2010학년도대수능 6 월모의평가과학탐구영역 ( 화학Ⅰ) 정답및해설 < 정답> 1. 2 2. 2 3. 3 4. 3 5. 5 6. 4 7. 5 8. 1 9. 4 10. 1 11. 3 12. 4 13. 2 14. 2 15. 1 16. 3 17. 4 18. 5 19. 3 20. 4 < 해설> 1. 청동상은구리와주석의합금인청동으로만들고, 동전과관악기는구리와아연의합금인 황동으로만든다. 그러므로각물체에공통적으로포함된주요성분금속은구리(Cu) 이다. 2. ㄱ. 1 차침전지에서는밀도차이를이용하여부유성물질을가라앉힌다. 따라서, 1차침전지 에서는부유성물질은제거되지만유기물이분해되지는않는다. ㄴ. 포기조에서는산소를공급해주어호기성미생물을이용하여유기물을분해한다. ㄷ. 염소소독실에서는넣어준염소에의해생성된하이포아염소산(HOCl) 이미생물을살균하 하는화학적처리가일어난다. 3. ㄱ. 얼음을 t 동안가열할때얼음은 40 가변하고, 물은 5t 동안가열할때 100 가변한 다. 단위시간당일정한열량으로가열하므로가열시간이같을때공급된열량은같다. 따라 서같은열량으로가열할때온도변화가얼음이물의 2배이므로비열은물이얼음의 2 배이다. ㄴ. 물을 5t 동안가열할때물의온도가 100 가변하므로 6t에서물의온도는 20 가된다. ㄷ. A는 0 의얼음이고, B는 0 의물이다. 얼음이물이될때한분자당수소결합수는감 소하므로수소결합수는 A에서가 B 에서보다많다. 4. ㄱ. A 는질소(N2) 이고, B 는이산화탄소(CO 2 ) 이다. 이산화탄소는온실효과를일으키는기체 이다. ㄴ. ( 가) 는질소(N2) 와산소(O 2 ) 가반응하여일산화질소(NO) 로되는반응이다. 질소와산소가 반응하여일산화질소로되는반응은열에너지가많이필요하므로상온에서일어나기가어렵 다. ㄷ. ( 나) 에서는 2NO + 2CO N 2 + 2CO 2 의반응이일어나므로 NO 는환원되고, CO는산화된 다. 5. ㄱ. 100K 보다낮은온도에서전기저항이 0 이되므로초전도체이다. ㄴ. 100K(-173 ) 을나타내지않는다. 보다도낮은온도에서만초전도현상을나타내므로상온에서는초전도현상 - 1 -
ㄷ. 100K 이상에서는온도가높아질수록전기저항이커지므로온도가높아질수록전기전도 도도는감소한다. 6. 태양에너지는에너지가고갈될염려가없고, 대기오염물질이나폐기물의발생이거의없 다. 그러나태양에너지는에너지밀도가작고, 일조량이적은장마철이나겨울에는에너지를 모으기어려운단점이있다. 7. ㄱ. 상온에서 CNG 는기체이고, 경유는액체이므로저장은경유가 CNG 보다쉽다. ㄴ. 상온에서액체인경유가상온에서기체인 CNG보다끓는점이높으므로한분자당탄소수 는경유가 CNG 보다많다. ㄷ. 단위부피당연소열(kJ/cm 3 ) 은단위질량당연소열(kJ/g) 밀도(g/cm 3 ) 이므로각연료의단 위부피당연소열은경유가 CNG 보다크다. CNG : 56(kJ/g) 0.2 = 11.2(kJ/cm 3 ) 경유 : 45(kJ/g) 0.8(g/cm 3 ) =36kJ/cm 3 ) 8. 아미노기를가지는 A 는염기성물질로산성수용액에잘녹고, 페놀기를가지는 B는산성 물질로염기성수용액에잘녹는다. 중성물질인 C 는산성과염기성수용액에잘녹지않는다. 그러므로묽은염산에는 A 가녹고, 수산화나트륨수용액에는 B 가잘녹으므로 ( 나) 에서수용 액층으로분리하고자하는것은 A 이고, ( 다) 에서수용액층으로분리하고자하는것은 B 이다. 9. 1A 는산소(O2) 이다. 산소는반응성이커서과자봉지의충전기체로사용하기에는부적합 하다. 2B 는아르곤(Ar) 이다. 아르곤은비활성기체로반응성이없다. 3C 는이산화탄소(CO2) 이다. 연료전지에는수소같은산화가잘되는기체와환원이잘되는 산소가사용된다. 질량비 4 의값이이산화탄소가산소보다크므로이산화탄소가산소보다분자부피비 1개의질량이 크다. 5 온도, 압력이같을때기체의부비피 = 분자수비이다. 질소의분자수 = <4이므로건조 의분자수 공기 1L에 질소의분자수 는 의분자수 4 보다작다. 10. ㄱ. ㄷ. NaX 수용액에 Z2 수용액을넣어줄때혼합용액중의 Z - 이온수가증가하는것은 2X - + Z 2 X 2 + 2Z - 의반응이일어나기때문이다. 또한, NaY 수용액에 Z 2 수용액을넣어줄 때혼합용액중의 Z - 이온수가존재하지않는것은 2Y - + Z 2 Y 2 + 2Z - 의반응이일어나지 않기때문이다. 반응성이 Y 2>Z 2>X 2 이므로 Z 2 는 Br 2 이다. - 2 -
ㄴ. ( 가) 에서 2X - + Z 2 X 2 + 2Z - 의반응이일어나므로 ( 가) 에서 X - 는 X 2 로산화되고, Z 2 는 Z - 로환원된다. 11. 두성분물질을가수분해할때생성되는물질은다음과같다. CH 3 COOH B C A ㄱ. A는페놀기를가지므로 A 에염화철( Ⅲ) 수용액을넣으면정색반응을한다. ㄴ. B 는아세트산(CH3COOH) 이다. 아세트산수용액에 Mg을넣으면아세트산과 Mg이반응 하면서수소기체가발생한다. ㄷ. C 는카르복시기(-COOH) 가없으므로메탄올과에스테르화반응을하지않는다. 12. ㄱ. Ⅰ에서는 Ca(HCO3) 2 CaCO3 + H2O + CO 2 의반응이일어나고, Ⅱ에서는 Ca CO 3 2- 은다르다. 2+ + CaCO3 의알짜반응이일어난다. 따라서, Ⅰ과 Ⅱ에서일어나는알짜이온반응식 ㄴ. Ⅰ에서는용액중의이온수가감소하고, Ⅲ에서는 Ca 2+ 1개가없어질때 Na + 2개가첨가되 므로용액중의총이온의농도는용액 C가용액 A 보다크다. 따라서, 전기전도도는용액 C 가용액 A 보다크다. ㄷ. 기체 X는 CO2이다. 용액 C에는 CO 2-3 가포함되어있으므로용액 C에묽은염산을가하면 CO 2 가발생한다. 13. ㄱ. ( 다) 는비누이다. 비누는물에녹으면일부가가수분해되어 OH - 을생성하므로비누 수용액은 ph가 7 보다크다. ㄴ. ( 가) 는이온화되는전해질이고, ( 나) 는이온화가안되는전해질이므로수용액의전기전도 도는 ( 가) 가 ( 나) 보다크다. ㄷ. 가지가많은 ( 가) 는가지가없는 ( 다) 보다미생물에의해분해되기어렵다. 14. ㄱ, ㄷ. 화합물 A 는부타디엔(CH 2=CH-CH=CH 2 ) 이다. 나프타는탄소수가 5~10개인탄화 수소이므로 ( 가) 는크래킹이다. ㄴ. ( 나) 는단위체가첨가반응하여중합체를형성하므로첨가중합이다. ㄷ. 화합물 A 에는이중결합이두개들어있다. 15. ㄱ. 기체 B와 C 는부피와압력이같고, 절대온도가기체 B가기체 C의 2배이므로분자수 - 3 -
는기체 C가기체 B의 2 배이다. ㄴ. 기체 A의압력은 1 기압이고, 기체 B의압력은 2 기압이다. 그리고기체 B의부피는기체 A 의부피의 4 배이고, 절대온도는기체 B가기체 A의 2배이므로분자수는기체 B가기체 A의 4 배이다. 기체 A와기체 B의질량이같으므로분자의상대적질량은기체 B가기체 A보다작 고, 절대온도가기체 B가기체 A보다높으므로분자의평균운동속력은기체 B가기체 A보 다크다. ㄷ. 기체 A의온도가 T2가되어도피스톤이이동하여부피가 2L가되므로기체 A의압력은 1 기압이된다. 따라서, 수은기둥의높이차 h는 76cm 가그대로유지된다. 16. ㄱ. Ba(OH) 2 수용액에 Na 2 SO 4 수용액을넣으면 BaSO 4 앙금과 NaOH 수용액이생성된다. NaOH 수용액에 MgCl 2 수용액을넣으면 Mg(OH) 2 앙금과 NaCl 수용액이생성된다. 그러므로 앙금 X는 Mg(OH) 2 이다. ㄴ. 용액 B와 C의음이온의수는 2N 개로같고, 용액 C에 MgCl2 수용액을넣으면앙금생성 반응이일어나지않으므로 Mg 2+ 가한개첨가될때 Cl - 는두개첨가되므로용액 D에서 의수는 4N 개이다. 그러므로용액 B와 D에서음이온수의비는 1 : 2 이다. ㄷ. 용액 D에포함되어있는이온은 Na +, Mg 2+. Cl - 3 가지이다. Cl- 17. 1A 는아세틸렌(CH CH) 이다. 2B 는염화비닐(CH2 CHCl) 이다. 염화비닐은폴리염화비닐(PVC) 의단위체이다. 3C 는에틸렌(CH2=CH 2 ) 이다. 에틸렌은불포화탄화수소이므로브롬수탈색반응을한다. 4D 는에탄올(CH3CH 2 OH) 이다. 에탄올은비누화반응을하지않는다. 5E 는아세트알데히드(CH3CHO) 이다. 아세트알데히드는환원성이있으므로은거울반응을 한다. 18. ㄱ. 온도가일정하므로각기체의압력( P) 부피(V) 의값은일정하다. ( 가) 에서기체 X의 2 기압 1L 이고, ( 나) 에서용기 A속의기체 X의압력이 1.5기압이므로실린더속의기체 X의압력은 0.5 기압이다. ( 다) 에서용기 A 속의기체 X의압력이 1기압이므로실린더속의 기체 X와 Y의압력은모두 1 기압이다. 따라서, 확산속도가기체 Y가기체 X 보다크므로 ( 가) 에서기체의밀도는용기 A에서가용기 B 에서보다크다. ㄴ, ㄷ. ( 라) 에서기체 X와 Y의압력은모두 1.2 기압이므로 ( 라) 에서기체 X의부피는 기압 = 이고, 기체 Y의부피는 기압 이다. 따라서, ( 가) 에서각용기에넣 은분자수는기체 Y가기체 X의 2 배이다. 그리고온도가같을때, 분자수는기체의압력(P) 부피 (V) 에비례하고, ( 다) 에서실린더속의기체 Y의압력이 1 기압이므로 ( 다) 에서용기 B 속의기체 Y의압력은 1.5 기압이다. ( 나) 에서용기 A와용기 B의압력은모두 1.5기압으로 같고, 부피가용기 B가용기 A의 2 배이므로 ( 나) 에서용기 B의기체분자수는 A의 2 배이다. - 4 -
19. ㄱ. ( 다) 와 ( 라) 에서생성된물분자수가같으므로 ( 다) 에서완전중화가일어나는중화점이 다. 그러므로 NaOH 수용액은 ( 가) 에서는 30 ml = 18mL, ( 나) 에서는 30 ml = 24mL가반응하므로 ph 는 ( 가) 가 ( 나) 보다크다. ㄴ. ( 다) 에서는완전중화가일어나고, ( 라) 에서는염산이 5mL 가남으므로전기전도도는 ( 라) 가 ( 다) 보다크다. ㄷ. 중화된양은 ( 라) 가 ( 나) 보다많고, 혼합용액의부피는 ( 나) 와 ( 라) 가같으므로혼합용액 의최고온도는 ( 라) 가 ( 나) 보다높다. 20. ㄱ. 수용액에 B 를넣었을때 ( 나) 에서 B의원자수에따른양이온수의변화가 P점에서다르 게변하므로 B는 A, C 의양이온과모두반응한다. 그리고, 수용액에 A를넣었을때양이온수 가감소하므로 A는 C 의양이온과반응한다. 따라서, 반응성의크기는 B>A>C 이다. ㄴ. 반응성의크기가 B>A>C이므로수용액에 B를넣었을때 P점까지는 C의이온이 B와반응 하고, P점이후에는 A의이온이 B 와반응한다. B와 A 이온이반응할때수용액중의양이온 의수가감소하므로금속양이온의전하는 B가 A 보다크다. 그리고, P점에서생성된 B의양이 의양이온수 온이 N개이이므로 P점에서 = = 이다. 의양이온수 - 5 -