2010 학년도대수능 9 월모의평가과학탐구영역 ( 화학 Ⅱ) 정답및해설 < 정답 > 1. 2 2. 3 3. 3 4. 2 5. 5 6. 3 7. 5 8. 4 9. 1 10. 1 11. 1 12. 4 13. 4 14. 2 15. 2 16. 1 17. 5 18. 4 19. 2 20. 4 < 해설 > 1. ㄱ. 물의온도가높아지면부피가증가하지만, 물의질량은변하지않는다. 따라서 ( 가 ) 와 ( 다 ) 에서물의질량은 50g으로같으므로물의분자수는 ( 가 ) 와 ( 다 ) 에서같다. ㄴ. 물의질량은 ( 나 )=( 라 ) 이지만, 물의온도는 ( 나 )<( 라 ) 이므로물의부피는 ( 나 )< ( 라 ) 이다. ㄷ. 물 1몰의질량은온도에관계없이모두 18g이므로 ( 가 ) 와 ( 라 ) 에서물 1몰의질량은같다. 2. ㄱ. 과산화수소 (H 2 O 2 ) 에서 O의산화수는 -1이고, H 2 O에서 O의산화수는 -2이며, O 2 에서 O의산화수는 0이다. 따라서과산화수소의분해반응은산화환원반응에해당한다. ㄴ. 마그네슘 (Mg) 은 MgO로되므로산화되고, 이산화탄소 (CO 2 ) 는산소를잃고 C로되므로환원된다. 따라서마그네슘과드라이아이스의반응은산화환원반응에해당한다. ㄷ. 수산화리튬이탄산리튬으로될때, 리튬의산화수는 +1로일정하고, 탄소의산화수도 +4로일정하다. 또한, H와 O의산화수도 -2와 +1로변하지않으므로산화환원이아니다. 3. 7N의바닥상태의전자배치는 1s 2 2s 2 2p 3 로세개의 2p오비탈에각각전자가 1개씩채워져있다. 따라서바닥상태의전자배치는ㄷ이다. ㄱ은 2s 오비탈에전자가 3개채워져있으므로파울리의배타원리에어긋난다. ㄴ은에너지가낮은 2s 오비탈에전자가덜채워져있으므로들뜬상태이고, ㄹ은에너지가낮은 2p 오비탈에덜채워진상태에서에너지가높은 3s 오비탈에전자가채워져있으므로들뜬상태이다. 4. ㄱ. 기체의평균분자운동에너지는온도에만관계있으므로 He 과 Ne 의평균분 자운동에너지는모두같다.
ㄴ. 콕 a 만열어두면 He 의부피는 1L 에서 4L 로 4 배증가하므로압력은 1 기압에서 기압으로감소한다. ㄷ. 콕을모두열어두면기체의부피는 5L 로증가하므로각기체의부분압력은다 음과같다. He= =0.2 기압, Ne= =0.4 기압, Ar= 따라서콕을모두열어두면혼합기체의압력은 3.0 기압이된다. =2.4 기압 5. ㄱ. 중심원자인 C는공유전자쌍만 4쌍이므로결합각 α는 109.5 이고, 중심원자인 N는공유전자쌍 3쌍과비공유전자쌍 1쌍을가지므로결합각 β는 109.5 보다작다. 따라서결합각 α는 β보다크다. ㄴ. O에비공유전자쌍이 2쌍이고, N에비공유전자쌍이 1쌍이므로비공유전자쌍은총 3개이다. ㄷ. 메톡시아민은분자내에 N-H를가지므로다른메톡시아민과만나 N-H N 또는 N-H O의수소결합을이룬다. 6. ㄱ. A는셋째이온화에너지가둘째이온화에너지에비해휠씬크므로 A의원자가전자수는 2개이다. 따라서이온화합물을만들때 A는전자 2개를잃고 A 2+ 으로존재한다. ㄴ. B는원자가전자수가 7개이므로화합물에서가장안정된이온은 B - 이다. 따라서 A 2+ 와 B - 가만나면 AB 2 의이온결합물질이만들어진다. ㄷ. B가전자 1개를받으면최외각전자껍질의전자수가 8개가되므로비활성기체와같은전자배치를갖게된다. 7. ㄱ. 결합길이는양이온과음이온의반지름합이므로 A - 의이온반지름은 Cl - 의이온반지름보다작다. A는 Cl과같은할로겐원소이므로이온반지름이작은 A - 가 Cl - 보다원자량이작다. 따라서 NaA의화학식량은 NaCl보다작다. ㄴ. BCl의결합길이가 NaCl보다크므로 B + 의이온반지름은 Na + 의이온반지름보다크다. 이온전하가같을때결합길이가작을수록이온결합력이커지므로 NaA의녹는점은 BCl보다높다. ㄷ. 화합물 BA에서 B + 는알칼리금속이온이고, A - 는할로겐원소이온이므로모두물에잘녹는다. 따라서화합물 BA는물에잘녹는다. 8. ㄱ. A의분자량이 B보다작음에도 A의끓는점이 B보다훨씬높으므로 A는 B보다극성이크다. 따라서쌍극자모멘트는 A가 B보다크다. ㄴ. 분자사이이인력이클수록끓는점이높으므로 B의분자사이의인력은 C보다크다.
ㄷ. C 와 D 는모두무극성분자이므로분자사이에작용하는힘은분산력뿐이다. 분산력이클수록끓는점이높으므로분산력은 D 가 C 보다크다. 9. ( 가 ) K 2 Cr 2 O 7 에서 Cr 의산화수를 라하면다음과같은관계가성립한다. (+1) 2 (-2) 7 = 0 = +6 ( 나 ) 25 에서 [H+] 가 0.001M 이면 ph=3, poh=11 이므로 = 이다. ( 다 ) CuSO 4 수용액의전기분해에서전자 4 몰 (4F) 에의해석출되는구리의몰 수는 2 몰이다. Cu 2+ + 2e - 4F Cu 2 몰 따라서 ( 가 )~( 다 ) 의크기는 ( 가 )>( 나 )>( 다 ) 순이다. 10. ㄱ. CO 2 의용해도를높이려면 CO 2 의압력은높이면된다. 수용액에드라이아이스를넣으면 CO 2 의압력이증가하므로 CO 2 의용해도가증가한다. ㄴ. 헬륨 (He) 을넣어전체압력을 2기압으로만들어도 CO 2 의부분압력은 1기압으로일정하므로 CO 2 의용해도가증가하지않는다. ㄷ. 마개를열어두면 CO 2 포화수용액에녹아있던 CO 2 가빠져나오므로 CO 2 의용해도가감소한다. 11. He 1L의밀도와 CH 4 1L의밀도가같으므로 He과 CH 4 의질량은같다. 분자량의비는 He : CH 4 = 1 : 4이므로분자수의비는 He : CH 4 = 4 : 1이다. 따라서 He의압력은 CH 4 의 4배이므로두고정장치를풀면 He과 CH 4 의압력은 1기압으로같아지므로 He의부피는 4L로증가하고, CH 4 의부피는그대로 1L이다. 따라서 의부피 의부피 =4이고, 의질량 의질량 =1 이며, 의압력 의압력 =1 이므로물리 량의비는 ( 가 ) > ( 나 ) = ( 다 ) 순이다. 12. HA는수용액에서 4개당 1개가이온화하므로 HA의이온화도는 0.25이다. ㄴ. HA 수용액과 BOH 수용액을혼합하면 HA와 BOH가모두중화반응하므로의수가감소한다. ㄷ. 두수용액을같은부피로혼합하면 HA와 BOH가모두반응하지만, A - 가가수분해하여 OH - 을내놓으므로혼합용액의 ph는 7보다크가. 13. ㄱ. H 3 O + 의생성반응에서 H + 는 H 2 O와결합하여안정화되므로발열반응이다. ㄴ. H 2 O은 H + 를받아들이므로염기로작용한다. ㄷ. H 3 O + 는중심원자인 O에공유전자쌍이 3개이고, 비공유전자쌍이 1개이므로이온의모양은삼각뿔형이다. 따라서네원자는동일평면에존재하지않는다.
14. ㄱ. 끓는점오름은용액의몰랄농도에비례하고, A 수용액의끓는점오름은 B 수용액의 2배이므로 A 수용액의몰랄농도는 B 수용액의 2배이다. 따라서 B의분자량은 A의분자량의 2배이다. ㄴ. 수용액의끓는점오름은증기압력내림에비례하여증가하고, P와 Q에서끓는점이같으므로 P와 Q에서증기압은같다. ㄷ. A 수용액과 B 수용액은물 95g에용질 5g을녹인용액으로모두 5% 수용액이다. A 수용액의몰랄농도가 B 수용액보다크므로 25 에서 5% 수용액의증기압은 A 수용액이 B 수용액보다작다. 15. 이반응의평형상수식은 K= 대입하면다음과같다. Ⅰ : K= =0.5 a=1 이다. 각경우에서 A, B, C 의농도를 Ⅱ : K= =2 c-b=1 Ⅲ : K= =3 c-a=1 따라서 a=1 이고, c=2 이며, b=1 이므로 a+b+c=4 이다. 16. 20% 수용액 120g 에는용질 24g 과물 96g 이들어있으므로용질의몰수는 0.24 몰이다. 따라서 ( 가 ) 수용액의몰랄농도는 =0.25m 이다. ( 나 ) 의 2m 수 용액 120g 에는용질 20g 과물 100g 이들어있다. ( 가 ) 수용액의몰랄농도가 ( 나 ) 수용액보다크므로 ( 가 ) 수용액의증기압력은 ( 나 ) 수용액보다작다. 따라서밀폐 된수용액에서 ( 가 ) 와 ( 나 ) 의수용액을넣어두면몰랄농도가같아지므로 ( 가 ) 수용 액에들어있는물의양은 ( 나 ) 수용액에들어있는물의양보다많아진다. 17. ㄱ. 메탄올과에탄올의연소반응식은다음과같다. 따라서 1몰을완전연소시키기위해필요한산소의양은에탄올이 3몰, 메탄올이 1.5몰이다. ㄴ. 1g을완전연소시켰을때발생하는열량은메탄올이 22.7kJ이고, 디메틸에테르가 31.7kJ이다. ㄷ. 생성열은가장안정된홑원소물질로부터화합물이생성될때반응열이다. 에탄올과디메틸에테르의가장안정된홑원소물질이같으므로에탄올과디메틸에테르의자료만으로디메틸에테르의생성열을구할수있다.
18. ㄱ, ㄷ. ( 가 ) 에서반응속도는 X의농도에비례하고, ( 가 ) 에서반응속도는 Y의농도제곱에비례한다. 따라서반응속도식은 =k[x][y] 2 이므로 X와 Y의농도를모두 2배로하면반응속도는 8배로증가한다. ( 가 ) 에서초기농도가 X=0.1M, Y=αM 일때 2=k[0.1][α] 2 이고, ( 나 ) 에서초기농도가 X=αM, Y=0.1M 일때 2=k[α][0.1] 2 이므로 α=0.1m이다. ㄴ. ( 가 ) 에서초기농도를 X=0.1M, Y=0.1M로대입하면 2=k[0.1][0.1] 2 이므로반응속도상수는 2 10 3 M -2 s -1 이다. 19. HF 의핵간거리는 H 2 보다길고, F 2 보다짧다. H 와 F 의전기음성도의차이가 크므로 H-F 결합에너지는 H 2 보다크다. 따라서 HF(g) 의생성열은 P 2 의위치에 존재할것이다. 20. ㄱ, ㄷ. 온도가높을수록반응속도가빠르므로 T 1 은 T 2 보다높은온도이다. 온도가낮을수록 A 의농도가더많이감소하여평형이정반응쪽으로이동하므로 정반응은발열반응이다. ㄴ. T 1 에서 20 분이지났을때평형상수가 1 이면 k 1 =k 2 이다. 그러나 T 1 에서평형 상수는 1 보다작으므로 K= k 1 < k 2 이다. = ㄷ. T 2 에서는평형상수가 1 보다크므로 k 1 > k 2 이다. <1 이다. 따라서 T 1 에서 20 분이지났을때