이고, 원자가전자수는 4 개이다. 12 리튬, 나트륨, 칼륨은주기율표의 1 족원소로알칼리금속이다. 알칼리금속은할로젠원소, 물과격렬하게반 응하며, 물과반응한후용액은염기성을띤다. 13 알칼리금속은칼로자를수있을정도로무르다. ㄱ. 석유속에가라앉아있으므로석유보다밀도가 크다. ㄷ. 물과반응한용액에서페놀프탈레인용액이붉게변하였으므로용액은염기성을띤다. 14 할로젠원소는주기율표의 17족에속하며, 알칼리금속과격렬하게반응한다. 염소는실온에서기체상태이고, 수소와반응성이가장큰것은플루오린이다. 15 주어진성질을갖는원소는할로젠원소이다. C( 탄소 ) 는할로젠원소가아니다. 16 A 에속하는원소는 He, F, Cl 이고, B 에속하는원소 는 F, Cl, I이므로 ( 가 ) 에는 He, ( 나 ) 에는 F, Cl, ( 다 ) 에는 I이분류된다. 17 B에속하는원소는할로젠원소이다. 할로젠원소는모두비금속원소이며, 원자가전자의수가모두 7 개이다. ㄴ. 할로젠원소는주기율표의 17족에속한다. 18 ㄱ. A는알칼리금속인리튬, C는할로젠원소인플루오린이므로 A와 C는격렬하게반응한다. ㄴ. A~D는모두전자껍질이 2 개이므로 2주기에속한다. ㄷ. 화학적성질이비슷한것은같은족에속하는원소이다. 19 예시답안 ( 가 ): 열전도성이좋다. ( 나 ): 전기전도성이좋고, 힘을가해도잘부서지지않고가늘게뽑히거나넓게펴지는성질을가진다. 두가지를모두옳게설명한경우 한가지만옳게설명한경우 예시답안에너지준위는불연속적이므로전자가특정한에너지만가질수있다. 따라서특정한에너지를가지는빛만방출되므로선스펙트럼이나타난다. 에너지준위의불연속성과선스펙트럼의관계를잘관련지어설명한경우 에너지준위의불연속성만설명한경우 예시답안원자가전자란가장바깥전자껍질에있는전자중에서화학결합에관여하는전자로원소의화학적성 질을결정하는데, 같은족원소들은원자가전자수가같기때문에화학적성질이비슷하다. 원자가전자의정의와족의성질을옳게설명한경우 원자가전자수가같다고만설명한경우 예시답안알칼리금속은산소와의반응성이커서공기중에노출되면빠르게산화되기때문이다. 또물과매우빠르게반응하여수소기체를발생하여폭발할수있기때문이다. 알칼리금속의산소, 물과의반응성을옳게설명한경우 알칼리금속과산소와의반응성만옳게설명한경우 50 6 바른답 알찬풀이

7 23 예시답안 (1) 플루오린, 염소, 브로민, 할로젠원소는알칼리금속과반응하는데, 이때격렬하게반응할수록반 응성이크다. (2) 아이오딘은주기율표의 17 쪽에속하는할로젠원소 이므로나트륨과반응한다. 02 비활성기체는가장바깥전자껍질에전자가 8 개이지만화학반응에참여하지않으므로원자가전자는 0 개이다. 03 (1) 산소는전자 2 개를얻어안정 해진다. +8 (1) 과 (2) 를모두옳게설명한경우 (1) 과 (2) 중한가지만옳게설명한경우 50 (2) 칼슘은전자 2 개를잃어안정 해진다 원소의결합 04 2 족원소인 Ca 은전자 2 개를잃어야안정해진다. 핵심개념 28~30 쪽 1 족원소인 Na 과 Li 은전자 1 개를잃어야안정해 지고, 17 족원소인 Cl 와 Br 은전자 1 개를얻어야안정해진다. 01 비활성 02 1 개 8 개 03 이온결합 04 공유결합 05 2, 잃는다 06 1 개 족원소는다른원소와잘반응하지않으므로비활성기체라고한다. 02 나트륨이나트륨이온이될때세번째전자껍질의전자 1 개를잃고두번째전자껍질의전자가 8 개가되 어안정한전자배치를한다. 따라서가장바깥전자껍 질의전자수는 1 개에서 8 개로변한다. 03 이온결합은금속원소의양이온과비금속원소의음이온사이의정전기적인력에의한결합이다. 04 수소원소와산소원소는모두비금속원소이므로수소원소와산소원소로이루어진물은공유결합을한다. 05 마그네슘 (Mg) 은 2 족원소이므로원자가전자 2 개를잃고양이온 (MgÛ`±) 이된다 개의염소는각각 1 개의전자를내놓고 1 개의전자쌍을공유하며결합한다. 기본확인문제 31 쪽 (1) 해설참조 (2) 해설참조 (1) 공유결합 (2) 1 : 족원소를비활성기체라고하며, 헬륨 (He), 네온 (Ne), 아르곤 (Ar) 등이있다. 05 이온들은가장바깥전자껍질의전자가모두채워져전자배치가안정한상태이다. 1 금속원소는전자를잃고양이온이된다. 2 비금속원소는전자를얻고음이온이된다 족원소는매우안정하여반응성이거의없다. 5 양이온과음이온사이에는정전기적인력이작용한다. 06 CH 의구성원소인 C 와 H 가모두비금속이므로 CH 은공유결합으로형성된물질이다. 07 (1) A 는산소 (O) 로비금속원소이고, B 는수소 (H) 로비금속원소이므로 A 와 B 는전자를내놓아전자쌍을 공유하는공유결합을한다. (2) 안정한전자배치를이루기위해 A 는전자 2 개가 필요하고, B 는전자 1 개가필요하므로 A 원자 1 개와 B 원자 2 개가결합한다. 따라서결합하는 A 와 B 의개 수비는 1 : 2 이다. 08 금속원소인나트륨 (Na) 은전자 1 개를잃어양이온 (Na±) 으로, 비금속원소인산소 (O) 는전자 2 개를얻어 음이온 (OÛ`Ñ) 으로되어이온결합을한다. 1 산소는 2 주기 16 족원소이다. 3 비금속원소와공유결합을한다. 4 전자 2 개를얻어야안정한이온이된다. 5 안정한전자배치를이루기위해산소는전자 2 개가필요하므로 2 개의산소원자는각각전자 2 개씩을내놓아총 2 개의전자쌍을공유한다. 바른답 알찬풀이 7

8 실전응용문제 32~35 쪽 해설참조 17 해설참조 18 해설참조 19 해설참조 20 해설참조 21 (1) 해설참조 (2) 해설참조 01 헬륨, 네온, 아르곤은주기율표의 18 족에위치하며, 실온에서기체상태이다. ㄴ. 비활성기체는가장바깥전자껍질에전자가모두 채워져있어매우안정하므로다른원소와잘반응하지않는다. 02 나트륨은전자 1 개를잃고양이온이된다. 03 알루미늄은전자 3 개를잃어야안정해진다. 04 알루미늄은금속원소이므로비금속원소인산소와이온결합을한다. 05 A 이온과 B 이온은서로반대전하를띠는이온이므로두이온사이에정전기적인력이작용한다. 1 A 이온은전자 1 개를잃고형성된양이온이므로 A 는 1 족에속하는금속원소이다. 2 B 이온은전자 1 개를얻고형성된음이온이므로 B 는 17 족 에속하는비금속원소이다. 3 A는 1족원소이고, B는 17족원소이므로화학적성질이다르다. 4 A 이온과 B 이온은 1 : 1의개수비로결합한다. 06 염소 (Cl) 전자 1 개를얻어 Ar 과같은전자배치를하여안정해지는비금속원소이다. 07 ㄴ. A는전자 2 개를잃고안정해지는금속원소이고, B는전자 1 개를얻고안정해지는비금속원소이다. ㄷ. A가전자 2 개를잃고, B가전자 1 개를얻으면 A 와 B는 18족원소인 Ne과같은전자배치를한다. ㄱ. A와 B는이온결합을한다. 08 질소 (N) 1 개와수소 (H) 3 개가공유결합하여암모니아분자 (NH ) 를형성할때질소 (N) 의원자가전자 5 개 중에서 3 개만공유전자쌍을이룬다. 암모니아분자 (NH ) 의 N는가장바깥전자껍질에전자 8 개, H는전자 2 개를채워 18족원소와같은전자배치를한다. 09 금속원소와비금속원소는이온결합을, 비금속원소끼리는공유결합을잘형성한다. ㄱ. 금속원소는전자를잃고양이온이된다. 10 C 와 O 는비금속원소이므로공유결합을한다. 11 A~C는각각마그네슘 (Mg), 산소 (O), 플루오린 (F) 이다. A는금속원소, C는비금속원소이므로 A와 C는이온결합을한다. 또, B는비금속원소, C는비금속원소이므로 B와 C는공유결합을한다. ㄱ. A는 3주기, B, C는 2주기원소이다. 12 A~D는각각리튬 (Li), 산소 (O), 마그네슘 (Mg), 염소 (Cl) 이다. A, C는금속원소이고, B, D는비금속원소이다. ㄱ. A는금속원소, B는비금속원소이므로 A와 B는이온결합을한다. ㄴ. B는전자 2 개, D는전자 1 개를얻어야 18족원소의전자배치를하므로 B 원자 1 개는 D 원자 2 개와전자쌍을공유하면서결합한다. ㄷ. C 이온 (MgÛ`±) 은네온 (Ne) 과전자배치가같고, D 이온 (ClÑ) 은아르곤 (Ar) 과전자배치가같다. 13 C 는 1 족원소인나트륨 (Na) 이므로전자 1 개를잃고양이온이되기쉽다. 1 A는비금속원소인산소 (O) 이다. 2 B는비활성기체인네온 (Ne) 으로반응성이거의없다. 4 A, D는비금속원소로공유결합을한다. 5 D의규소 (Si) 는주기율표의 14족에속한다. 14 산소 (O) 는또다른산소와 2 개의전자쌍을공유하면서결합하여 2 원자분자인 Oª 를형성한다 족원소와같은전자배치를하기위해서 D 는전자 4 개를, A 는전자 2 개를얻어야한다. 따라서 D 는 2 개의 A 와각각전자 2 개를공유하며결합하고, 화학 식은 DAª 이다. 16 예시답안원자가전자는가장바깥전자껍질의전자중화학반응에참여하는전자이다. 18족원소인비활성기체는모두원자가전자수가 0 개이므로반응성이거의없다. 비활성기체의반응성이거의없는까닭을원자가전자수와관련지어설명한경우 원자가전자수가 0 개라고만설명한경우 예시답안 2 개, 마그네슘은원자가전자수가 2 개이므로전자 6 개를얻는것보다전자 2 개를잃고양이온이되 는것이 18족원소와같은안정한전자배치를하기더쉽다. 8 바른답 알찬풀이

9 원자가전자수를쓰고, 전자 2 개를잃고안정해진다고설명한경우 원자가전자수만옳게쓴경우 예시답안 6 개, 산소는원자가전자수가 6 개이므로전자 6 개를잃는것보다전자 2 개를얻고음이온이되는것 이 18 족원소와같은안정한전자배치를하기더쉽다. 원자가전자수를쓰고, 전자 2 개를얻고안정해진다고설명한경우 원자가전자수만옳게쓴경우 예시답안이온결합, 마그네슘 (Mg) 은 2 족금속원소로전자 2 개를잃어양이온 (MgÛ`±) 이되고, 산소 (O) 는 16 족비금속원소로전자 2 개를얻어음이온 (OÛ`Ñ) 이된 다. 두이온은정전기적인력에의해이온결합을한다. 정전기적인력에의해이온결합을한다고설명한경우 이온결합만옳게쓴경우 예시답안 A 는 4 주기, B 는 3 주기원소이다. A 의원자번호가크므로 A 는전자를잃고양이온이된금속원소이 고, B 는전자를얻고음이온이된비금속원소이다. 이 때형성된물질이 ABª 이므로 AÛ`± 과 BÑ 이결합한것이 다. 따라서 A 는주어진 18 족원소보다전자가 2 개많 아야하므로 4 주기원소이고, B 는전자가 1 개적어야 하므로 3 주기원소이다. 주기를예측하고, 그까닭을옳게설명한경우 주기만옳게예측한경우 예시답안 (1) B 원자 1 개는 2 개의공유결합을할수있다. B 는원자가전자수가 6 개이므로전자 2 개를얻 어야 18 족원소와같이안정해진다. 따라서다른원자 와 2 개의전자쌍을공유하며결합하므로 2 개의공유 결합을할수있다. 공유결합의수를옳게쓰고, 2 개의전자쌍을공유하기때문이라고설명한경우 공유결합의수만옳게쓴경우 50 (2) ( 가 ) 는공유결합이다. A 는수소 (H) 로비금속원소 이고, B 는산소 (O) 로비금속원소이므로 A 와 B 는공 유결합을한다. ( 나 ) 는이온결합이다. B 는산소 (O) 로비금속원소이고, 05 C 는나트륨 (Na) 으로금속원소이므로 B 와 C 는이온 결합을한다. ( 가 ) 와 ( 나 ) 의결합종류와까닭을옳게설명한경우 ( 가 ) 와 ( 나 ) 의결합종류만옳게쓴경우 50 핵심개념 화학결합과물질의성질 01 정전기적인력 02 낮다 03 이온 36~37 쪽 01 이온결합물질은양이온과음이온이정전기적인력에의해결합한물질이다. 02 공유결합물질은이온결합물질에비해끓는점과녹는점이낮아실온에서주로기체나액체상태로존재한다. 03 이온결합물질은액체나수용액상태에서이온이움직일수있으므로전기전도성이있다. 기본확인문제 38 쪽 이온결합물질은수용액상태에서전기전도성이있다. 1 실온에서고체상태이다. 2 대부분물에잘녹는다. 3 녹는점이비교적높은편이다. 4 고체상태에서는전기전도성이없다. 02 이온결합물질은수용액상태에서전기전도성이있다. 염화나트륨 (NaCl) 은이온결합물질이고, 녹말, 설탕, 포도당, 메테인은공유결합물질이다. 03 염화나트륨수용액에전류를흘려줄때 (+) 극쪽으로 (-) 전하를띠는염화이온 (ClÑ) 이이동하고, (-) 극쪽으로는 (+) 전하를띠는나트륨이온 (Na±) 이이동한다. 04 대부분의공유결합물질은분자간인력이작아실온에서액체나기체상태로존재하며, 대부분물에잘녹지않고, 수용액에서이온으로나뉘지않아전기전도성이없다. 이온결합물질은외부에서힘을가하면쉽게쪼개진다. 바른답 알찬풀이 9

10 05 이온결합물질은실온에서고체상태이고, 공유결합물질은기체나액체상태인경우가많다. HCl 는공유 결합물질로실온에서기체이며, 다른물질은이온결합 물질로실온에서고체이다. 06 수소분자는공유결합물질이므로물에잘녹지않는다. 07 염화칼슘과같은제설제는이온결합물질로물에녹아전해질의역할을하여금속의부식을가속시킨다. 실전응용문제 39~41 쪽 고체, 액체, 녹는점 해설참조 15 해설참조 16 해설참조 01 그림은이온결합물질에힘을가할때결정이부서지는현상을나타낸것이다. 수은 (Hg) 은금속, 암모니아 (NH ) 는공유결합물질이다. 02 금속원소와비금속원소가결합하여형성된이온결합물질은대부분물에잘녹으며, 물에녹아양이온과음이 온으로나뉜다. 공유결합물질은한가지이상의원소로 이루어지며실온에서대부분액체나기체상태이다. 03 A 는마그네슘 (Mg) 이고, B 는염소 (Cl) 이다. ㄱ. A 는전자껍질이 3 개이므로 3 주기원소이다. ㄷ. A 는금속원소, B 는비금속원소이므로 A 와 B 는 이온결합물질을형성한다. 이온결합물질은단단하지 만힘을가할때쉽게쪼개진다. ㄴ. B 는전자 1 개를얻어음이온이된다. 04 이온결합물질의수용액에전류를흘려줄때음이온이 (+) 극쪽으로이동한다. 05 고체염화나트륨은전하를운반할수있는이온이없기때문에전기전도성이없다. 염화나트륨이물에녹으면 수용액속에양이온과음이온이존재하며양이온이 (-) 극, 음이온이 (+) 극으로이동하므로전기전도성이 생긴다. 06 주어진분자는 2 개의전자쌍을공유하는공유결합물질이다. 공유결합물질은실온에서대부분기체상태이다. 는다. ㄴ. 공유결합물질은수용액에서전류가흐르지않 07 A~D 는각각리튬 (Li), 플루오린 (F), 마그네슘 (Mg), 인 (P) 이다. ㄱ. A(Li) 는금소원소이므로 18 족원소의전자배치를 위해전자 1 개를잃어양이온이, B(F) 는비금속원소 이므로전자 1 개를얻어음이온이잘된다. ㄴ. B(F) 는비금속원소, C(Mg) 는금속원소이므로 B(F) 와 C(Mg) 는이온결합물질 (MgFª) 을형성한다. ㄷ. B(F) 와 D(P) 는비금속원소로공유결합물질을형 성하므로수용액상태에서전기전도성이없다. 08 A~C 는각각플루오린 (F), 마그네슘 (Mg), 산소 (O) 이다. ㄱ. A(F) 와 C(O) 는비금속원소이므로공유결합을한다. ㄴ. B(Mg) 는금속원소이고, C(O) 는비금속원소이므 로이온결합을한다. 기전도성이없다. ㄷ. BAª 는이온결합물질이므로고체상태에서전 09 염화나트륨은이온결합물질, 메테인은공유결합물질, 마그네슘은금속이다. 이온결합물질은액체와수 용액상태에서전기전도성이있으며, 녹는점은공유결 합물질에비해높다. 10 ( 가 ) 는공유결합물질, ( 나 ) 는이온결합물질이다. 아세트산은공유결합물질이지만예외적으로수용액상 태에서전기전도성이있다. 따라서액체상태의전기 전도성을측정해야구분이가능하다. 11 A 는일정한온도이상에서전기전도성이있으므로이온결합물질이고, B 는전기전도성이없으므로공유 결합물질이다. 흑연은공유결합물질이지만전기전도성이있다. 12 온도 t 까지 A 와 B 모두전기전도성이없다가 t 이후이온결합물질인 A 만전기전도성이있으므로 t 이전은 고체상태, t 이후는액체상태임을알수있다. 따라서 t 는녹는점이다. 13 ㄱ. 염화칼슘은물의어는점을 0 ¾ 보다낮추는역할을한다. ㄷ. 염화칼슘은이온결합으로형성된물질로물에녹 아칼슘이온과염화이온으로나뉘어물이어는것을 방해하므로제설제로이용한다. ㄴ. 염화칼슘이금속을부식시키는성질이있기때 문에염화칼슘을대체할수있는친환경제설제가필요하다. 14 예시답안이온결합물질은이온간의정전기적인력으로인해결합력이강하여녹는점이높으므로실온에서고 체상태이고, 공유결합물질은분자간의인력이약하 기때문에녹는점이비교적낮아실온에서액체나기체 상태이다. 10 바른답 알찬풀이

11 입자간의인력과관련지어녹는점을비교하고실온에서의상태를쓴경우 실온에서의상태만옳게쓴경우 예시답안고체상태에서는전하를운반할수있는이온들이이동할수없어전기전도성이없고, 액체나수용액상태에서는이온이자유롭게이동할수있어전기전도성이있다. 상태에따른전기전도성과까닭을옳게설명한경우 전기전도성만옳게쓴경우 예시답안친환경제설제는환경이나구조물에영향을적게주는물질이어야하며, 가격이저렴해야한다. 환경과경제적조건을모두옳게설명한경우 두가지조건중한가지만옳게설명한경우 50 42~43 쪽대단원마무리문제 해설참조 10 해설참조 11 (1) 해설참조 (2) 해설참조 01 양성자자체가수소원자핵이고, 양성자 2 개와중성자 2 개가결합하여헬륨원자핵이만들어졌다. ㄱ. 양성자와중성자는쿼크끼리결합하여형성되었다. ㄴ. 빅뱅후 3 분이지났을때헬륨원자핵이형성되었다. 최초의원자는빅뱅후 38만년이지났을때형성되었다. 02 우주배경복사는우주의온도가 3000 K 정도되어빛의직진성이생겼을때우주로퍼져나간빛이다. 1, 4 우주배경복사는빅뱅이후약 38만년이지나, 약 137억년전에우주에서출발한빛이다. 2 가모프는빅뱅우주론을주장했지만, 호일은정상우주론을주장하였다. 3 우주배경복사는모든방향에서관측이가능하다. 03 ( 가 ) 는헬륨원자핵과수소원자의구분기준으로 빅뱅후 3 분정도시간이지났을때최초로생성된것인가? 이다. 즉, 헬륨원자핵은 2 개의양성자와 2 개의중성 자가결합하여빅뱅후 3 분정도시간이지났을때최초로합성되었고, 수소원자인 B는빅뱅후 38만년이지난후수소원자핵이전자와결합하여만들어졌다. 따 라서, 우주초기에형성된순서는중성자 헬륨원자핵 수소원자순이다. 04 주기율표의가로줄을주기라고하며, 같은주기원소들은전자껍질수가같다. 05 A~C 는각각플루오린 (F), 네온 (Ne), 나트륨 (Na) 의전자배치이다. A 는전자 1 개를얻으려하는비금속 원소로전자를얻고음이온이되어비활성기체인 B의네온과같은안정한전자배치를한다. C는알칼리금속이므로물과반응하며, 반응후용액이염기성을띤다. 또, 전자 1 개를잃고양이온이되어 B와같은안정한전자배치를한다. A, B는전자껍질수가 2 개이므로 2주기원소이며, C는전자껍질수가 3 개이므로 3 주기원소이다. 06 ㄱ. A 는 AÑ, C 는 C± 이되므로 A 이온과 C 이온은 1 : 1 의개수비로결합한다. ㄷ. 이온결합물질은녹는점이높아실온에서고체상태로존재한다. ㄴ. 이온결합물질은고체상태에서전기전도성이없다. 07 금속원소인나트륨 (Na) 은전자 1 개를잃고나트륨이온 (Na±) 이되고, 비금속원소인염소 (Cl) 는전자 1 개 를얻어염화이온 (ClÑ) 이되어두이온의정전기적인력에의한이온결합으로염화나트륨 (NaCl) 이형성된다. 이때 Na± 은 Ne의전자배치를, ClÑ은 Ar의전자배치를하여안정해진다. 이온결합물질은외부충격에의해쉽게쪼개지며, 수많은양이온과음이온이연속적으로결합하여이루어진다. 08 A는금속원소인마그네슘 (Mg) 이고, B는비금속원소인염소 (Cl) 이다. ㄴ. A와 B가결합한물질은이온결합물질이므로수용액에서전류가흐른다. ㄷ. B는또다른 B와 1 개의전자쌍을서로공유하며결합한다. ㄱ. 금속원소와비금속원소는이온결합을한다. 09 예시답안시간이흐를수록우주에는점차무거운원소의양이많아진다. 그까닭은별이진화하면서별내부의핵융합반응이나초신성폭발로무거운원소가생성되기때문이다. 예시답안과같이설명한경우 무거운원소의양이많아진다고만설명한경우 50 바른답 알찬풀이 11

12 10 예시답안이온결합, 마그네슘은금속원소이고, 산소는비금속원소이므로두원소는이온결합을한다. 결합의종류와그까닭을옳게설명한경우 결합의종류만옳게쓴경우 예시답안 (1) 포도당은공유결합물질로포도당수용액에전류를흘려주어도전류가흐르지않는다. 변화와까닭을옳게설명한경우 변화만옳게설명한경우 50 (2) 염화구리 (Ⅱ) 는이온결합물질로물에녹아양이온 과음이온으로나뉜다. 따라서전류를흘려주었을때 (+) 극쪽으로음이온인염화이온, (-) 극쪽으로는양 이온인구리이온이이동하여전류가흐른다. 변화와까닭을옳게설명한경우 변화만옳게설명한경우 50 II. 자연의구성물질 01 핵심개념 지각과생명체를구성하는물질 44~45 쪽 01 Si O 사면체 02 산소, 산소 03 4, 4 04 사슬모양, 가지달린사슬모양, 고리모양, 2 중결합, 3 중결합 01 산소원자 4 개로된사면체중심에규소원자 1 개를둔 Si O 사면체를기본골격으로가지고있다. 02 지각과생명체에는모두산소원소가가장풍부하다. 03 탄소는원자가전자가 4 개이므로원자당최대 4 개의공유결합을하여다양한구조를형성할수있다. 04 탄소는사슬모양, 고리모양, 가지달린사슬모양, 2 중결합, 3 중결합등다양한구조를형성할수있다. 기본확인문제 46 쪽 01 A: 산소, B: 규소 ᄀ규소ᄂ산소 ᄀ 2중결합ᄂ 3중결합 지각에가장많은원소는산소이고, 그다음으로규소가많다. 02 지구에서가장풍부한원소인산소와규소가결합한규산염광물이지각을구성하는광물중 90 % 정도를차 지한다. 03 규산염광물은규소원자 1 개와산소원자 4 개가결합한 Si O 사면체를기본골격으로한다. 또, Si O 사 면체는다른 Si O 사면체와산소원자를공유하는형 태로결합한다. 04 생명체에서는산소와탄소가가장풍부한원소이다. 1 물로이루어진해양은산소와수소가가장풍부한 원소이다. 2 지각에서는산소와규소가풍부하므로비금속원소가금속원소보다많다. 3 산소는지각, 해양, 생명체에서는가장풍부한원소이지만대기에서는질소가가장풍부하다. 5 대기에서온실기체인이산화탄소는약 0.03 %~0.04 % 를차지한다. 05 생명체를구성하는단백질, 지질, 탄수화물은탄소를중심으로형성된탄소화합물이다. 12 바른답 알찬풀이

13 06 산소는원자가전자가 6 개이므로최대 2 개, 질소는원자가전자가 5 개이므로최대 3 개, 수소는원자가전자 가 1 개이므로최대 1 개, 염소는원자가전자가 7 개이 므로최대 1 개의공유결합을하며, 탄소는원자가전자 전자가 4 개이므로최대 4 개의공유결합이가능하다. 07 ( 가 ) 는탄소원자끼리 2 개의전자쌍을공유하는 2 중결합구조이며, ( 나 ) 는탄소원자끼리 3 개의전자쌍을공 유하는 3 중결합구조이다. 08 탄소와수소로이루어진탄소화합물을완전연소시킬경우이산화탄소와물이생성된다. 메테인 (CH ) 이완전연소했을때반응식은다음과 같다. CH + 2Oª 12Ú COª + 2HªO 실전응용문제 47~49 쪽 해설참조 14 해설참조 01 철, 니켈과같이무거운원소는지구내부로갈수록증가한다. 1, 2 지구에서는철, 지각에서는산소가가장많이 존재하는원소이다. 3 지구에서가장많은원소인철이지각에서는많지않으므로지구내부에철이많음을알수있다. 따라서지구내부는지각에비해밀도가크다. 4 지구를구성하는철과같이무거운원소들은대부분태양계가형성되기이전에별의내부에서핵융합반응을통해형성된것이다. 02 규산염광물은규소원자 1 개와산소원자 4 개가결합한 Si O 사면체를기본골격으로가진다. 따라서 A 는 산소, B는규소이다. 대표적인규산염광물로는장석, 석영, 흑운모, 각섬석, 휘석, 감람석등이있다. ㄴ. 지각에가장많이존재하는원소는산소이다. 03 Si O 사면체들은산소원자를공유하는형태로결합하여여러종류의규산염광물을만든다. ㄱ. 규산염광물은규소원자 1 개와산소원자 4 개가결합한 Si O 사면체를기본골격으로하고, 규칙적인결정구조를이룬다. ㄴ. Si O 사면체는이웃한 Si O 사면체와산소원자 1 개를공유하는형태로결합한다. 04 지각, 해양, 생명체에서가장풍부한원소는산소이다. 따라서 A는산소, B는탄소이다. 규산염광물은산소와규소가결합하여이루어진다. 05 지각을구성하는주요구성물질은산소와규소가결합한규산염광물이다. 지각과생명체를구성하는원소인산소는다른원소들과화학결합하여다양한화합물을만든다. ㄴ. 우주를구성하는주요원소인수소와헬륨은대폭발로우주가생성된초기에만들어졌다. 06 탄소는다른탄소와도잘결합하여사슬모양, 고리모양, 가지달린사슬모양등다양한구조를형성할수있다. ㄱ. 인체의약 70 % 를차지하는물은수소와산소로이루어져있다. 즉탄소화합물은생명체를구성하는모든물질에들어있지는않다. ㄴ. 지각과생명체에공통으로가장많은원소는산소이다. 두번째로많은원소는지각은규소, 생명체는탄소이다. 07 탄소는원자가전자가 4 개이므로최대 4 개의공유결합이가능하다. 1 탄소원자의크기는원자가전자수가같은규소 (Si) 보다작다. 2 탄소원자외에도질소, 수소등다양한원자들과의결합이가능하다. 3 지각에가장많은원소는산소이다. 4 탄소원자끼리는단일결합, 2중결합, 3중결합이가능하다. 08 탄소화합물인탄수화물, 단백질, 지질등은생명체를구성하는중요한물질이다. 탄소화합물은공유결합물질이므로대체로녹는점, 끓는점이낮은편이다. 09 물은수소와산소로구성된화합물이고, 무기질은탄소, 수소, 산소, 질소를제외한 50 종의원소를말한다. 10 여러개의탄소원자가사슬처럼연결된사슬모양구조이다. 11 메테인 (CH ) 을포함하여다음과같이 5 가지의형태가가능하다. H H H Cl H H Cl Cl H Cl Cl Cl H H Cl Cl H Cl Cl H 바른답 알찬풀이 13

14 12 별은성간물질들이모인성운에서만들어졌다. 별내부의핵융합반응으로생성되어초신성폭발로우주공간 으로퍼져나온원소들이지구와생명체를이루게되 었다. 13 예시답안감람석에서석영쪽으로갈수록점차 Si O 사면체끼리산소원자를더많이공유하면서결합한다. 예시답안과같이설명한경우 결합을점점많이한다고만설명한경우 예시답안녹말과단백질은탄소, 수소, 산소를공통으로가지고있고, 탄소가기본골격인구조를형성하기때문 에탄소화합물로불린다. 두물질의공통점과두물질이탄소화합물로불리는까닭을옳게설명한경우 두물질의공통점만옳게설명한경우 A 와 B 는폴리펩타이드 X 의단위체인아미노산으로, 저분자탄소화합물이다. 2 X 는 5 종류의아미노산으로구성된다 분자의아미노산이결합할때물분자 9 개가생성된다. 4 펩타이드결합 ( ᄀ ) 이형성될때물분자 1 개가빠져나간다 개의아미노산이결합할때 9 개의펩타이드결합이형성된다. 03 아미노산여러개가펩타이드결합으로연결되어폴리펩타이드를형성한다. 04 ( 가 ) 는 DNA, ( 나 ) 는 RNA 이다. 염색체는 DNA 와단백질로구성된다. 05 DNA에서한쪽가닥의뉴클레오타이드염기중아데닌 (A) 은항상다른쪽가닥의타이민 (T) 과만결합하고, 사이토신 (C) 은항상구아닌 (G) 과만결합한다. 06 동물간의구성물질중호르몬의주성분은단백질이므로 A는단백질, B는핵산이다. 핵산의기능은유전정보의저장및전달이다. 02 핵심개념 생명체의주요구성물질 50~51 쪽 01 아미노산 02 단백질 03 인산, 당, 염기 04 디옥시리보스, 유전정보 01 단백질은 20 종류의아미노산이결합된수, 배열순서에따라종류가달라진다. 03 핵산의단위체는뉴클레오타이드이며, 인산, 당, 염기가 1 : 1 : 1 의비율로결합되어있다. 04 DNA 를구성하는뉴클레오타이드의당은디옥시리보스이며, DNA 는유전정보를저장한다. 기본확인문제 52 쪽 ᄀ A ᄂ T ᄃ C ᄅ G ᄆ T 06 A: 아미노산, B: 뉴클레오타이드, ᄀ유전정보의저장및전달 01 생명체의구성물질중이온결합물질을잘녹이는용매로작용하는것은물이다. 실전 53~55 쪽응용문제 단백질 03 A: ㄱ, ㄹ, B: ㄴ, ㄷ A: 단백질, B: DNA, ᄀ아미노산 07 ㄱ, ㄴ, ㄷ 해설참조 16 해설참조 17 해설참조 01 ㄱ, ㄴ. 헤모글로빈은 4 개의폴리펩타이드가결합하여이루어진단백질이고, 셀룰로스는포도당이여러개결 합하여생성된고분자물질이다. ㄷ. 케라틴의주요성분은단백질이다. 02 단백질은고유의입체구조를가지며, 항체, 효소, 호르몬등생명체의주요구성물질이다. 03 탄수화물과단백질은모두단위체의결합으로형성된고분자탄소화합물이다. 탄수화물의단위체는단당류 ( 포도당 ) 이며, 단백질의단위체는아미노산으로펩타이드결합에의해연결된다. 04 생물마다 DNA 를이루는뉴클레오타이드의염기배열순서가달라생물고유의특성이나타난다. 05 DNA 뉴클레오타이드를구성하는염기는 A, G, C, T 이다. 유라실 (U) 은 DNA 에는없고 RNA 에만있다. 14 바른답 알찬풀이

15 06 단백질과 DNA 중단위체가 20 종류인물질은단백질이므로 A 는단백질, B 는 DNA 이다. 단백질 (A) 의단 위체는아미노산이다. 07 탄소화합물인단백질과핵산은단위체가결합하여형성된사슬형태의고분자물질이다 세포의핵속에는 DNA( 나 ) 와단백질로구성된염색체가들어있다. 1 녹말의단위체는포도당이다. 2 탄수화물은탄소, 수소, 산소로이루어져있다. 3 펩타이드결합은단백질이만들어질때형성된다. 5 ( 나 ) 는뉴클레오타이드의염기배열순서에따라종류가달라진다. 09 ( 가 ) 는핵산의단위체인뉴클레오타이드를, ( 나 ) 는단백질의단위체인아미노산이다. 10 생명체를구성하는탄수화물, 단백질, 핵산은각각단위체인단당류 ( 포도당 ), 아미노산, 뉴클레오타이드가공유결합으로연결되어형성된탄소화합물이다. 단위체가어떻게배열되는가에따라다양한종류의고분자물질이만들어진다 단백질 (A) 은입체구조에따라다른기능을갖는다. 1, 5 탄수화물을구성하는원소는탄소, 수소, 산소로질소가없으므로 C는탄수화물이다. B를구성하는단위체에탄수화물 (C) 에해당하는물질이포함되어있으므로 B는인산, 당, 염기로이루어진핵산이다. 따라서 A는단백질이다. DNA는핵산 (B) 에해당한다. 3, 4 호르몬의주요구성성분은단백질 (A) 이며, 단백질 (A) 의단위체인아미노산은펩타이드결합으로연결된다. 12 생명체를구성하는단백질, 탄수화물, 핵산의단위체는각각아미노산, 단당류 ( 포도당 ), 뉴클레오타이드이다. 13 ㄱ, ㄷ. 녹말은탄수화물에해당하므로 녹말이포함된다 는ᄂ이다. 염색체를구성하는것은단백질과 DNA 이므로ᄀ은 염색체를구성한다. 이다. 핵산의단위체인뉴클레오타이드에당이있고, 탄수화물에도당이포함되므로 성분중에당이있다. 는ᄃ이된다. 그러므로 A는단백질, B는탄수화물, C는핵산이다. ㄴ. 단백질 (A), 탄수화물 (B), 핵산 (C) 은모두탄소화합물이므로 a에 탄소화합물이다. 가해당된다. 14 ㄱ. A는포도당, B는단백질, C는 RNA이다. 포도당 (A) 은녹말의단위체이다. ㄴ. 인산, 당, 염기가연결되어있는것은뉴클레오타이드로, 뉴클레오타이드는핵산의단위체이다. ㄷ. 염색체를구성하는것은 DNA 이다. 15 예시답안아미노산의수, 종류, 배열순서의조합에따라단백질의입체구조가달라져특정한기능을수행할수 있기때문이다. 아미노산의수, 종류, 배열순서의조합을포함하여옳게설명한경우 단백질의구조가다르기때문이라고만설명한경우 예시답안한쪽가닥의염기중 A 는항상다른쪽가닥의 T 와결합하고, C 는항상 G 와결합하기때문이다. 염기가항상결합하는조합이정해져있음을예를들어옳게설명한경우 염기가결합하는조합이정해져있기때문이라고만설명한경우 17 예시답안 DNA에는디옥시리보스가있고, RNA에는리보스가있다. DNA에는타이민 (T) 이있고, RNA에는타이민 (T) 대신유라실 (U) 이있다. 03 당과염기의차이점을모두옳게설명한경우 당과염기의차이점중한가지만설명한경우 50 핵심개념 신소재 01 신소재 02 초전도체 03 그래핀 04 해설참조 50 56~57 쪽 01 물질의물리적성질을이용하거나물질의결합규칙을변형하여기존물질의단점을보완하거나새로운성질을띠게만든물질을신소재라고한다. 02 임계온도이하에서전기저항이 0 이되는현상을초전도현상이라하고, 초전도현상이나타나는물질을초전 도체라고한다. 03 그래핀은흑연의한층에해당하며, 탄소원자가육각형모양으로결합하여한층으로펼쳐진평면구조의물질이다. 04 예시답안도꼬마리열매 벨크로테이프, 홍합의족사 수중접착제, 모르포나비 색소없는컬러섬유 ( 모르포텍스섬유 ), 연잎 방수코팅제등 바른답 알찬풀이 15

16 58 쪽기본확인문제 , 2 03 그래핀 (1) ㄴ (2) ㄱ (3) ㄷ (4) ㅁ 01 물질의화학적조성변화에관계없이관측되고측정되는물질의성질을물리적성질이라고한다. 색, 강도, 자성, 밀도, 녹는점, 전기전도성등이물질의물리적 성질에해당한다. 02 초전도체는임계온도이하에서는전기저항이 0 이되며, 외부자기장을밀어내는마이스너효과가나타난다. 따라서자기부상열차, 자기공명장치, 입자가속기등 에이용할수있다. 1 주어진초전도체의임계온도는 90 K 이다. 따라서 K 에서는초전도현상이나타나지않으므로전기 저항이 0 이아니다. 2 임계온도 90 K 이하에서는마이스너효과에의해 외부자기장을밀어낸다. 따라서자석을밀어낸다. 03 그래핀은탄소원자가육각형 ( 벌집모양 ) 으로결합하여한층으로펼쳐진평면구조를이루는물질이다. 04 1, 4, 5 두께가얇아빛을투과시킬수있어투명하며, 강도가높으면서도휘거나구부릴수있고휘거나구부려 도전기적성질이변하지않는다. 따라서의복형컴퓨터, 투명한모니터, 차세대디스플레이등에이용될수있다. 2 그래핀은매우얇아투명하며, 열전도율이뛰어나다. 3 그래핀은전자의이동속도가매우빨라전기전도성 이매우뛰어나다. 05 초전도체는핵융합발전, 자기공명영상 (MRI) 장치, 입자가속기, 자기부상열차, 초전도컴퓨터, 초전도 전력케이블등에이용될수있다. 1 네오디뮴자석은철원자사이에네오디뮴과붕소 를첨가하여철원자의자기장방향이흐트러지지않도록만든강한자석으로하드디스크의헤드를움직이는장치, 강력한모터등에이용된다. 2 웨어러블기기는유연성이좋으며, 전기전도성이우수한그래핀으로만들수있다. 3 발광다이오드 (LED) 는반도체를이용하며, 전류가흐를때빛을방출하므로각종영상표시장치, 조명등에이용된다. 4 가늘고긴분자가일정한방향으로나란히배열되어있는고체와액체의중간물질을액정이라고한다. 액정디스플레이 (LCD) 는이러한액정에전압을걸어주면액정분자의배열이변하는성질을이용하여만든영상표시장치로다양한정보표시장치, 화면표시장치로이용된다. 06 그래핀은흑연표면의한층을스카치테이프로떼어내면서발견되었다. 이를통해그래핀의두께가매우얇다는것을유추할수있다. 07 (1) 홍합의족사를모방하여의료용인체내부봉합, 수중접착제에이용할수있다. (2) 연잎은표면에있는나노미터크기의돌기로인해연잎에서물방울이구를수있다. 이를모방하여물에젖지않는섬유, 코팅제등을만들수있다. (3) 모르포나비의날개는특별한색소가없이여러층의얇은막과격자로되어있는구조로, 빛의반사에의해여러가지색을나타낸다. 이를모방하여인공색소없이다양한색을내는섬유를개발하였다. (4) 게코도마뱀은발바닥에있는나노미터크기의털구조로인해수직의벽에서도강한부착력을나타낸다. 이를모방하여울퉁불퉁한표면에서도강한부착력을유지할수있고여러번붙였다떼도접착성능이유지되는테이프를개발하였다. 실전 59~60 쪽응용문제 해설참조 09 해설참조 10 해설참조 01 ㄱ, ㄷ. 인류는필요로하는기능을충족시키기위하여자연의소재를변형또는모방한다양한신소재를개발하면서보다편리한생활을누려왔다. 자연의소재는한번소비하면다시사용하기까지일정시간이소요되어다시사용하기어려웠다. 또한자원의수량이제한적이어서원하는모든사람이사용할수없었다. 동물창자로만든배드민턴라켓줄은소재의수량이제한적이었으나, 이는나일론이개발되면서해결되었다. 이러한소재의개발은스포츠경기기록향상에기여하였다. ㄴ. 최근개발된탄소나노섬유는나일론보다더뛰어난강도뿐만아니라내구성, 신축성, 탄성등도더향상되었다. 02 ( 가 ) 는초전도체로임계온도이하에서전기저항이 0 이되는초전도현상이나타나는물질이다. ( 나 ) 는가늘고긴분자가거의일정한방향으로나란히있는고체와액체의중간물질인액정으로전압을가하면액정배열이바뀌는성질을이용하여다양한영상표현장치에사용되고있다. ( 다 ) 는그래핀으로투명하면서유연성이있으며열전도성, 전기전도성, 강도가매우뛰어난물질이다. 16 바른답 알찬풀이

17 03 초전도체는임계온도이하에서자석에의한자기장을밀어내는마이스너효과가나타난다. ㄴ. ( 나 ) 에서임계온도이하로내려간초전도체는자석 에의한자기장을완전히밀어내므로자석이공중에떠 있는것이다. 이는마이스너효과에의한것이다. ㄱ. ( 나 ) 와같은현상은자석의극과관계없이초전도 체의온도가임계온도이하이면발생한다. 따라서온도의변화없이 ( 가 ) 에서자석의위아래극만바꾸면 ( 나 ) 와같은현상을관찰할수없다. ㄷ. 초전도체는임계온도이하에서초전도현상을나타내게된다. 액체질소속에서초전도체가초전도현상을보이는것은초전도체의임계온도가액체질소의온도보다높기때문이다. 04 그림은임계온도 T 이하에서전기저항이 0 이되는초전도체의온도에따른저항을나타낸그래프이다. ㄱ. 임계온도는전기저항이 0이되어초전도현상이나타나기시작하는온도이다. 초전도체는임계온도이하에서전기저항이 0이될때, 외부자기장을밀어내는마이스너효과가나타난다. ㄴ. 초전도체를이용하여입자가속기, 초전도슈퍼컴퓨터, 초전도전력케이블, 자기공명영상 (MRI) 장치, 전자석등을만든다. ㄷ. 초전도체는임계온도이하에서초전도현상이나타난다. 05 미래자동차의외장재, 휘어지는디스플레이, 차세대반도체소자로사용될수있는탄소원자로이루어진신소재는그래핀이다. ㄱ, ㄴ. 자동차외장재에사용되기위해서는가벼우면서강도가뛰어나야한다. 휘어지는디스플레이에사용되기위해서는유연성이좋아야하고늘리거나휘어져도전기적성질이변하지않아야한다. 차세대반도체소자로사용되기위해서는전기전도성이뛰어나야한다. ㄷ. 그래핀은아직까지대형크기의제작과대량생산이어렵고전기적성질의세밀한조정이힘들다는문제점이있어활발히연구중이다. 06 자연을모방하는생체모방기술이확장될수있었던것은나노기술의발달과연관이깊다. 나노기술이발달하면서나노수준의크기까지관찰이가능하게되어동물이나식물의구조를더자세히관찰하고이해할수있게되었다. 이를통해생체모방연구도더활발하게진행될수있었다 연잎표면의가느다란돌기를모방하여물에젖지않는방수코팅제를개발하였다. 2 홍합의족사에포함된단백질은파도가치는바다에서도강하게바위에붙어있을수있어수중접착제에이용된다. 거미줄은가늘지만강도가강하고신축성이뛰어나다. 이를모방하여고탄성섬유또는인공힘줄등을개발하였다. 3 도꼬마리열매는갈고리형태로되어있어털에붙으면잘떨어지지않는다. 이를모방하여벨크로테이프를개발하였다. 4 상어피부의비늘은상어몸의부위마다다양한모양으로돋아나있어헤엄칠때물과의마찰과저항을줄여준다. 이를모방한소재로전신수영복을개발하였다. 5 모르포나비날개는색소가없음에도불구하고여러층의얇은막과격자로이루어진나비날개의구조로인해푸른색을나타낸다. 이를모방하여인공색소없이색을나타내는컬러섬유를개발하였다. 08 예시답안그래핀, 강도가높으면서휘거나구부릴수있다. 전기전도성이크고전자이동속도가매우빠르다. 열전도도가높다. 두께가얇고가벼우며, 빛이투과할수있어투명하다. 등 그래핀이라고쓰고, 특징을세가지이상옳게설명한경우 그래핀이라고쓰고, 특징을두가지만옳게설명한경우 70 그래핀이라고쓰고, 특징을한가지만옳게설명한경우 50 그래핀이라고만쓴경우 예시답안도꼬마리열매의가시는갈고리모양으로, 동물의털에잘붙어떨어지지않는다. 이를모방하여만든것이벨크로테이프이다. 도꼬마리열매의가시가갈고리모양이여서다른곳에잘붙을수있는것을옳게설명한경우 단순히도꼬마리열매가다른동물의털에잘붙는다고만설명한경우 10 인공색소없이결정의구조를변형하여다양한색을나타내는섬유, 간판, 포장지등으로사용할수있다. 50 특정한색소없이다양한색을만들어낼수있다는특징과그이용사례 ( 섬유 ( 옷감 ), 간판, 포장지등 ) 를옳게설명한경우 특정한색소없이다양한색을만들어낼수있다는특징만설명한경우 61~62 쪽대단원마무리문제 해설참조 10 해설참조 50 바른답 알찬풀이 17

18 01 지각을구성하는암석은대부분산소와규소가결합한규산염광물로이루어져있다. 규산염광물은규소원자 1 개와산소원자 4 개가결합한 Si O 사면체를기본 골격으로하고, 규칙적인결정구조를이룬다. 또, 주요 조암광물의 92 % 를차지한다. ㄷ. 금 (Au), 은 (Ag), 구리 (Cu), 백금 (Pt) 은한가지 종류의원소로이루어진원소광물로규산염광물이아니다. 02 탄소는원자가전자수가 4 개이므로탄소의최대결합수는 4 개이다. 따라서탄소와탄소사이에 3 중결합이 있어야한다. 03 생명체를구성하는물질은다양하지만모든생명체는기본적으로같은종류의탄소화합물로구성된다. 폴리 펩타이드는많은수의아미노산, DNA 는많은수의뉴 클레오타이드가결합하여형성된것이다 DNA 에서한쪽가닥의사이토신 (C) 은항상다른쪽가닥의구아닌 (G) 과결합한다. 1 ᄀ은인산이므로탄소화합물이아니다. 3 DNA 는디옥시리보스를갖는다. 4 두가닥의폴리뉴클레오타이드가이중나선구조를형성한다. 5 DNA에서한쪽가닥의아데닌 (A) 은항상다른쪽가닥의타이민 (T) 과결합한다. 05 ㄱ. ᄀ은포도당, 뉴클레오타이드, 아미노산의공통점이므로 고분자물질의단위체가된다. 는ᄀ에해당한다. ㄷ. ᄃ은아미노산만의특징이므로 펩타이드결합으로연결된다. 는ᄃ에해당한다. ㄴ. 인 (P) 은뉴클레오타이드의구성원소이다. 06 ( 가 ) 는도체, ( 나 ) 는절연체또는반도체, ( 다 ) 는초전도체의온도에따른전기저항그래프이다. 1 대부분의금속은도체이므로 ( 가 ) 와같은경향을나타낸다. 2 ( 나 ) 는온도가높아질수록저항이작아지므로전류가더잘흐른다. 4 초전도체는임계온도이하에서전기저항이 0이되어전류가흘러도열이발생하지않는다. 이러한초전도체를이용하여휴대전화를만들면오랜시간통화해도열이발생하지않아뜨겁지않을것이다. 5 초전도체는임계온도이상에서는도체와유사한전기적성질을나타낸다. 3 초전도체대부분의임계온도는실온보다많이낮다. 아주낮은임계온도를유지하기위해서는비용이많이들기때문에실용성에어려움이있다. 이를해결하기위하여고온초전도체의연구가활발히진행되고있는중이다. 07 그래핀은탄소원자가 2 차원상에서육각형 ( 벌집모양 ) 의배열을이루면서원자한층의두께를가지는전도성 물질로대표적인신소재이다. 1 구리보다전기가잘통하고실리콘보다전자이동속도가빠른그래핀을태양전지에이용하면효율을높일수있다. 3 그래핀은강도가높고내구성과유연성이뛰어나방탄복으로사용할수있다. 4 높은전기전도도와빠른전자이동속도를가진그래핀은초고속메모리소자로활용될수있다. 5 유연성이뛰어나고휘어지거나구부려도전기적특성이변하지않는그래핀은두루마리모니터, 전자종이등다양한차세대디스플레이에이용될수있다. 2 그래핀은초경량고강도의특성을지니므로자동차나항공기의외장재로활용될수있다 그래핀은벌집구조를모방한생체모방기술이아니라나노단위수준에서원자의결합구조나배열을변화시킨것으로, 나노기술을이용한신소재라고할수있다. 4 일본의신칸센고속열차는세계최고속도를자랑하지만첫모델은소음이심하였다. 이를해결하기위해물총새가대기중에서빠르게물속으로다이빙하는상황에서도물을거의튀기지않는모습을모방하였다. 물총새의부리모양을본떠열차의앞면디자인을수정하였고, 이를통해이전보다조용한고속열차를완성하였을뿐아니라열차의에너지사용감소와열차의속도증가라는효과도얻었다. 09 예시답안 A: 단백질, B: 탄수화물, C: 핵산, 단백질, 탄수화물, 핵산모두단위체가결합하여형성된고분자탄 소화합물이다. A~C 물질을각각쓰고, 물질이만들어지는공통점을단위체와고분자탄소화합물을모두포함하여옳게설명 한경우 A~C 물질을각각쓰고, 물질이만들어지는공통점을단위체와고분자탄소화합물중한가지만포함하여설명한경우 10 예시답안초전도체는임계온도이하에서전기저항이 0 이므로전류가흘러도열이발생하지않아손실되는에 너지가없기때문이다. 50 초전도체의특성을바탕으로전기저항이 0 이므로전류가흘러도열이발생하지않는다고설명한경우 송전선에서열이발생하지않기때문이라고만설명하거나전기저항이 0 이기때문이라고만설명한경우 바른답 알찬풀이

19 III. 역학적시스템 01 핵심개념 중력과역학적시스템 64~66 쪽 01 중력 02 속력 : 시간에비례, 이동거리 : 시간의제곱에비례 03 지구중심방향 ( 또는연직아래방향 ) 04 수평방향 : 등속직선운동, 연직방향 : 자유낙하운동 05 중력 06 역학적시스템 01 중력은지구가물체를잡아당기는힘으로지구상의어느곳에서나지구중심방향으로작용한다. 02 중력만을받아자유낙하하는물체의속력은 v=gt 로 시간에비례하고, 이동거리는 s= 1 gtû`으로시간의제 2 곱에비례한다. 03 공기저항을무시할때수평방향으로던진물체에는중력만작용한다. 중력은물체의운동방향과관계없이지구중심방향, 즉연직아래방향으로작용한다. 04 수평방향으로는힘이작용하지않으므로등속직선운동을하고, 연직방향으로는중력에의해속력이일정하게빨라지는자유낙하운동을한다. 05 중력은모든물체와생명체에끊임없이연직아래방향으로작용하며, 지구와생명체를유지하는데중요한역할을한다. 06 중력, 전기력, 자기력등여러가지힘이작용하여일정한질서에따라지속성을유지하는체계를역학적시스템이라고한다. 기본확인문제 지우개 05 ᄀ중력ᄂ속력 m 쪽 01 지구가물체를당기는힘을중력이라고한다. 중력은물체의질량이클수록, 지구와물체사이의거리가가까울수록크다 플라스틱막대에먼지가달라붙는것은정전기에의한것으로, 이는전기력에의해일어나는현상이다. 03 ㄱ, ㄴ. 공기저항이없을때물체의질량에관계없이물체의속력변화가같으므로두물체는동시에떨어진다. 쇠구슬과깃털이동시에떨어지므로진공중에서낙하하고있는것이며, 바닥에도동시에도달한다. ㄷ. 물체의질량이클수록더큰중력이작용하므로쇠구슬에작용하는중력의크기가더크다. 04 지우개에비하여펼친 A4 용지는공기저항을크게받는다. 따라서동시에떨어뜨려도지우개가바닥에먼저도달한다. 05 정지해있는물체가중력만받아떨어지는운동을자유낙하운동이라고한다. 이때물체의속력은일정하게증가한다. 06 t 초동안자유낙하운동을하는물체의이동거리는 s= 1 gtû`이다. 따라서 4 초일때이물체의이동거리는 gtû`= 1 _10_4Û`=80(m) 이다 A는중력만을받아자유낙하하므로속력이일정하게증가한다. 2, 4, 5 B에는수평방향으로작용하는힘이없으므로수평방향으로는일정한속력으로운동하고, 연직방향으로는중력만을받아운동하므로자유낙하운동을한다. 따라서 B는포물선궤도를그리며떨어진다. 3 자유낙하하는공 A와수평방향으로던진공 B는모두연직방향으로일정한크기의중력을받아연직방향으로속력이일정하게증가하는운동을한다. 따라서 B의수평방향의속력과는관계없이 A와 B는바닥에동시에떨어진다 생물이영양소를소화하는과정은효소가영양소를분해하는과정으로, 이는분자간의결합이바뀌는과정이다. 따라서이과정은원자핵과전자사이에작용하는전기력이작용하는시스템이다. 실전응용문제 68~71 쪽 해설참조 21 해설참조 22 해설참조 23 해설참조 24 해설참조 25 해설참조 01 5 잡아당겼다가놓은용수철은탄성력에의해원래상태로돌아간다. 바른답 알찬풀이 19

20 02 1, 2 물체에작용하는중력의크기가무게이고, 중력은물체의질량에비례하므로질량이클수록무게도크다. 3 지구중심과물체와의거리가가까울수록중력이크 다. 지구는적도반지름이극반지름보다긴타원체이므 로적도지방에서의중력이더작다. 4 지표면에서높은곳으로올라갈수록지구중심과거 리가멀어지므로중력은감소한다. 03 ㄱ. 깃털은표면적이넓어공기저항을많이받으므로쇠구슬보다천천히떨어진다. ㄴ. 진공에서는공기저항이없어중력만작용한다. 따 라서깃털과쇠구슬은자유낙하운동을하므로질량에 관계없이속력이일정하게증가하며동시에떨어진다. ㄷ. 질량이클수록중력도크므로질량이큰쇠구슬 이깃털보다큰중력을받는다. 04 자유낙하하는물체의 t 초후속력은 v=gt 이다. 따라서 5 초후의속력은 v=gt=9.8_5=49(m/s) 이다. 05 자유낙하하는물체의시간에따른이동거리는 s= 1 gtû`이다. 따라서 1 초, 2 초, 3 초일때낙하거리 2 는각각 5 m, 20 m, 45 m이므로낙하거리의비는 5 m : 20 m : 45 m= 1 : 4 : 9이다. 06 자유낙하하는물체의시간에따른속력은 v=gt 이다. 따라서 1 초, 2 초, 3 초일때속력은각각 10 m/s, 20 m/s, 30 m/s 이므로속력의비는 10 m/s : 20 m/s : 30 m/s=1 : 2 : 3 이다. 07 물줄기가아래로내려갈수록속력이점점빨리떨어지기때문에물줄기가가늘어지는데, 이는중력에의한현상이다. 1 중력에의해열매가나무에서떨어진다. 2 비행기에작용하는힘의합이 0 일때비행기가일정한속도로날아간다. 3 무거운바위는질량이커서관성이크므로잘움직이지않는다. 4 놀이기구가원을그리며회전하려면원의중심방향으로놀이기구를당기는힘이필요하다. 5 마찰이없는얼음판위에서썰매는관성에의해등속직선운동을한다. 08 정지해있던물체가자유낙하할때속력은 v=gt 이므로 30=10_t 에서 t=3 초이다. 따라서이물체의 3 초 동안의이동거리는 s= 1 2 gtû`= 1 2 _10_3Û`=45(m) 이 므로물체가처음있던곳의높이는 45 m 이다. 09 자유낙하하는물체의이동거리는시간의제곱에비례하고속력은시간에비례한다. 따라서 A는이동거리, B는속력을나타낸다. 10 자유낙하하는물체는질량에관계없이속력이일정하게증가한다 수평방향으로등속직선운동을하므로수평방향으로이동한거리는시간에따라일정하다. 1, 2 수평방향으로는힘을받지않으며, 수직방향으로는중력을받는다. 3 수평방향으로는등속직선운동을하고, 수직방향으로는자유낙하운동을한다. 5 수평방향으로던진공은항상포물선궤도를그리며곡선운동을한다. 12 수평방향으로던진물체에작용하는힘은중력으로, 중력은물체의위치나운동상태에관계없이항상연직아래방향으로작용한다. 13 수평방향으로던진물체의수평방향의운동은속력과방향이일정한등속직선운동으로, 물체에작용하는힘이없을때나타난다. 4 마찰이없는얼음판위에서는썰매에작용하는힘이없으므로썰매는등속직선운동을한다. 1, 2, 3 모두중력이작용하여운동한다. 5 자동차의빠르기가일정하더라도운동방향이바뀌기때문에자동차에힘이작용하여운동하는경우이다. 14 바닥에도달하는순간두물체의연직방향속력은같지만수평방향으로던진물체는수평방향의속력이합쳐져서자유낙하하는물체보다속력이더크다. 15 같은시간간격동안 A 는수평방향으로 4 칸이동하고, B 는 6 칸이동하였으므로수평방향속력의비는 2 : 3 이다. 16 수평방향으로던진물체의연직방향운동은자유낙하운동과같다. 따라서두물체의속력의비는 1 : 1 이다. 17 ㄱ. 물체의수평방향속력은일정하지만연직방향속력은일정하게증가한다. 따라서두방향의속력을모두고려하면 B 지점에서속력이더빠르다. ㄴ. 물체는연직방향으로자유낙하운동을하므로, 연직방향속력은 1 초에약 9.8 m/s씩, 즉중력가속도의크기만큼일정하게증가한다. ㄷ. A와 B의지점에서물체에작용하는중력의크기는일정하다. 20 바른답 알찬풀이

21 18 2 지구주위를공전하는달은중력을받아수평방향으로던진물체와비슷한원운동을하면서지구와충돌하 지않는다. 뉴턴의대포처럼생각하면달이연직아래 방향으로떨어지는만큼지표면도낮아져지표면으로부 터의높이변화가없는것이다. 19 ㄱ. 식물의뿌리는중력을받아땅속을향해자란다. ㄴ. 코끼리나하마처럼육상에서살아가는무거운동물 은중력을견디기위해근육과골격이발달하였다. ㄷ. 동물이산소와포도당을이용해에너지를얻는 과정은분자들사이의전기력에의한결과이다. 20 예시답안무게는물체에작용하는중력의크기이며, 중력의크기는지구에서멀어질수록작아진다. 따라서높은 곳일수록중력의크기가작아무게도작아진다. 중력이지구에서멀어질수록작아진다는내용을언급하여설명한경우 높은곳에서는중력이작기때문이라고만설명한경우 예시답안물체의질량에관계없이물체의가속도가중력가속도로같아속도변화도같기때문이다. 중력가속도를이용해같은속도로떨어진다는것을설명한경우 자유낙하운동하기때문이라고설명한경우 50 힘을언급하여수평방향과연직방향의운동을모두옳게설명한경우 힘을언급하여수평방향과연직방향의운동중한가지만옳게설명한경우힘을언급하지않고수평방향과연직방향의운동을설명한경우 24 예시답안연직위방향으로포탄을발사한경우포탄의운동방향이중력과반대방향이므로위로올라가면서속 력이점점감소하다가최고점에서정지한후다시지구로떨어진다. 중력의방향과속력의관계를설명한경우 중력의방향에대한언급이없고속력만설명한경우 예시답안정지해있던사과는중력을받아자유낙하운동을하지만달은수평방향의속력이있어중력을받아방향만바뀌는운동을한다. 50 사과는정지해있었고달은수평방향속력이있었다는것을언급하여설명한경우 사과는자유낙하운동을하고달은수평방향으로던진운동을한다고언급하여설명한경우 사과와달의운동중한가지만옳게설명한경우 예시답안 (1) 자유낙하운동하는물체에는일정한크기의중력이작용한다. 물체에일정한크기의힘이작용하는경우물체의속력은일정하게증가한다. 02 운동량과충격량 일정한크기의중력이작용함을언급하여설명한경우 핵심개념 72~73 쪽 (2) 자유낙하운동하는물체의이동거리는 s= 1 2 gtû` 이므로각시각에서이동거리의비는 1 : 4 : 9이다. 따라서시간구간별이동거리의비는 1 : 3 : 5이다. 이동거리를먼저구하고시간구간별이동거리의비를구한경우 각시각에서의이동거리의비만구한경우 예시답안수평방향으로는작용하는힘이없어속력이일정하고이동거리가일정하게증가하는운동 ( 등속직선운동 ) 을한다. 연직방향으로는중력이작용하므로속력이일정하게증가하고이동거리가점점증가하는운동 ( 자유낙하운동 ) 을한다. 01 관성 02 운동량 03 충격량 04 충격량은운동량의변화량 과같다. 05 충돌시간을길게하여충격력을줄인다. 01 외부에서힘이작용하지않을때물체가처음의운동상태를유지하려는성질을관성이라고한다. 관성은물체의질량이클수록크다. 02 운동량은물체의질량과속도를곱한값이다. 03 충격량은물체에작용한힘과그힘이작용한시간의곱이다. 04 충격량은운동량의변화량과같다. I=F_t=m_a_t=m_Dv=m_(v-v¼) =mv-mv¼=dp 바른답 알찬풀이 21

22 05 충격량의크기가일정할때충돌시간을길게할수록평균힘인충격력을줄일수있다. 74 쪽기본확인문제 물체의질량이클수록관성이크다 ᄀ시간ᄂ방향 관성은물체에힘이작용하지않을때물체가운동상태를그대로유지하려는성질이다. 달걀은중력을받아점 점빨리떨어지는것이다. 02 질량이큰화물선이나기차는관성이크기때문에운동상태를갑자기바꾸기어렵다. 03 ㄱ, ㄴ. 운동량은질량과속도를곱한값으로, 단위는질량의단위인 kg 과속도의단위인 m/s 를곱한 kg m/s 이다. ㄷ. 운동량은크기와방향을모두가지는물리량이며, 운동량의방향은속도의방향과같다. 04 운동량은 p=mv=0.2 kg_20 m/s=4 kg m/s 이다. 05 충격량은힘과힘이작용한시간의곱으로, 크기와방향을모두가지는물리량이다. 06 힘 - 시간그래프아래의면적은충격량의크기와같다. 따라서물체가 0~5 초동안받은충격량의크기는 2 N_3 s+4 N_2 s=14 N s 이다. 07 물체의처음운동량이 5 kg_4 m/s=20 kg m/s 이고 3 초동안물체가받은충격량은 10 N_3 s=30 N s 이다. 충격량은운동량의변화량과같으므로 3 초후이 물체의운동량은 20 kg m/s+30 N s=50 kg m/s 50 kg m/s 이다. 따라서속력은 =10 m/s이다. 5 kg 08 처음운동량이 3 kg_4 m/s=12 kg m/s 이고나중운동량이 3 kg_10 m/s=30 kg m/s 이므로운동량 의변화량은 30 kg m/s-12 kg m/s=18 kg m/s 이다. 충격량은운동량의변화량과같으므로물체가받 은충격량의크기는 18 N s 이다. 실전응용문제 75~77 쪽 해설참조 14 해설참조 15 해설참조 16 해설참조 17 해설참조 18 해설참조 01 ㄱ. 마찰이나공기저항이없는경우물체는처음높이와같은높이까지올라가게된다. ㄷ. D 지점에있는물체는처음과같은높이로올라가 기위해수평면을같은속력으로영원히운동할것이다. 같다. ㄴ. A 지점과 C 지점의기울기가다르더라도높이는 02 비행기가일정한속도로움직이고있으므로비행기에작용하는힘의합력은 0 인상태이다. 따라서비행기가정 지해있는상태와동일한상태이므로수면은평평하다. 4, 5 비행기가원래운동상태를유지하려는관성 에의해비행기의속도가빨라지면수면은뒤쪽으로기울어지고, 비행기의속도가느려지면수면은앞쪽으로기울어진다. 03 운동량은 p=mv이고운동량을비교할때는같은단위로맞추어비교해야한다. 36 km/h= m =10 m/s이다 s kg_0= kg_10 m/s=1.2 kg m/s kg_8000 m/s=9600 kg m/s kg_0 m/s=12 kg m/s kg_10 m/s=12000 kg m/s 04 운동량은질량과속도의곱이므로속도가최대일때운동량이최대이다. 그래프에서속도의최댓값은 4 m/s 이므로운동량의최댓값은 p=mv=4 kg_4 m/s=16 kg m/s 이다. 05 충격량은운동량의변화량과같고 0 초부터 4 초까지운동량의변화량은 4 kg_4 m/s-4 kg_0= 16 kg m/s 이다. 따라서물체가받은충격량의크기는 16 N s 이다. 06 ㄱ. 3 초일때운동량의크기가 6 kg m/s이므로물체의속력은 6 kg m/s = 1.5 m/s이다. 4 kg ㄴ. 운동량이점점감소하므로물체의운동방향과반대방향으로힘이작용한것이다. ㄷ. 0~6 초동안운동량의변화량은 4 kg m/s-8 kg m/s =-4 kg m/s이다. 운동량의변화량은충격량과같으므로 0~6 초동안물체가받은충격량의크기는 4 N s이다 충격량은운동량의변화량과같다 총신의길이를길게하면힘을가하는시간이길어져총알이받는충격량이커져총알의속력이빨라진다. 이는접촉시간을길게하여충격량을증가시키는예이다. 22 바른답 알찬풀이

23 09 ㄴ. 두달걀의운동량의변화량이같으므로두개의달걀이받은충격량도같다. 따라서충격량의크기를의미 하는그래프 A 와 B 가시간축과이루는면적도같다. ㄱ. 같은높이에서두개의달걀을떨어뜨렸으므로 충돌전두달걀의운동량은같다. 또, 충돌후두달걀은정지하였으므로충돌후두달걀의운동량도같다. 따라서두달걀의운동량변화량은같다. ㄷ. 스펀지에떨어진달걀은멈추는데더긴시간이걸리므로이를나타낸그래프는 B이다. 10 벽이받은충격량은물체가받은충격량과크기는같고방향이반대이다. 또한충격량은운동량의변화량과같고물체의운동량의변화량은 2 kg (-10 m/s)- 2 kg_20 m/s=-60 kg m/s이다. 따라서벽이받은충격량의크기는 60 N s이다. 11 물체에작용하는중력의크기가 2 kg 10 m/sû`=20 N 이므로물체가받은충격량은 I=FDt=20 N_3 s =60 N s이다. 충격량은운동량의변화량과같고물체는처음에정지해있었으므로충돌직전운동량은나중운동량과같은 60 kg m/s이다. 12 ㄱ. 0~6 초동안 A 에작용한충격량의크기는그래프아 래의면적과같은 1 _4 N_(6 s+3 s)=18 N s이고, 2 충격량은운동량의변화량과같으므로 A의운동량의변화량은 18 kg m/s이다. 따라서 6 초일때 A의 18 kg m/s 속력은 = 6 m/s이다. 3 kg ㄴ. 0 초부터 6 초까지 B가받은충격량의크기는 3 N_6 s= 18 N s이다. ㄷ. 0 초부터 6 초까지 A와 B가받은충격량의크기는 18 N s로같다. 13 예시답안얼음위를미끄러져가던물체가정지하는것은마찰력이운동방향과반대방향으로작용하였기때문이다. 마찰력을언급하여옳게설명한경우 마찰력에대한언급없이운동방향과반대방향으로힘이작용했기때문이라고만설명한경우 14 예시답안총알을발사할때총알과총은같은크기의힘을같은시간동안받으므로충격량이같다. 따라서운동량의변화량도같지만질량이작은총알은속도가빠르고질량이큰총은속도가느리기때문에총을쏜사람은별피해가없다. 50 충격량이운동량의변화량과같다는것을이용하여총알과총의속도가다르기때문임을설명한경우 총알과총의속도만옳게비교하여설명한경우 예시답안힘 시간그래프에서면적은충격량의크기를의미하고, 충격량은운동량의변화량과같다. 따라서물체가 0~4 초동안받은충격량의크기는 20 N_4 s =80 N s이므로바닥에도달했을때의운동량의크기는 80 kg m/s이다. 물체의처음운동량이 0이고힘이 일정하게작용하였으므로그래프는다음과같다. 운동량( kg. m/s ) 시간 (s) 충격량의크기와운동량의크기를옳게설명하고, 그래프도옳게그린경우 충격량의크기와운동량의크기만옳게설명한경우 50 그래프만옳게그린경우 예시답안 ( 가 ) 에서의운동량의변화량은 2 kg_5 m/s-2 kg_20 m/s=-30 kg m/s 이므 로, 물체가받은충격량의크기는 30 N s이다. ( 나 ) 에서운동량의변화량은 2 kg_(-5 m/s)-2 kg_20 m/s=-50 kg m/s 이므로, 물체가받은충격량의크기는 50 N s이다. 따라서 ( 나 ) 의경우가 ( 가 ) 의경우보다더큰충격량을받았다. 운동량의변화량을옳게구해서충격량을옳게비교한경우 충격량만옳게비교한경우 예시답안 (1) 같은높이에서떨어진두개의달걀은바닥과충돌전속력이같다. (2) 두개의달걀모두바닥과충돌후멈추었으므로운동량의변화량이같고충격량도같다. (3) 충격량은같지만정지하는데걸린시간이길면충격력이작아지므로스펀지에떨어진달걀은깨지지않는다. (1), (2), (3) 단계의물리량을모두옳게서술하여깨지지않는까닭을설명한경우 (1), (2), (3) 중두단계의물리량만옳게설명한경우 50 바른답 알찬풀이 23

24 18 예시답안교통사고가발생하여충격을받을때같은크기의충격량을받는다면에어백과안전띠는그래프에서 B 와같이충돌과정에서힘을받는시간을길게하여충격 력을줄여주는역할을한다. 충격량이같더라도시간에따라충격력이달라짐을설명한경우 에어백과안전띠가충격을흡수한다고만설명한경우 50 대단원마무리문제 78~79 쪽 해설참조 12 해설참조 13 해설참조 01 ㄴ. 토양의물은중력에의해아래쪽으로모이고식물의뿌리는물을찾아아래쪽으로자란다. ㄷ. 대기와해수는밀도차가발생하면중력의영향으로순환하게되고이로인해기상현상이발생한다. ㄱ. 물이증발하는것은물분자가분자들사이전기력을벗어나공기중으로날아가는현상이다. 02 ㄱ. 쇠구슬과깃털이동시에떨어지므로공기저항이없는진공상태에서낙하시킨것이다. ㄴ. 쇠구슬의질량이깃털보다크기때문에쇠구슬이더큰중력을받는다. ㄷ. 두물체가자유낙하운동을하기때문에바닥에도달할때속력은물체의질량에관계없이같다. 03 ㄴ. 수평방향으로던진물체는수평방향으로등속직선운동을하므로일정한시간간격마다수평방향으로이동한거리는동일하다. ㄷ. 물체의위치와운동상태에관계없이일정한크기의중력이연직아래방향으로작용한다. ㄱ. 물체가낙하하면서수평방향의속력은일정하지만연직방향의속력은증가하므로 B 지점에서의속력이더빠르다. 04 수평방향으로던진물체는연직방향으로는자유낙하운동을하고수평방향으로는속력이일정한운동을한다. 물체는수평방향으로 1 초동안 15 m 이동하였으므로 2 초일때수평방향으로 30 m 이동한다. 05 ㄱ, ㄴ, ㄷ. 대기의순환, 퇴적암의형성, 빙하에의한침식작용모두중력이작용한결과이다. 06 힘 시간그래프의면적은충격량의크기와같다. 따라서 0~7 초동안물체가받은충격량의크기는각구간별면적을합한 =22(N s) 이다. 07 물체가 10 m 자유낙하하는데걸린시간은 h= 1 2 gtû` 2h 에서 t= É g =¾ 2_10 ='2(s) 이다. 따라서충돌 10 직전속도는 v=gt=10_'2=10'2(m/s) 이다. 충격량은운동량의변화량과같으므로질량이 2 kg인물체가 10 m 낙하하는동안받은충격량의크기는 2_10'2=20'2(N s) 이다. 08 충격량은운동량의변화량과같다. 오른쪽방향을 (+) 로하면공의운동량은 5 kg_8 m/s-60 N s= -20 kg m/s -20 kg m/s 가되고속도는 =-4 m/s 5 kg 가된다. 따라서공은왼쪽으로 4 m/s의속력으로운동한다. 09 충격량은운동량의변화량과같다. 오른쪽방향을 (+) 로하면공이벽과충돌할때받은충격량은 3_(-10)-3_15=-75(N s) 이다. 공이벽과충돌해있던시간은 0.5 초이므로공이출동과정에서받은 75 N s 평균힘의크기는 = 150 N이다. 0.5 s 10 1, 3, 4, 5 같은크기의충격량을받는다면충돌시간을길게할수록충격력을줄일수있다. 2 야구공을멀리보내기위해힘을오래동안작용하여충격량을크게하는상황이다. 11 예시답안수평방향으로던진물체는연직방향으로는중력을받아자유낙하운동을하며, 수평방향으로는처 음던진속력으로등속직선운동을한다. 따라서수평방향이동거리가다르더라도연직방향으로는같은시간동안같은거리만큼낙하한다. 연직방향과수평방향의운동을구별하여옳게설명한경우 연직방향과수평방향의운동을구별하여설명하지않은경우 12 예시답안질량이 2 kg 인물체는 2 kg_10 m/sû`= 20 N 의일정한중력을받아자유낙하한다. 이물체가 20 m 낙하하는데걸린시간은 h= 1 2 gtû`에서 20= 1 2 _10_tÛ`이므로 t=2 초이다. 따라서물체가 20 m를낙하하는 2 초동안 20 N의일정한힘이작용하였으므 바른답 알찬풀이

25 로힘 시간그래프는다음과같고, 힘 시간그래프의면적은충격량이므로 20 m 낙하하는동안물체가받은충격량은 20 N _ 2 s = 40 N s이다. 힘 20 N() 0 2 시간 (s) IV. 지구시스템 01 핵심개념 지구시스템의구성과상호작용 01 기권, 수권, 지권, 생물권, 외권 02 기권 : 성층권과열권, 수권 : 수온약층 03 맨틀 04 감소한다. 05 생물권과기권 80~82 쪽 그래프를옳게그리고, 충격량을옳게구한경우 그래프만옳게그리거나충격량만옳게구한경우 예시답안질량이같은면봉은수평방향으로던진물체와같은운동을한다. 빨대를강하게불때나약하게불때 나면봉의낙하시간은같으므로수평이동거리는발사속력에비례한다. 따라서수평이동거리의비가 1 : 3 이므로속력의비도 1 : 3 이다. 면봉의질량이같으므로발사할때의운동량의비도 1 : 3 이고충격량은운동량의변화량이므로충격량의 비도 1 : 3 이다. 빨대를분시간, 즉힘을가한시간이 같으므로면봉에작용한평균힘 ( 바람세기의평균값 ) 의비도 1 : 3 이다. 수평방향으로던진물체의운동과관련지어설명하고, 충격량이운동량의변화량과같음을이용하여설명한경우 수평방향으로던진물체의운동과관련지어설명하지못하거나충격량이운동량의변화량과같음을설명하지않은경우 지구시스템은지구를둘러싼대기인기권, 지구상의모든물인수권, 지각과지구내부를포함한영역인지권, 미생물을포함한지구상의모든생물로구성된생물권, 기권밖의환경인외권으로이루어져있다. 02 기권에서대류가일어나는층은대류권과중간권이고, 수권에서대류가일어나는층은바람에의해혼합작용이일어나는혼합층이다. 한편, 기권의성층권과열권, 수권의수온약층은대류가일어나지않는안정층이다. 03 지권에서가장큰부피를차지하는층은맨틀로, 지구전체부피의약 80 % 를차지한다. 04 지구온난화가진행되면빙하가녹아서바다로유입되므로육수에서빙하가차지하는비율은감소한다. 05 삼림면적이감소하면식물의광합성량이줄어들기때문에대기중의이산화탄소량이증가하여기온이높아진다. 이러한현상은생물권과기권의상호작용이다. 기본확인문제 83 쪽 기권 수온약층 ( 가 ) 외권 지권 ( 나 ) 기권 지권 ( 다 ) 생물권 기권 01 지구시스템은기권, 지권, 수권, 생물권, 외권으로이루어져있으며, 이들은서로영향을주고받으면서균형을이루고있다. 02 지권은지구표면인암석과토양그리고지구내부를포함한영역으로, 생명체에게서식공간을제공한다. 03 지구를둘러싸고있는대기층인기권에서는눈, 비와같은기상현상이일어나며, 자외선과같은해로운빛을흡수하고, 운석이지구에충돌하는것을막아준다. 또, 대기의순환을통해지구의평균기온을일정하게유지시켜준다. 바른답 알찬풀이 25

26 04 기권에서고도가높아질수록기온이하강하여대류가일어나는불안정한층은대류권과중간권이다. 05 해수는깊이에따른수온분포를기준으로혼합층, 수온약층, 심해층으로구분하는데, 혼합층과심해층은깊이 에따른수온변화가거의없다. 반면, 수온약층은수심 이깊어질수록수온이급격히낮아지므로대류가일어 나지않는안정한층이다. 06 지구의평균기온상승으로빙하가녹으면서해수면이상승하는현상은기권에서일어난온도상승으로수권 의빙하가녹으면서나타나는현상이므로기권과수권 의상호작용에해당한다 은수권과기권의상호작용, 2 는지권과수권의상호작용, 3 은기권과수권의상호작용이다. 또, 4 는 지권과기권의상호작용이고, 5 는외권과기권의상호 작용에해당한다. 따라서 C 에해당하는상호작용은해 저지진으로발생한쓰나미이다. 08 ( 가 ) 운석구덩이는지구밖에서지구인력에의해끌려온물질이지구표면에충돌하여만들어낸구덩이이다. 따라서운석구덩이는외권과지권의상호작용이다. ( 나 ) 황사는중국또는몽골의사막지역에서발생한모 래먼지가대기대순환을따라우리나라쪽으로날아와 하강하는현상이다. 이는기권이지권에영향을주어발 생하는현상이다. ( 다 ) 광합성과호흡은기권과생물권의상호작용이다. 호흡을통하여생물권에서기권으로이산화탄소가이 동하고, 광합성을통하여생물권에서기권으로산소가 이동한다. 실전 84~85 쪽응용문제 해설참조 08 해설참조 01 A 는대류권과중간권, B 는성층권, C 는열권이다. 성층권에는오존층이포함되어있어서태양으로부터오는 자외선을흡수한다. 또, C 에는대기가매우희박하므로 밤과낮의기온의일교차가매우크다. ㄱ. A 는고도가증가함에따라온도가감소하므로 위의공기밀도가아래의공기밀도보다크다. 따라서대류가왕성하게일어나므로 A는불안정한층이다. 02 B( 수온약층 ) 는안정한층이므로 A 층과 C 층의물질과에너지교환을억제시킨다. C 층은심해층으로연중 수온변화가없으며고위도바다에서는표층부터해저까지의수온이심해층의수온과거의같다. ㄱ. A 층은태양에너지를직접받는층이므로계절에따라수온이변하고, 바람의영향으로두께도변한다. 03 맨틀은모호면 ~ 약 2900 km의구간으로지구질량의약 68 %, 지구부피의약 80 % 를차지하고있다. ㄱ. 대륙지각은해양지각보다밀도가더작다. 또, 대륙지각의평균두께는약 35 km이고, 해양지각의평균두께는약 5 km이다. ㄷ. 지권에서대류가일어나는장소는액체상태의외핵과반유동성고체상태인맨틀의연약권이다. 04 생물권은미생물을포함한지구상의모든생물로, 지권, 기권, 수권에걸쳐넓게분포하며풍화와침식을일으키고, 광합성이나호흡을통해대기조성을변화시킨다. 05 지권의화산폭발에의해기권에이산화탄소가공급되므로 A는지권과기권의상호작용이고, 기권의바람이강하게불어수권의혼합층을두껍게하므로 B는기권과수권의상호작용이다. 또, 지권인해양지각에서발생한지진으로수권인바다에쓰나미가일어나므로 C는지권과수권의상호작용이다. 06 버섯바위는바람의침식작용에의해바위의아랫부분이더많이침식되어형성된것이다. 파도는바람에의해형성되며, 광합성은식물이대기중의이산화탄소를흡수하여유기물을생산하는작용이다. 따라서ᄀ, ᄂ, ᄃ에공통적으로관여하는권역은기권이므로, A는기권, B는지권, C는수권, D는생물권이다. 07 예시답안성층권은오존층이자외선을흡수하여높이올라갈수록온도가높아지는안정한층이다. 만약성층권에오존층이존재하지않는다면기권의온도는대류권계면에서중간권계면까지온도가계속낮아지므로기권의층상구조는온도가낮아지는층과높아지는층으로만나타날것이다. 예시답안과같이설명한경우 두개의층으로구분될것이라고만설명한경우 예시답안 D, 물이이동하면서지형을변화시키는 D 는수권이지권에영향을미치는예이다. 현상중잘못된것을고르고, 까닭을옳게설명한경우 잘못된현상만옳게고른경우 바른답 알찬풀이

27 02 핵심개념 에너지흐름과물질의순환 01 태양에너지 02 태양에너지 03 지권 04 이산화탄소 86~87 쪽 01 지구시스템의에너지원중가장많은양을차지하는것은태양에너지로전체에너지원중약 99.8 % 를차지 한다. 02 물의순환을일으키는근원에너지는태양에너지이다. 03 지구시스템에서탄소는탄산이온, 이산화탄소, 탄산염등다양한형태로존재하며, 가장많이분포하는영 역은지권으로대부분탄산염 ( 석회암 ) 형태로존재한다. 04 기권에서탄소는이산화탄소형태로존재한다. 06 탄소는기권에서이산화탄소, 지권에서석회암과화석연료 ( 석탄, 석유, 천연가스등 ), 수권에서탄산이온, 생 물권에서유기화합물의형태로존재한다. 07 지구상에존재하는탄소는대부분지권에탄산염, 유기탄소와같은퇴적암형태로존재한다. 08 탄소를흡수한조개, 산호등해양생물의유해가대량으로퇴적되면석회암이되어지권에저장된다. 1 지구에서탄소는기권에서는이산화탄소 ( 기체 ), 수권에서는탄산이온, 지권에서는탄산염 ( 고체 ) 등다양한형태로존재한다. 2 호흡을하면탄소는생물권에서기권으로방출된다. 3 광합성을통해기권에서생물권으로탄소가흡수된다. 4 화산이폭발하면주로기체형태 ( 이산화탄소 ) 로기권에탄소가공급된다. 기본확인문제 88 쪽 01 ( 가 ) 태양에너지 ( 나 ) 지구내부에너지 ( 다 ) 조력에너지 밀물, 썰물, 높이 사막에서바람이불어버섯바위가형성되는것은태양에너지에의한풍화와침식으로지형이변화된것이다. 지진에의한쓰나미가발생하는것은지구내부에너지, 썰물때갯벌이드러나는것은조력에너지에의해나타 나는현상이다. 02 태양에너지는광합성에참여하여필요한물질을생산하여생물이성장하는데도움을주므로화석연료의근 원이되는에너지이지만석탄, 석유, 천연가스같은화 석연료는아니다. 03 지구내부에너지는태양에너지에비하면그양은매우적지만조력에너지보다는많은양의에너지를가지고 있다. 04 조력에너지는밀물과썰물을일으키고, 이로인해해수면의높이가주기적으로변하므로해안지역의생태계 와해안지형의변화에영향을미친다. 05 물의순환 ( 증발, 응결, 강수, 해류등 ) 은지구전체에태양에너지를고르게분산시키는역할을하므로, 기온의 일교차와연교차를작게만든다. 실전응용문제 89~91 쪽 해설참조 12 해설참조 13 해설참조 01 지구시스템의에너지원중가장많은양을차지하는것은태양에너지로전체에너지원의약 99.8 % 를차지한다. 판의이동으로인한지진이나화산활동과지각변동은지구내부에너지에의하여일어난다. 태양에너지양의변화는화산활동에영향을미치지않는다. 02 ( 가 ) 의지진은지구내부에너지에의해일어난현상이고, ( 나 ) 의태풍은태양에너지에의해일어나는현상이다. 태양에너지는지구시스템의에너지원중가장많은양을차지하며지구환경변화에가장큰영향을미친다. ( 다 ) 를일으키는에너지원은조력에너지로, 밀물과썰물의흐름인조류는전기생산에이용되기도한다. 03 지표면이강수현상과바람에의해풍화작용을받아변화하는것은태양에너지인 B에의한것이다. ㄱ. 태양에너지인 B의크기는조력에너지인 A와지구내부에너지인 C의크기를합한것보다크다. ㄴ. 해수의순환은주로태양에너지인 B에의해일어난다. 04 지구시스템의에너지원은대부분태양에너지가차지한다. 지진이나화산활동, 습곡산맥의형성은지구내부에너지에의해발생한다. 바른답 알찬풀이 27

28 05 지구내부에너지에의해녹은물질인마그마가식어서만들어진암석이화성암이므로, 화성암은지구내부에 너지에의해만들어졌고, 풍화와침식을받아형성되는 퇴적암은주로태양에너지의영향으로만들어진다. ㄷ. 변성암은마그마가관입하거나조산운동이일어 나는지역에서열과압력에의해형성되므로지구내부에너지에의해서생성된다. 06 기권에서눈이나비가되어내린물의일부는생물에흡수되거나강을통해바다로이동한다. 따라서기권에서지권으로이동하는물의양은지권에서기권으로이동하는물의양보다많다. 07 지구온난화가진행되면해수의온도가상승하여해양에서대기로이동하는물의양은증가할것이다. 또, 육지에서해양으로물이이동하면서풍화 침식작용을일으켜지형을변화시키기도한다. 08 ㄱ. 물이수증기로증발할때열에너지가숨은열의형태로수권에서기권으로이동한다. ㄴ. 구름은수증기가숨은열을방출하면서물방울 ( 액체 ) 이나빙정 ( 고체 ) 으로변할때생성된다. ㄷ. 강물이바다로유입되는과정에서침식, 운반, 퇴적작용을통해지형을변화시킨다. 09 기권의탄소 A의값은석탄, 석유, 천연가스등의화석연료사용으로최근증가하는추세이고, 지권에서석회암다음으로탄소를많이포함하는 ( 가 ) 는석탄, 석유등의화석연료이다. ㄷ. 지구는외권과물질교환을거의하지않으므로지구시스템에존재하는탄소의양은거의변함이없다. 10 지구온난화가일어나면수온이상승하므로해수에용해되는 A의양은감소하게된다. 지구상에분포하는탄소는여러가지형태로존재하며, 지권에탄산염형태로가장많이저장되어있다. 화석연료의사용량이증가하면기권의탄소량이증가하지만지구전체적인탄소량에는변화가없다. 11 예시답안태양에너지, 대기와해수는순환하면서저위도의에너지를고위도로이동시킴으로서지구의에너지불균형을해소시켜지구전체의열에너지를균형있게유지하는역할을한다. 예시답안과같이설명한경우 대기와해수를순환시키는에너지원과영향중한가지만옳게설명한경우 화석연료의연소에의해기권으로방출된이산화탄소는지구온난화의원인이된다. 예시답안 A, 화석연료의사용으로대기중의탄소는증가하지만지권의탄소가기권으로이동한것이므로, 지구시스템의전체탄소량은변하지않고일정하다. 지구온난화의원인이되는것을고르고, 지구전체의탄소량을옳게설명한경우 지구전체의탄소량만옳게설명한경우 50 지구온난화의원인만옳게쓴경우 지구시스템의각권에서탄소는탄산염, 탄산이온, 이산화탄소등다양한형태로존재한다. 예시답안기권에서기체상태로존재하던이산화탄소가해수에용해되어탄산이온형태로존재하다가탄산염물질 ( 석회암 ) 을형성하여지권으로이동한다. 03 예시답안과같이설명한경우 각권에서존재하는탄소의형태를두가지만옳게설명한경우 50 핵심개념 지권의변화와판의운동 01 암석권 ( 판 ) 02 판의상대적인이동방향 03 수렴형경계, 발산형경계, 보존형경계 04 발산형경계 화산활동, 지진, 보존형경계 지진 92~93 쪽 01 지각과상부맨틀일부를포함한두께약 km의단단한부분을암석권이라고하며, 암석권을이루는각각의조각을판이라고한다. 02 판의경계는판의상대적인이동방향에따라수렴형경계, 발산형경계, 보존형경계로구분한다. 03 판의경계는판의상대적인이동방향에따라구분한다. 맨틀대류가하강하여판과판이서로부딪치는수렴형경계, 맨틀물질이상승하여판과판이서로멀어지는발산형경계, 판과판이서로어긋나게이동하며스치는경계인보존형경계가있다. 04 발산형경계에서는화산활동과지진이활발하게일어나며, 보존형경계에서는화산활동은일어나지않고, 지진만발생한다. 28 바른답 알찬풀이

29 94 쪽기본확인문제 연약권 습곡산맥 바람이불고비가많이내려서지표면에침식이일어나는것은지구내부에너지에의한지각변동이아니라 태양에너지에의한기상현상의결과이다. 02 지표면으로부터깊이약 ~400 km 까지의부분으로부분용융되어있어맨틀대류가일어나는부분을연 약권이라고한다. 이로인해연약권위의판이이동한다. 03 암석권으로이루어진부분인지구표면은태평양판, 유라시아판, 북아메리카판등크고작은 10 여개의판으 로이루어져있다. 1 연약권은맨틀일부가녹아있는곳으로상부와 하부의온도차이로대류가일어난다. 2 판 ( 암석권 ) 은약 km 두께로지각과상부맨틀의일부를포함한다. 즉, 판의두께는지각의두께보다두껍다. 3 판의이동속도는 1 년에수 cm 정도의속도로서서히이동한다. 4 각판들은이동방향과속도가다르기때문에서로충돌하거나멀어지고, 스쳐지나가기도한다. 04 해구에서해양판이다른해양판밑으로섭입하거나해양판이대륙판밑으로섭입할때형성되는호상열도는해구와나란하게발달한다. 1 판의수렴형경계는맨틀대류가하강하는곳이다. 3 해구에서는밀도가큰해양판이밀도가작은대륙판밑으로섭입한다. 4 해양판과해양판이부딪히면상대적으로밀도가큰해양판이밀도가작은해양판밑으로섭입하면서해구와호상열도가발달한다. 5 대륙판과대륙판이충돌하면거대한습곡산맥을형성한다. 이때화산활동은거의발생하지않는다. 05 대륙판과대륙판이충돌하면습곡산맥이만들어진다. 이곳에서는지진이발생하지만, 화산활동은거의일어나지않는다. 06 발산형경계는대부분해저에분포하지만아이슬란드나동아프리카열곡대와같이육지에나타나는곳도있다. 07 맨틀대류가상승하는곳은판의발산형경계이고, 맨틀대류가하강하는곳은판의수렴형경계이다. 판의보존형경계는주로해령과해령사이에발달하는변환단층으로, 판의이동방향이서로달라서만들어진다. 08 화산가스는대부분수증기와이산화탄소로이루어져있으므로다량의화산가스가대기중에방출되면수증기와이산화탄소가온실효과를일으켜지구는온난해진다. 09 해저지진에의해쓰나미가발생하면물적피해뿐만아니라인명피해와함께생태계에도큰피해를준다. 실전응용문제 95~97 쪽 해설참조 12 해설참조 13 해설참조 01 지각과상부맨틀의일부를포한한두께약 km의단단한부분을암석권 ( 판 ) 이라고하며, 암석권아래에는연약권이존재한다. 1 대륙지각의평균두께는약 35 km이고, 해양지각의평균두께는약 5 km로대륙지각이해양지각보다두껍다. 2 연약권에서는맨틀물질이부분적으로용융되어있어서대류가일어난다. 3 암석권은연약권보다평균밀도가작아서밀도가큰연약권위에떠있다. 5 판의운동은주로방사성원소의붕괴열로발생하는지구내부에너지에의해일어난다. 02 동태평양해령은두해양판이서로멀어지는발산형경계이므로 ( 가 ) 에해당한다. ( 나 ) 는보존형경계이므로두판이엇갈려이동하면서지진이자주발생하지만화산활동은일어나지않는다. ( 다 ) 는두대륙판이충돌하는경계로지진은자주발생하지만화산활동은거의일어나지않는다. 03 ( 가 ) 는해양판과대륙판이충돌하는섭입형수렴경계이고, ( 나 ) 는대륙판과대륙판이충돌하는충돌형수렴경계이다. ( 가 ) 와 ( 나 ) 에서는모두지진이자주일어난다. ㄷ. 해양판과대륙판이충돌하는 ( 가 ) 는화산활동이일어나지만, 대륙판과대륙판이충돌하는 ( 나 ) 는화산활동이거의일어나지않는다. 04 보존형경계와발산형경계에서는공통적으로지진이활발하게일어난다. ㄱ. ( 가 ) 는판이서로어긋나는보존형경계이고, ( 나 ) 는판이서로멀어지는발산형경계이다. ㄷ. 발산형경계는맨틀대류의상승부로화산활동이활발하지만, 보존형경계는화산활동이거의일어나지않는다. 바른답 알찬풀이 29

30 05 A 는맨틀대류의상승부인해령으로발산형경계이고, B 는해령과해령사이에있는변환단층으로보존형경 계이다. 해양지각은해령에서생성되어양쪽으로이동 하다가해구 C 에서소멸된다. ㄱ. 이지역은해령을경계로양쪽에두개의해양판 이있고, 오른쪽에대륙판이있다. 따라서이지역은총세개의판으로이루어져있다. 06 산안드레아스단층은판이서로어긋나는보존형경계이고, 로스앤젤레스는태평양판에존재하고, 샌프란시스코는북아메리카판에존재한다. 샌프란시스코는남동쪽으로이동하고로스앤젤레스지역은북서쪽으로이동하므로시간이흐를수록두도시는점점가까워진다. 07 해령에서해양지각이생성되어해구쪽으로이동하므로해저퇴적물의두께는해령에서해구쪽으로갈수록더두껍다. 따라서해저퇴적물의두께는 A보다 B가더두껍다. 2, 5 판의보존형경계인 C에서는화산활동이거의일어나지않는다. 3 수렴형경계인 D 지역에서는횡압력이작용하므로역단층이많이나타난다. 4 B가속한판이 D가속한판아래로섭입하므로, 호상열도는 B보다 D에서발달한다. 08 A는태평양판이북아메리카판아래로섭입하는해구이므로이부근에서는호상열도가발달한다. ㄴ. B는발산형경계인동태평양해령으로태평양판과나즈카판의경계부에위치한다. ㄷ. C는안데스산맥으로해양판 ( 나즈카판 ) 이대륙판 ( 남아메리카판 ) 아래로섭입하므로화산활동이일어난다. 대륙판과대륙판이충돌할때형성되는습곡산맥에서는화산활동이거의일어나지않지만, 해양판과대륙판이충돌하는섭입형경계에서형성된습곡산맥에서는화산활동이활발하게일어난다. 09 화산쇄설물이나용암이흘러내리면서산불이나산사태가발생하기도하고, 기권으로방출된화산분출물은기후변화를일으키기도한다. 한편, 화산지대의독특한지형과온천등은관광자원으로활용되기도한다. 10 쓰나미로인해인명과재산피해가발생하고, 해안지역의생태계에도큰비해를준다. ㄱ. 쓰나미는주로해저지진에의해발생하지만해저화산폭발이나큰산사태등에의해서도발생할수있다. ㄷ. 지진은짧은시간에큰피해를주며, 아직까지발생시기등을정확히예측할수없다. 11 히말라야산맥은대륙판과대륙판이충돌하여만들어진대규모습곡산맥이다. 예시답안수렴형경계중충돌형경계에해당한다. 이지역에서는화산활동은일어나지않고, 지진이자주발생한다. 판의경계유형과지각변동을모두옳게설명한경우 판의경계유형과지각변동중한가지만옳게설명한경우 A 발산형경계, 해령, 열곡대, B 보존형경계, 변환단층, C 수렴형경계, 호상열도, 습곡산맥, 해구 판의경계와대표적인지형을모두옳게설명한경우 판의경계와대표적인지형중두가지만옳게설명한경우 ( 가 ) 암석권 ( 판 ), ( 나 ) 연약권, ( 나 ) 는부분적으로용융되어있어맨틀대류가일어나므로그위에있는 ( 가 ) 가움직이게된다. ( 가 ) 와 ( 나 ) 의명칭과 ( 가 ) 가움직이는까닭을옳게설명한경우 ( 가 ) 가움직이는까닭만설명한경우 50 ( 가 ) 와 ( 나 ) 의명칭만옳게쓴경우 30 98~99 쪽대단원마무리문제 해설참조 08 해설참조 09 해설참조 01 ㄱ. 평균온도가 A는 480 ¾로높고, B는 15 ¾로적당하므로액체상태의물은 B에서존재가능성이크다. ㄴ. A와 B는태양으로부터안정적으로에너지를공급받지만 A는액체상태의물이존재할가능성이크고, 적절한두께의대기를가지므로생물권이존재할가능성이크다. ㄷ. A와 B는모두대기를가지므로기권이존재한다. 02 ( 가 ) 는높이에따른기온을기준으로, ( 나 ) 는깊이에따른수온을기준으로구분한층상구조이다. A 층은높이올라갈수록기온이상승하는성층권이다. b 층은수심이깊어질수록수온이낮아지는수온약층이다. 따라서 A 층과 b 층은대류가일어나지않는안정한층이다. 03 ᄀ은지권과생물권의상호작용이므로 A 는지권이고, ᄂ은기권과생물권의상호작용이므로 B 는기권이다. 30 바른답 알찬풀이

31 04 화산폭발이일어나면화산가스인이산화탄소가대기로방출되는데, 이는 A 과정에해당한다. ㄴ. B 는식물의광합성에의해대기중의이산화탄 소가유기화합물로변하는과정으로, 태양에너지가생물체에흡수된다. ㄷ. C는생물체의유해가지층에묻힌후화석연료가되는과정이다. 석회암 ( 탄산염암 ) 은대기중의이산화탄소가해수에녹은후해저에가라앉아형성된다. 05 ( 가 ) 에서는해양판과대륙판이수렴하면서판의경계에 V자모양의깊은해저골짜기인해구가형성되고, ( 나 ) 에서는두대륙판이충돌하면서높이솟아올라거대한습곡산맥이형성된다. 06 C 는보존형경계 ( 산안드레아스단층 ) 이므로화산활동이일어나지않는다. 07 예시답안육지와바다의물은태양에너지를흡수하면증발하여대기로이동하는데, 대기에서는구름이만들어지면서태양에너지를방출하고, 비나눈이되어지표로이동한다. 육지에내린비나눈은하천수나지하수가되어바다로유입되는데, 이과정에서지표와지하의암석을풍화 침식시켜지형의변화를일으킨다. 지형을변화시키는근원에너지와그까닭을옳게설명한경우 지형을변화시키는근원에너지만옳게쓴경우 예시답안매년조금씩멀어지는것으로부터발산형경계임을알수있다. 발산형경계에서는맨틀물질의상승으로지진, 화산활동과같은지각변동이자주발생한다. 예시답안과같이설명한경우 판의경계와지각변동중한가지만옳게설명한경우 예시답안화산폭발이일어날때방출되는용암과화산쇄설물은산불이나산사태를일으켜주변생태계를일시적으로파괴시키고, 화산가스에의해내리는산성비는생태계에피해를준다. 그러나화산폭발이일어날때방출된다량의화산재가쌓여오랜세월이지나면식물이자라기에좋은토양이형성된다. 부정적인영향과긍정적인영향을모두옳게설명한경우 부정적인영향과긍정적인영향중한가지만옳게설명한경우 50 V. 생명시스템 01 핵심개념 생명시스템의기본단위 ~102 쪽 01 미토콘드리아 02 핵 03 인지질, 단백질 04 세포안보다용질의농도가높은용액 05 삼투 06 선택적투과성 01 미토콘드리아에서포도당을분해하여에너지를얻는세포호흡이일어난다. 02 핵에는유전물질인 DNA 가있어세포의생명활동을조절한다. 03 세포막에서인지질은 2 중층을형성하고, 단백질은인지질 2 중층의곳곳에파묻혀있거나관통하고있다. 04 식물세포는세포벽이있어삼투에의한세포의변화가동물세포와다르다. 식물세포를세포안보다용질의농도가높은용액에넣으면세포밖으로빠져나가는물의양이많아세포막이세포벽에서분리된다. 05 물분자는선택적투과성을가진막을통해용질의농도가낮은곳에서높은곳으로이동한다. 06 세포막의선택적투과성으로인해물질의종류, 크기등에따라세포막을통한물질의이동이다르게일어난다. 103 쪽기본확인문제 소포체 산소, 이산화탄소, 물등 용액 X의용질농도가세포안용질농도보다낮다. 01 단세포생물은하나의세포로구성되며생명활동을유지한다. 02 A 는미토콘드리아, B 는엽록체, C 는리보솜이다. 엽록체 (B) 는동물세포에는없는세포소기관이다. 03 핵속의유전정보에따라리보솜에서단백질이합성되면소포체등에의해수송된다. 04 세포막은세포질과세포외부환경사이에서물질을받아들이고내보낼수있다. 4 물질의종류, 크기등에따라세포막을통한물질의이동이다르다. 1 세포막은주로인지질과단백질로구성된다. 바른답 알찬풀이 31

32 2 세포안팎은물이주성분이므로세포막은인지질의친수성부분이세포막의양쪽바깥으로배열되어수용성환경과접해있다. 3 세포막을구성하고있는단백질은펩타이드결합으로이루어져있고, 인지질은 2중층을형성하고있다. 5 산소와이산화탄소는인지질 2중층을직접통과하여확산한다. 05 산소, 이산화탄소, 물등의물질은인지질 2 중층을직접통과하여물질의농도가높은곳에서낮은곳으로확 산한다. 06 세포막을경계로농도가다른두용액이있을때삼투에의해물분자가세포막을통해용질의농도가낮은곳 ( 증류수 ) 에서높은곳 (5 % 설탕물 ) 으로이동한다. 따라서 A의수면은높아지고, B는낮아진다. 07 적혈구안으로물이이동하여적혈구의부피가커졌으므로용액 X 의용질농도가세포안용질농도보다낮다. 실전응용문제 104~107 쪽 ᄀ리보솜ᄂ소포체 04 ( 가 ) E ( 나 ) B ( 다 ) C 미토콘드리아, 소포체, 리보솜, 골지체등 해설참조 17 해설참조 18 해설참조 19 해설참조 20 해설참조 21 해설참조 01 소포체는리보솜에서합성된단백질을수송하는통로이다. 물질의저장과분비를담당하는세포소기관은골지체이다. 미토콘드리아는동물세포와식물세포에모두있다. 02 A는엽록체, B는세포벽, C는액포이다. ㄱ. 엽록체 (A) 에서광합성에의해포도당이합성된다. ㄷ. 액포 (C) 는주로식물세포에발달해있다. ㄴ. 식물세포의세포벽 (B) 은셀룰로스가주성분이며, 물질의이동을돕는막단백질이존재하지않는다. 막단백질은세포막에존재한다. 03 핵속의유전정보에따라리보솜에서단백질이합성되면소포체에의해수송되고세포막을통해세포안팎으로의물질출입이일어난다. 04 A 는리보솜, B 는핵, C 는미토콘드리아, D 는엽록체, E 는세포막이다. 05 A는핵, B는리보솜, C는세포막이고, ( 나 ) 는펩타이드결합으로이루어져있으므로단백질, ( 다 ) 는 DNA이다. ㄷ. 세포막 (C) 의구성성분에단백질 ( 나 ) 이포함된다. ㄱ. 핵 (A) 에는유전물질인 DNA( 다 ) 가있다. ㄴ. 리보솜 (B) 에서는단백질이합성되므로 ( 나 ) 가있다. 06 A는엽록체, B는리보솜, C는소포체이다. 3 리보솜 (B) 에서는단백질이합성되며단백질의단위체는아미노산이다. 1, 4 A는엽록체로, 광합성의장소이다. 2 리보솜 (B) 과소포체 (C) 는동물세포와식물세포에모두존재한다. 5 소포체 (C) 에는유전물질이들어있지않다. 유전물질은핵에들어있다. 07 ㄱ. 핵만염색체를가지고있다. ㄴ. A는미토콘드리아, B는리보솜, C는엽록체이다. ㄷ. 엽록체 (C) 는빛에너지를이용하여포도당을합성하고화학에너지로저장하는장소이다. 08 동물세포와식물세포는핵, 세포질, 세포막으로구분되며, 세포질에는여러가지세포소기관이있다. 엽록체와세포벽은식물세포에서만관찰된다. 09 ㄱ. A는막단백질로, 아미노산이펩타이드결합에의해연결되어있다. ㄷ. 인지질의꼬리부분인 C는소수성이다. ㄴ. 인지질의머리부분인 B는인산이포함된물질로, 리보솜에서합성되지않는다. 10 ㄴ. 핵산과단백질은크기가커서인지질 2 중층을직접통과할수없다. ㄷ, ㄹ. 포도당, 아미노산과같은친수성물질과칼슘이온과같이전하를띤물질은인지질 2중층을자유롭게통과할수없으나세포막의막단백질을통해이동할수있다. ㄱ. 물분자가용질의농도가낮은곳에서높은곳으로삼투에의해이동한다 A와 B는모두농도가높은곳에서낮은곳으로확산에의해세포막을이동한다. 1 산소와이산화탄소가 ( 가 ) 와같은방식으로이동한다. 아미노산은막단백질을통해이동하므로 B에해당한다. 2 확산에의한물질의이동에는에너지가소모되지않는다. 3 B는농도가높은곳에서낮은곳으로이동한다. 5 기체교환은 ( 가 ) 방식에의해일어난다. 32 바른답 알찬풀이

33 12 ㄱ. ( 가 ) 는세포안보다용질의농도가낮은용액에넣어세포의부피가커진상태이다. ㄷ. ( 다 ) 는세포안보다용질의농도가높은용액에넣어 세포막과세포벽이분리된상태이다. ㄴ. 세포안과용질의농도가같은용액에양파세포 를넣으면세포안팎으로이동하는물의양이같아세포의부피가변하지않는다. 13 ㄱ. 잎이시든식물에물을주면세포질용액보다농도가낮아뿌리세포안으로들어오는물의양이많아세포의부피가커지므로식물이원래상태로돌아간다. ㄴ. 세포안으로들어오는물의양이많다. ㄷ. 식물세포는세포벽이있으므로세포가터지지는않는다. 14 삼투는선택적투과성막을경계로용액의농도가다를때물 ( 용매 ) 이용질의농도가낮은곳에서높은곳으로이동하는현상이다. 15 달걀의겉껍데기를제거하고남은안쪽의막은선택적투과성막으로, 삼투에의해물이이동하여달걀의질량변화가일어난다. 5 C의질량이감소한것으로보아ᄃ은세포안보다용질의농도가높은용액이다. 1 A는나중질량이증가하였으므로달걀이부풀어오른다. 2 B를넣은소금물ᄂ에서 B 속으로물이이동하였으므로소금물ᄂ의농도는증가한다. 3 C의막을통해 C의물이소금물ᄃ으로이동하여달걀의질량이감소한것이다. 4 소금물의농도는ᄃ > ᄂ > ᄀ순이다. 16 예시답안기능이비슷한세포가모여조직을이루고여러조직이모여기관을형성하여상호작용하고세포막을경계로물질의출입을조절하는등개체의생명을유지하기위한생명활동을한다. 생명체의유기적구성단계를포함하여옳게설명한경우 세포가모여유기적으로작용한다고만설명한경우 예시답안ᄀ숲이나생태공원, 엽록체는빛에너지를이용하여양분을합성하고산소를배출하기때문이다. ᄂ발전소, 미토콘드리아는세포호흡으로에너지를공급하는장소이기때문이다. ᄀ과ᄂ의비유장소와까닭을모두옳게설명한경우 ᄀ과ᄂ중한가지의비유장소와까닭만옳게설명한경우 예시답안세포막이세포벽에서분리되었다. 용액 X가세포안보다용질의농도가높은용액이어서세포안으로들어가는물의양보다세포밖으로빠져나가는물의양이더많기때문이다. 변한세포의상태와세포막을통한물의이동을모두옳게설명한경우 변한세포의상태만옳게설명한경우 예시답안산소와이산화탄소등의물질은인지질 2 중층을직접통과하여이동하고, 포도당등은막단백질을통 해이동하며, 핵산과단백질등의고분자물질은인지질 2 중층을직접통과하지못한다. 세포막을통한물질의이동방법두가지를물질의예를포함하여옳게설명한경우 한가지만옳게설명한경우 예시답안과일을꿀이나설탕에넣으면세포안보다설탕의용질농도가높아삼투에의해세포밖으로물이빠 져나오게된다. 그결과과일속의미생물도수분을잃어살기어려워지기때문에오래보관할수있다. 삼투에의한물의이동과관련하여옳게설명한경우 삼투라고만쓴경우 (1) 예시답안달걀의겉껍데기를제거하여선택적투과성막인안쪽막만남기기위해서이다. 02 선택적투과성을포함하여옳게설명한경우 단순히겉껍데기를제거하기위해서라고만설명한경우 50 (2) 예시답안증류수는세포안보다용질의농도가낮으므로물이달걀안으로이동하는양이많아달걀이부풀어오른다. 증류수와달걀의농도비교를포함하여옳게설명한경우 농도비교를포함하지않고설명한경우 50 핵심개념 생체촉매 108~110 쪽 01 물질대사 02 효소 03 활성화에너지 04 카탈레이스 05 산소 06 효소 바른답 알찬풀이 33

34 01 생명체내에서물질이분해되거나합성되는모든화학반응을물질대사라고한다. 02 생명체내에서촉매역할을하여활성화에너지를낮추는물질은효소이다. 03 효소가있을때활성화에너지가낮아져반응할수있는분자수가많아지게되므로화학반응이빠르게일어난다. 04 독성이강한과산화수소를물과산소로분해하는반응을촉진하는효소는카탈레이스이다. 05 과산화수소가감자즙에들어있는카탈레이스에의해분해되면산소기체가발생한다. 06 된장, 김치등의발효식품, 치즈, 포도주등을만들때공통적으로효소가활용된다. 기본확인문제 111 쪽 활성화에너지 ㄱ, ㄷ 01 물질대사는고분자물질을저분자물질로분해하는과정에서에너지가방출되는이화작용과저분자물질을 고분자물질로합성하는과정에서에너지가흡수되는 동화작용으로구분한다. 02 ㄱ, ㄴ. 이화작용은고분자물질을저분자물질로분해하는물질대사이며, 대표적인예로세포호흡과영양소 의소화가있다. ㄷ. 이화작용은고분자물질을저분자물질로분해 하는과정이며, 모든생명체내에서일어난다. 03 효소는활성화에너지를낮추어화학반응이빠르게일어날수있도록한다. 04 A 는반응물이생성물로되는데필요한최소한의에너지이므로활성화에너지이다. 05 ㄱ. ( 가 ) 는효소가있을때의에너지변화로, 반응물은 1 분자, 생성물은 2 분자이다. 이를통해반응물이분해 되어생성물이되었음을알수있다. 따라서 ( 가 ) 는물질 대사중이화작용에해당한다. ㄴ, ㄷ. ( 가 ) 에서가 ( 나 ) 에서보다활성화에너지가낮 으므로 ( 가 ) 는효소가있을때, ( 나 ) 는효소가없을때이다. 따라서화학반응속도는 ( 가 ) 에서가 ( 나 ) 에서보다빠르다. 06 ㄱ, ㄴ. 효소는자신의구조와맞는반응물하고만결합하여작용하며, 반응전과후에변하지않기때문에반응이끝난후재사용된다. ㄷ. 효소는생명체밖에서도그기능을나타낸다. 07 감자를반으로잘라서찌면더빨리익는것은표면적과관련이있으며, 효소가활용되는사례가아니다. 실전응용문제 112~115 쪽 ㄷ (1) ( 가 ) 이화작용 ( 나 ) 동화작용 (2) 해설참조 16 해설참조 17 해설참조 18 해설참조 19 해설참조 01 4 식물체내에서일어나는광합성은물질대사이다. 1 화석연료의연소는효소의작용없이생명체밖에서일어나는화학반응이므로물질대사가아니다. 2, 3 물질대사는효소가관여하며에너지출입이일어난다. 5 물질대사는생명체내에서일어나는화학반응이므로단세포생물에서도일어난다. 02 ㄱ, ㄴ. ( 가 ) 는이화작용, ( 나 ) 는동화작용으로, 모두물질대사이다. 물질대사에는반드시효소가관여한다. ㄷ. ( 가 ) 에서는에너지가방출되고, ( 나 ) 에서는에너지가흡수된다. 03 ㄷ. A는효소 X의반응물, C는생성물이다. ㄱ. X의주성분은단백질이다. ㄴ. X는자신의구조와맞는 A하고만결합하여활성화에너지를낮춤으로써반응이빠르게일어나는촉매작용을한다. 04 ㄱ, ㄴ. A는효소, B는반응물, C는효소와반응물이결합된복합체이다. 효소는재사용이가능하다. ㄷ. C의형성으로활성화에너지가낮아져반응이빠르게일어난다. 05 ㄱ. 물질대사에는효소가관여한다. ㄴ. 효소 a의반응물은 A, 효소 b의반응물은 B이므로, 효소 a와 b의반응물은서로다르다. ㄷ. 효소 c가없으면 C에서 D가생성되는반응이일어나지않으므로 A가공급되어도 D의양은증가하지않는다. 06 ㄱ. EÁ과 Eª 는모두활성화에너지이며, EÁ이 Eª 보다낮으므로효소가있을때의활성화에너지는 EÁ이다. ㄴ. 반응물이생성물로될때에너지가방출된다. ㄷ. 활성화에너지가 EÁ일때보다 Eª 일때반응속도가느리다. 07 ㄴ. 1 시간후 A 와 B 에서반응이모두끝났으므로생성물의농도는같다. 34 바른답 알찬풀이

35 ㄷ. A 는효소가없을때, B 는효소가있을때의반응이 며, 효소가있으면반응의활성화에너지가낮아진다. 따라서활성화에너지는 A 에서보다 B 에서낮다. ㄱ. 30 분까지 A 보다 B 에서반응물이더많이감소 하므로 A 는효소가없을때, B 는효소가있을때의반응이다. 08 ㄷ. 식물의광합성과대장균의포도당분해는모두물질대사이므로효소가관여한다. ㄱ, ㄴ. 식물의광합성은동화작용이므로에너지가 흡수되고, 대장균의포도당분해는이화작용이므로에너지가방출된다. 09 ㄴ. 카탈레이스 (B) 는사람의간뿐만아니라감자에도들어있다. ㄱ. A는동화작용을, B와 C는이화작용을촉진한다. ㄷ. A는요소합성효소, B는카탈레이스, C는알코올분해효소이다. 10 ㄷ. 효소 X는과산화수소와결합하여활성화에너지를낮추어과산화수소를물과산소로분해하는반응을촉진한다. 따라서 X는카탈레이스이고, X의반응물은과산화수소이다. ㄱ, ㄴ. X는카탈레이스이며, 과산화수소의분해반응에관여하므로이화작용을촉진한다. 11 ㄱ. 감자즙에는과산화수소의분해를촉진하는효소인카탈레이스가있다. ㄴ. A에서보다 B에서고무풍선의두점사이의거리변화가큰것은감자즙의카탈레이스에의해과산화수소의분해가촉진되어산소기체가많이발생했기때문이다. ㄷ. 과산화수소수의양을 ml에서 200 ml로증가시키면반응물의양이많아지므로산소기체는더많이발생한다. 따라서 B에서고무풍선의두점사이의거리는 1.3 cm보다길어진다. 12 레모네이드는탄산수와레몬을혼합한음료로, 효소에의한화학반응으로만들어진것이아니다. 13 계면활성제는친수성과소수성부분을가진세제로서화학반응을촉매하는물질이아니다. 14 효소는발효식품, 의약품, 생명공학기술분야뿐만아니라산업분야에도이용된다. 15 (1) ( 가 ) 는반응물보다생성물의에너지가낮은이화작용, ( 나 ) 는반응물보다생성물의에너지가높은동화작용이다. (2) 예시답안 공통점 : ( 가 ) 와 ( 나 ) 는모두효소가관여한다. 차이점 : ( 가 ) 에서는물질분해로에너지를방출하고, ( 나 ) 에서는물질합성으로에너지를흡수한다. 공통점과차이점을모두옳게설명한경우 공통점과차이점중한가지만옳게설명한경우 예시답안 공통점 : 효소 A 와 B 는모두활성화에너지를낮추어반응이빠르게일어나도록한다. 차이점 : 효소 A는물질을분해하는이화작용, B는물질을합성하는동화작용을촉진한다. 효소 A와 B의공통점과차이점을모두옳게설명한경우 효소 A와 B의공통점과차이점중한가지만옳게설명한경우 예시답안효소가있을때의활성화에너지는 A+C, 효소가없을때의활성화에너지는 B+C이다. 활성화에너지는반응이일어나는데필요한최소한의에너지이며, 효소가있을때가효소가없을때보다활성화에너지가낮기때문이다. 효소가있을때와없을때의활성화에너지를쓰고, 그렇게판단한까닭을모두옳게설명한경우 효소가있을때와없을때의활성화에너지표시와그렇게판단한까닭중한가지만옳게설명한경우 18 예시답안 ( 나 ), ( 가 ) 보다 ( 나 ) 의활성화에너지가낮기때문이다. ( 나 ) 를쓰고, 그까닭을옳게설명한경우 ( 나 ) 만쓴경우 (1) 예시답안 B, C, 소의생간과감자조각에는모두카탈레이스가들어있기때문이다. 50 기포가발생하는시험관을모두쓰고, 그까닭을옳게설명한경우 기포가발생하는시험관만쓴경우 30 (2) 예시답안당근조각에카탈레이스가들어있기때문이다. 카탈레이스가들어있기때문이라고옳게설명한경우 과산화수소수를분해하는효소가들어있기때문이라고만설명한경우 50 바른답 알찬풀이 35

36 03 세포내정보의흐름 05 DNA 의유전정보는 RNA 로전사되고, RNA 의정보에따라단백질이합성된다. 핵심개념 01 단백질 02 3 염기조합 03 유전자 (DNA) RNA 단백질 개 116~117 쪽 01 유전자에는단백질의합성에관한유전정보가저장되어있다. 02 DNA 에서하나의아미노산을지정하는연속된 3 개의염기를 3 염기조합이라고한다. 03 유전자 (DNA) 에저장된정보는 RNA 로전달되고, RNA 의코돈에따라단백질이합성된다. 04 유전자 (DNA) 에서하나의아미노산을지정하는 3 염기조합은연속된 3 개의염기로이루어져있다. 따라서 60 개의염기에는최대 20 개의아미노산에관한정보 가저장되어있다. 118 쪽기본확인문제 ᄀ염기ᄂ아미노산ᄃ단백질 ㄷ. 유전자에는단백질에관한유전정보가저장되어있다. ㄱ. 유전자는 DNA 의특정부위이다. ㄴ. 유전자 (DNA) 를구성하는단위체는뉴클레오타이드이고, 단백질을구성하는단위체는아미노산이다. 02 유전자에는 4 종류의염기배열순서에따라 20 종류의아미노산배열순서에관한정보가저장되어있다. 이 정보에의해단백질이합성되며, 단백질에의해털색 깔, 귀모양, 머리카락모양등여러형질이나타난다. 03 ㄱ. 염색체는단백질과 DNA 로이루어져있으며, ᄀ은이중나선가닥이므로 DNA 이다. ㄷ. 유전자에는단백질의정보가저장되어있으므로, 유 전자 A 에담긴유전정보에따라단백질이합성된다. ㄴ. 염색체에는많은수의유전자가존재한다. 04 멜라닌합성효소유전자에저장된정보는 RNA 로전사된다 ( 라 ). 전사된 RNA 의정보에따라멜라닌합 성효소가만들어진다 ( 다 ). 멜라닌합성효소의촉매 작용으로멜라닌이합성된다 ( 가 ). 멜라닌은갈색색 소이므로털색은갈색을띤다 ( 나 ) RNA 정보로부터단백질이합성되는과정은리보솜에서일어난다. 1, 2 ( 가 ) 는 DNA 로부터 RNA 가만들어지는과 정인전사, ( 나 ) 는 RNA 로부터단백질이합성되는과정인번역 이다. 3, 5 ᄀ은코돈이며, 하나의코돈은하나의아미노산을지정한다. 실전 119~120 쪽응용문제 해설참조 10 해설참조 01 3 염기조합은 DNA 의염기배열순서 ( 염기서열 ) 에서하나의아미노산을지정하는연속된 3 개의염기이다. 02 RNA의 A, U, C, G는 DNA에서각각 T, A, G, C 로대응된다. 따라서 RNA의염기배열순서가 GGCUGGAAAUCACGC이므로이 RNA를전사한 DNA의염기배열순서는 CCGACCTTTAGTG CG이다. 03 ㄱ. 단백질이 4 개의아미노산으로이루어져있으므로, RNA 에는 4 개의코돈이있다. ㄴ. 대장균도생명체이므로대장균에서는단백질이합성되는번역 ( 나 ) 이일어난다. ㄷ. DNA를이루는이중가닥중전사 ( 가 ) 는한가닥에서일어나 RNA가만들어진다. 04 ㄴ. DNA의아데닌 (A) 에대응하는 RNA의염기는유라실 (U) 이다. ㄱ. ᄀ은 RNA이며, RNA의단위체는뉴클레오타이드이다. ㄷ. DNA에서하나의아미노산을지정하는유전부호는 3 염기조합이며, 3 개의염기로구성된다. 05 ㄴ. ( 나 ) 는 DNA 이므로, 4 종류의염기배열순서로단백질을구성하는아미노산의배열순서에관한유전정 보가저장되어있다. ㄷ. ( 다 ) 는단백질이며, 단백질은탄소화합물이므로탄소 (C) 를포함한다. ㄱ. ( 가 ) 는 RNA이며, 번역에의해 RNA( 가 ) 의유전정보에따라단백질 ( 다 ) 이합성된다. 36 바른답 알찬풀이

37 06 동물세포에서단백질합성이일어나는장소는리보솜이다. 07 ( 가 ) 는 DNA, ( 나 ) 는 RNA 이다. ㄷ. ( 나 ) 는 ( 가 ) 의 Ⅰ 로부터전사된것이며, ( 가 ) 의 Ⅰ 은 5 개의뉴클레오타이드를가진다. 따라서 ( 나 ) 에포함된 뉴클레오타이드는 5 개이다. ㄱ. ( 가 ) 에서 Ⅰ 의염기배열순서는 ACTAG 이므로 전사된 RNA 의염기배열순서는 UGAUC 이다. 따라서ᄀ과 ᄂ에들어갈염기는모두유라실 (U) 이다. ㄴ. ( 나 ) 의염기배열순서는 ( 가 ) 의 Ⅰ 과상보적이다. 따라서 ( 나 ) 는 ( 가 ) 의 Ⅰ 로부터전사되었다. 08 ㄷ. ᄀ은 DNA 중전사에이용되는가닥, ᄂ은 RNA 이다. 단백질ᄃ의정보를담고있는ᄀ은 9 개의염기 로이루어져있으므로 3 염기조합은 3 개이다. 3 염기 조합은하나의아미노산을지정하므로단백질ᄃ은 3 개의아미노산으로이루어져있다. ㄱ. ᄀ은 DNA, ᄂ은 RNA 이다. ㄴ. ᄀ의 C 는ᄂ의 G 로전사되고, ᄀ의 G 는ᄂ의 C 로전사된 다. 따라서ᄀ에서 C 는 3 개, G 는 1 개이며, ᄂ에서 C 는 1 개, G 는 3 개이다. 따라서ᄀ의염기 C G 의값과ᄂ의염기 C G 의 값은다르다. 09 예시답안유전자 1 로부터 RNA 가만들어지는전사가일어나고, 전사를통해만들어진 RNA 가리보솜과결합 하면 RNA의코돈에따라아미노산이순서대로결합하는번역이일어나단백질이합성된다. 리보솜, 전사, 번역, 코돈을모두포함하여유전자의유전정보에따라단백질이합성되기까지의과정을옳게설명한경우 유전자의유전정보에따라단백질이합성되기까지의과정을리보솜, 전사, 번역, 코돈중일부만포함하여설명한경우 10 예시답안단백질의합성에관한정보를저장하고있는유전자 (DNA) 에돌연변이가일어나정상적인단백질이합성되지않기때문이다. 50 페닐케톤뇨증과낫모양적혈구빈혈증이나타나는원인을 DNA 와단백질의관계, 돌연변이와연관지어옳게설명한경우 페닐케톤뇨증과낫모양적혈구빈혈증이나타나는원인을 DNA 와단백질의관계, 돌연변이중한가지만연관지어설명한경우 ~122 쪽대단원마무리문제 ㄱ, ㄴ, ㄷ (1) X가있을때의활성화에너지 (2) 해설참조 11 (1) ᄀ CCT ᄂ AAG (2) 해설참조 01 생명체는외부환경요소와상호작용하면서생명활동을유지하는시스템을구성한다. 2 조직인 B는세포가모인것이다. 1 A를구성하는기본단위는세포이다. 3 잎은기관에해당한다. 4 조직이모여기관을형성한다. 5 잎을구성하는생명시스템의기본단위는세포이다. 02 ㄱ, ㄴ. A는엽록체, B는핵, C는미토콘드리아이다. A~C는모두인지질과단백질로이루어진막이있다. ㄷ. 미토콘드리아 (C) 는식물세포와동물세포에서모두관찰된다. 03 ㄴ. 인지질의머리부분은친수성, 꼬리부분은소수성이다. ㄱ, ㄷ. 세포막은주로인지질과단백질로구성되고, 인지질은 2중층을형성하고있다. 04 ㄱ. 용질의농도가높은설탕용액에양파세포를넣으면삼투에의해세포안에서밖으로물이이동하여세포안의물이감소하므로세포안용질의농도는높아진다. ㄴ. 삼투에의해물분자가용질의농도가낮은곳 ( 세포안 ) 에서높은곳 ( 세포밖 ) 으로이동한다. ㄷ. 세포밖으로빠져나가는물의양이많아세포막이세포벽에서분리된다 물질대사는물질을분해하는이화작용과물질을합성하는동화작용으로구분한다. 1 물질대사는단계적으로일어나므로에너지가단계적으로방출된다. 2, 4 물질대사는생명체내에서일어나는화학반응이며, 효소가관여한다. 5 물질대사는효소에의한반응이므로체온범위의낮은온도에서일어난다. 06 ㄱ. ( 가 ) 에서 A는반응물, B는효소, C는생성물이다. ( 나 ) 에서시간이지날수록ᄀ의농도가증가하므로ᄀ은생성물이다. 반응물의양은시간이지날수록감소한다. ㄴ. A는효소 (B) 와결합하므로반응물이다. ㄷ. 효소 (B) 는반응전과후에구조가변하지않는다. 바른답 알찬풀이 37

38 07 ㄴ. 전사란 DNA 로부터 RNA 가만들어지는과정이다. ㄱ, ㄷ. RNA 의정보에따라단백질이합성되는과 정은번역이다. RNA 가리보솜과결합하면 RNA 의코돈에 따라단백질이합성된다. 08 ㄱ. 3 염기조합은 3 개의염기로이루어져있으므로, 제시된 DNA 가닥에는 3 염기조합이최대 6 개있다. ㄴ. 제시된 DNA 가닥에는 3 염기조합이최대 6 개있으므 로, 최대 6 개의아미노산을지정하는유전정보가있다. ㄷ. DNA 의 A, T, G, C 는각각 RNA 의 U, A, C, G 로전사된다. 따라서전사되는 RNA 의염기배열순 서는 AUGUGGUAUAAAGAUUCA 이다. 09 ㄷ. ( 가 ) 는 DNA, ( 나 ) 는 RNA, ( 다 ) 는단백질이다. ㄱ. ( 가 ) 는 DNA 이며, 이중가닥중한가닥만의정 보가 RNA( 나 ) 로전달된다. ㄴ. RNA( 나 ) 에는타이민 (T) 대신유라실 (U) 이존재한다. 10 (1) EÁ 은효소 X 가있을때반응이일어나는데필요한최소한의에너지인활성화에너지이다. (2) 예시답안 A 는생성물, B 는반응물이다. ( 가 ) 에서반 응이진행되면서에너지가흡수되었으므로이반응은 물질을합성하는동화작용이기때문이다. A 와 B 를옳게쓰고, 그렇게판단한까닭을옳게설명한경우 A 와 B 만옳게쓴경우 (1) ᄀ에서? 에해당하는염기는 CCT 이고, ᄂ에서? 에해당하는염기는 AAG 이다. (2) 예시답안 5 개, ᄂ에연속된 3 개의염기로이루어진 코돈이최대 5 개있기때문이다. 아미노산의개수를쓰고, 까닭을옳게설명한경우 아미노산의개수만옳게쓴경우 30 VI. 화학변화 핵심개념 지구와생명의화학반응 산화환원반응 01 연소 02 산소 03 환원 04 Cu 05 환원 06 산화 124~126 쪽 01 산소가다른물질과반응하여빛과열을내는반응을연소라고한다. 02 광합성과철의제련반응은산소를잃는반응, 연소는산소를얻는반응이다. 03 철광석은철산화물의형태로존재한다. 따라서제련과정을통해철산화물에서순수한철이되기때문에철광 석은철로환원된다. 04 마그네슘은전자를잃고마그네슘이온으로산화되고, 이전자를수용액속구리이온이받아구리로환원되는 반응이일어난다. 따라서마그네슘판에생긴붉은색결 정은구리이다. 05 광합성이일어날때이산화탄소의탄소원자는포도당으로환원된다. 06 철이녹슬때철은산소를얻어산화된다. 127 쪽기본확인문제 산소 ( 가 ) 산화 ( 나 ) 환원 05 ᄀ환원ᄂ산화 산소는다른물질과쉽게반응하여산화물을생성한다. 02 철의제련은산화철에서산소를분리하여순수한철을얻는과정으로환원반응이다. 03 CuO 는산소를잃어환원되었고, C 는산소를얻어산화되었다. 04 ( 가 ) 에서 Cu 는전자를잃고 CuÛ`± 으로산화되었다. ( 나 ) 에서 CuÛ`± 은전자를얻고 Cu 로환원되었다. 05 식물은엽록체에서빛에너지를이용하여이산화탄소와물로포도당과산소를만든다. 이때이산화탄소는환원 되어포도당이되고, 물은산화되어산소가된다. 38 바른답 알찬풀이

39 06 철이녹스는현상을포함한모든금속의부식은산소와결합하는산화반응이다. 1~4 철의부식은철이공기중의산소와물에의 해전자를잃고산화되는반응으로느린반응에속한다. 07 생선회에레몬즙을뿌리면레몬의시트르산이비린내성분을중화시켜비린내가사라진다. 중화반응은산소 나전자를얻거나잃는반응이아니므로산화환원반응 이아니다. 08 빠른산화환원반응은짧은시간안에변화를관찰할수있다. 1, 2, 3, 5 는모두느린산화환원반응에속한다. 실전응용문제 128~131 쪽 ( 가 ) Fe ( 나 ) CO ( 다 ) Al 해설참조 17 해설참조 18 해설참조 19 해설참조 20 해설참조 01 광합성의생성물은산소와포도당이고, 연소는공기중산소와반응하여산화물을생성하는것이므로공통으로 들어갈물질은산소이다. 02 어떤물질이산소를잃거나, 전자를얻으면환원되었다고한다. 03 산화반응은산소를얻는반응이다. ( 가 ) 메테인의연소반응에서메테인이이산화탄소로산화되었고, 산소는 물로환원되었다. ( 나 ) 철의제련반응에서일산화탄소 가이산화탄소로산화되었고, 산화철이철로환원되 었다. 04 [ 과정 2] 에서일산화탄소 (CO) 는산소를얻어이산화탄소 (COª) 가되므로산화된다. 4 [ 과정 1] 에서탄소가불완전연소하면서일산화 탄소 (CO) 가생성된다. 완전연소하였을때는이산화탄소 (COª) 가생성된다. 05 ㄱ. 산화환원반응은항상동시에일어나므로 ( 가 ) 는환원반응이면서동시에산화반응이다. ㄴ. ( 나 ) 는광합성의역반응이므로호흡이다. ㄷ. 광합성을통해생성되는ᄀ은산소이다. 산소는연 소반응시반응물로쓰인다. 06 ( 가 ) 2Cu + Oª 12Ú 2CuO, ( 나 ) 2CuO + C 12Ú 2Cu + COª ( 가 ) 에서붉은색의구리 (Cu) 가산소를얻어산화되어 검은색의산화구리 (Ⅱ)(CuO) 가생성된다. ( 나 ) 에서산 화구리 (Ⅱ)(CuO) 가산소를잃고구리 (Cu) 로환원되고, 탄소 (C) 는산소를얻어이산화탄소 (COª) 로산화된다. 07 이반응에서드라이아이스 (COª) 는산소를잃고환원되어탄소 (C) 가된다. ㄴ. 연소는산소와반응하는것이다. 이반응은마그 네슘이이산화탄소와반응하고있으므로연소반응이아니다. 08 구리이온이환원되어 ( 나 ) 의마그네슘판에결정을형성하므로 ( 나 ) 의마그네슘판의질량은 ( 가 ) 의마그네슘 판보다증가한다. 1, 2 마그네슘판이황산구리 (Ⅱ) 수용액과반응하 면마그네슘은전자를잃고마그네슘이온 (MgÛ`±) 으로산화되 고수용액에있는구리이온 (CuÛ`±) 은전자를얻어구리로환원 된다. 5 ( 가 ) 수용액의구리이온이환원되므로수용액의색은 ( 가 ) 가 ( 나 ) 보다진하다. 09 구리는전자를잃어산화되고, 은이온은전자를얻어환원된다. ㄴ. 수용액이푸른색을띠는까닭은구리이온 (CuÛ`±) 때문이다. 따라서반응이진행될수록수용액속에구리이온의수가증가하므로용액의색은점점진해진다. ㄷ. 산화환원반응은동시에일어나므로산화반응으로잃는전자수와같은수만큼환원반응으로전자를얻는다. 10 화학반응에서산소를얻거나전자를잃은물질은산화, 산소를잃거나전자를얻은물질은환원된것이다. 11 속이쓰릴때제산제를복용하는것은중화반응의예이다. 12 광합성과호흡은모두산화환원반응으로역반응관계이다. q11124 산화 12141E 빛에너지 6COª + 6HªO 112Ú C HÁªO + 6Oª z11123 환원 12311C q1112 산화 1112E C HÁªO + 6Oª 112Ú 6COª + 6HªO + 에너지 z1141 환원 12411C 13 철못 (Fe) 은반응후에철이온 (FeÛ`±) 으로되어물에녹기때문에녹슨철의질량은감소한다. 바른답 알찬풀이 39

40 14 제시된예는모두산화환원반응이다. 15 화석연료의연소는빠른산화환원반응이다. 환원반응의예이다. 철이녹스는현상이나, 음식물의부패는느린산화 16 예시답안 (1) CuO + Hª 12Ú Cu + HªO (2) 산화구리 (Ⅱ)(CuO) 가산소를잃고구리 (C) 로환원 되면서붉게변한다. (1) 을옳게쓰고, (2) 를옳게설명한경우 (1) 과 (2) 중한가지만옳은경우 NO( 일산화질소 ), NO 는산소를얻고산화되어 NOª 가되기때문이다. 과정 ( 가 ) 에서산화되는물질과그까닭을옳게설명한경우 과정 ( 가 ) 에서산화되는물질만옳게쓴경우 예시답안철가루가음식물보다먼저산화되어산소를제거하므로음식물이산화되는것을막아준다. 철가루가음식물보다먼저산화되어산소를제거한다고설명한경우 철가루가산화된다고만설명한경우 예시답안 (1) 철과금을각각황산구리 (Ⅱ) 수용액에넣었을때철은전자를잃고산화되었지만, 금은산화되지않았다. 따라서금보다철이더산화가잘된다. (2) 금은잘산화되지않으므로원소상태로유지되기때문이다. (1) 을옳게쓰고, (2) 를옳게설명한경우 (1) 과 (2) 중한가지만옳은경우 예시답안 (1) ( 가 ) 는물과산소에모두노출된상태, ( 나 ) 는물에만노출된상태, ( 다 ) 는산소에만노출된상태, ( 라 ) 는물과산소가모두차단된상태이다. ( 가 ) 에서생성된녹의양이가장많고 ( 라 ) 에서가장적기때문에부식에영향을주는요인은물과산소이다. (2) 물과산소의접촉을차단하기위해철에기름칠또는페인트칠을한다. (1) 과 (2) 를모두옳게설명한경우 (1) 과 (2) 중한가지만옳게설명한경우 핵심개념 산과염기 132~134 쪽 01 수소기체 02 붉은색 03 H±, OHÑ 04 Mg(OH)ª 12Ú MgÛ`± + 2OHÑ 05 지시약 06 노란색, 초록색, 파란색 01 산은금속마그네슘과반응하면수소기체를발생한다. 02 수산화나트륨은염기이므로페놀프탈레인용액을떨어뜨리면붉은색으로변한다. 03 산은물에녹아수소이온 (H±) 을내놓고, 염기는물에녹아수산화이온 (OHÑ) 을내놓는다. 04 수산화마그네슘 (Mg(OH)ª) 은물에녹아마그네슘이온 (MgÛ`±) 과수산화이온 (OHÑ) 으로나뉜다. 05 지시약은산에들어있는수소이온 (H±) 이나염기에들어있는수산화이온 (OHÑ) 과반응하여색깔이변하는물질이다. 06 BTB 용액은산성에서노란색, 중성에서초록색, 염기성에서파란색을나타낸다. 135 쪽기본확인문제 산 : ㄱ, ㄷ, ㄹ 염기 : ㄴ, ㅁ, ㅂ 04 H± 05 해설참조 ( 가 ) 산성 ( 나 ) 염기성 ( 다 ) 중성 01 산은물속에서수소이온 (H±) 과음이온으로이온화되기때문에수용액에서전기전도성이있다. 02 제시된성질은염기의공통적인성질이다. 2~4 는산이다. 03 식초, 탄산음료, 레몬즙은산이고, 비눗물, 소다용액, 하수구세정제는염기이다. 04 산이물에녹아이온화하면공통적으로수소이온 (H±) 을내놓는다. 05 (1) Cl Cl Cl H± Cl H± Cl H± H± H± 묽은염산 (2) OH Na± OH Na± Na± OH Na± OH OH Na± 수산화나트륨수용액 40 바른답 알찬풀이

41 06 염기가공통적인성질을나타내는까닭은수산화이온 (OHÑ) 때문이다. 또한염기마다성질이다른까닭은양 이온의종류가서로다르기때문이다. 07 용액의액성에따른지시약의색변화는다음과같다. 수용액산성중성염기성 BTB 용액노란색초록색파란색 메틸오렌지용액빨간색노란색노란색 페놀프탈레인용액무색무색붉은색 실전응용문제 136~139 쪽 해설참조 19 해설참조 20 해설참조 21 해설참조 22 해설참조 01 염산은강한산이기때문에물에녹았을때대부분수소이온 (H±) 과염화이온 (ClÑ) 으로이온화된다. 킨다. 4 산수용액은푸른색리트머스종이를붉게변화시 02 염기는물에녹아양이온과수산화이온으로이온화되므로전류가흐른다. 1 4 는모두산의공통적인성질이다. 03 제시된예는염기가단백질을녹이는성질을가지고있기때문에나타나는현상이다. 양모섬유나견섬유는 단백질섬유이기때문에염기인비누로세탁하면옷감 이상한다. 04 산성물질인레몬과연결된발광다이오드에불이들어오는것은산성물질이물에녹으면이온화되어용액속 에이온이존재하므로전류가흐르기때문이다. 05 염기는단백질을녹이는성질이있어세제나비누로사용된다. 생선의비린내역시트라이에틸아민이라는염 기성물질때문에발생한다. 암모니아 (NH ) 는물에녹 아암모니아수 (NH OH) 가되므로염기성을나타낸다. 아세트산 (CH COOH) 은산이다. 06 ㄱ. 산은금속과반응하여수소기체를발생한다. ㄴ. 페놀프탈레인용액은산수용액에서는무색이지만 염기수용액에서는붉은색이다. ㄷ. 산, 염기모두수용액상태에서전류가흐른다. 07 ( 가 ) 는산, ( 나 ) 는염기이다. ㄴ. ( 나 ) 는모두염기이므로물에녹아이온화하여공 통적인음이온 (OHÑ) 을내놓는다. 08 수산화마그네슘 (Mg(OH)ª) 은마그네슘이온과수산화이온이 1 : 2 로결합한물질이므로다음과같이이온화 한다. Mg(OH)ª 12Ú MgÛ`± + 2OHÑ 09 세가지물질은이온화되었을때수소이온 (H±) 이있기때문에모두산성이다. ㄱ. 산성물질은신맛이난다. ㄴ. 염기성의경우단백질을녹이는성질이있어손에묻으면미끈거린다. 10 고무풍선이부풀어오르는까닭은마그네슘조각이 A, B 수용액과반응하여기체가발생하기때문이다. 산은금속과반응하여수소기체를발생하므로 A와 B는모두산이다. 이때 A 풍선의크기가더큰것은 A 수용액에더많은수소이온이있기때문이므로전류를흘려주면이온이더많이존재하는 A 수용액에서전류가더많이흐른다. ㄴ. 고무풍선이부풀어오르는까닭은산수용액과마그네슘이반응하여수소기체가발생하기때문이다. 11 푸른색리트머스종이가붉게변한것으로보아물질 X 는산이다. 따라서물질 X가물에녹으면이온화하여수소이온을내놓는다. 푸른색리트머스종이를붉게변화시키는것은양이온인수소이온때문이며, 붉게변한부분이왼쪽으로이동하므로 A는 (-) 극, B는 (+) 극이다. 12 식초는산성, 소금물은중성, 석회수는염기성을나타낸다. 따라서ᄀ ~ ᄅ은각각붉은색, 노란색, 붉은색, 노란색이다. 13 산수용액은같은지시약에동일한색변화를나타낸다. 그까닭은산성용액에공통적으로포함되어있는수소이온 (H±) 때문이다. 14 BTB 용액은염기성용액에서파란색으로변한다. 1, 5는중성용액, 2, 4는산성용액이다. 15 탄산음료의톡쏘는맛은탄산음료안에녹아있는탄산 (HªCO ) 때문이다. 탄산은물에녹아수소이온 (H±) 과탄산이온 (CO Û`Ñ) 으로이온화된다. 산에서메틸오렌지용액은빨간색, 페톨프탈레인용액은무색을나타낸다. 16 지시약은산과염기를구별하기위해사용하는것이므로최소한산성과염기성에서나타내는색이달라야한다. 바른답 알찬풀이 41

42 17 페놀프탈레인용액을붉게변화시키는물질은염기성물질이다. 따라서염기성물질인비눗물과암모니아수를 용액으로사용할수있다. 18 예시답안산, 김치는익어가면서산 ( 젖산 ) 이생겨신맛이난다. 산의수소이온이알루미늄과반응하면수소기체 가발생하기때문에알루미늄포일에구멍이생긴다. 산을고르고, 그까닭을논리적으로설명한경우 산을골랐지만, 그까닭을설명하지못한경우 예시답안염기는단백질을녹이는성질이있다. 따라서음식물의찌꺼기나머리카락이염기에의해녹으므로막힌 배수관을뚫을수있다. 막힌배수관이뚫렸을때염기를이용하는까닭을논리적으로설명한경우 염기가단백질을녹이는성질을가지고있다고만설명한경우 20 예시답안염화수소와아세트산이물에녹으면이온화되어공통적으로수소이온 (H±) 을내놓기때문이다. 따라서염산과아세트산수용액속에는 H± 이들어있어공통적인성질을갖는다. 50 물에녹아이온화하여수소이온 (H±) 을내놓기때문이라고설명한경우 수소이온 (H±) 때문이라고만설명한경우 예시답안 (1) 수산화이온 (OHÑ) (2) 실주변의푸른색은 (+) 극쪽으로이동한다. 그까 닭은붉은색리트머스종이의색깔을푸르게변화시키는것은수산화이온 (OHÑ) 이고, 음이온인수산화이온은정전기적인력에의해 (+) 극쪽으로이동하기때문이다. (1) 을옳게쓰고, (2) 를옳게설명한경우 (1) 과 (2) 중하나만옳은경우 예시답안질산, 질산은산성, 암모니아수와수산화칼륨수용액은염기성이다. 붉은양배추지시약은산성에서붉은색을나타낸다. 질산을고르고, 그까닭을옳게설명한경우 질산은맞게골랐으나, 그까닭을설명하지못한경우 핵심개념 중화반응 01 중화반응 02 (1) > (2) = (3) < 03 온도가높아진다. 04 염기성 140~141 쪽 01 중화반응은산의 H± 과염기의 OHÑ 이반응하여물 (HªO) 을생성하는반응이다. 02 중성일때는산의수소이온 (H±) 의수와염기의수산화이온 (OHÑ) 의수가같다. 03 중화반응이일어날때열이발생하므로반응이진행되면서혼합용액의온도는높아진다. 04 위산 ( 산성 ) 을제산제 ( 염기성 ) 로중화시킨다. 142 쪽기본확인문제 01 HªO 02 해설참조 03 (1) ( 가 ) 염기성, ( 나 ) 염기성, ( 다 ) 중성, ( 라 ) 산성 (2) ( 다 ) 04 중성, 초록색 05 B 산의 H± 과염기의 OHÑ 이반응하여물 (HªO) 이생성된다. 02 H O SO Na± Na± H O 03 (1) ( 가 ) 와 ( 나 ) 는수산화이온이존재하므로염기성, ( 다 ) 는수소이온이나수산화이온이존재하지않고물이존재하므로중성, ( 라 ) 는수소이온이존재하므로산성이다. (2) 혼합용액의온도는중화가완전히일어나중성인 ( 다 ) 용액에서가장높다. 04 농도가같은묽은염산과수산화나트륨수용액은 1 : 1 의부피비로반응하여중성용액이된다. BTB 용액은 중성에서초록색을나타낸다. 05 산의 H± 과염기의 OHÑ 이반응할때중화열이발생하므로온도가가장높은 B 에서중화가완전히일어난다. 06 1, 2, 4, 5 는모두중화반응의예이다. 철이녹스는현상은산화환원반응이다. 42 바른답 알찬풀이