2009 학년도대수능 6 월모의평가과학탐구영역 ( 화학 Ⅰ) 정답및해설 < 정답 > 1. 1 2. 3 3. 4 4. 3 5. 1 6. 5 7. 4 8. 2 9. 2 10. 3 11. 5 12. 2 13. 2 14. 4 15. 3 16. 1 17. 5 18. 5 19. 4 20. 5 < 해설 > 1. 바닷물속에서의철제도구의부식속도를확인하기위한실험설계이다. 바닷물에는염분이들어있다. 따라서적당한실험설계로는물과소금물을이용한ㄱ과ㄴ의실험설계를이용하는것이다. ㄷ은물대신기름을사용하였으므로적당한실험설계가되지않고ㄹ은철못에페인트를칠했기때문에올바른실험설계가될수없다. 2. ㄱ. 같은분자수의기화열이 Y가 X가크므로분자간인력은 Y > X이다. ㄴ. 물의기화열이큰것은분자간인력인 A 결합이다른물질에비하여강하기때문이다. ㄷ. 수증기도물분자로이루어져있으므로물이증발하여수증기가될때 B 결합은끊어지지않고 A 결합이끊어진다. 3. ㄱ. 끓이고난후 A의전기전도도가작아졌으므로 A는일시센물이다. 따라서 A 는수돗물보다보일러용수로적당하지않다. ㄴ. A는일시센물이므로 A에는 Ca(HCO 3 ) 2 가들어있다. 따라서가열하여끓여주면다음과같은반응이일어나서이산화탄소기체가발생한다. Ca(HCO 3 ) 2 CaCO 3 + H 2 O + CO 2 ㄷ. B늘끓여도전기전도성이거의변하지않으므로 Ca 2+ 이앙금이되지않는다는것을알수있다. B는영구센물에속한다. 그러므로 A는일시센물이고 B는영구센물이므로끓여서식힌물을사용할때단물이된 A에서가 B에서보다거품이잘생긴다. 4. 실험 I에서생성된기체는질소 (N 2 ) 기체이다. 이는화학반응식을완결하면알수있다. NH 4 NO 2 N 2 + 2H 2 O 실험 Ⅱ에서생성된기체는공기를구성하는기체들에서구리의산화반응을이용하여산소를제거한나머지기체들이다. ㄱ. 실험 I의기체는질소기체이므로반응이작아서분유통의충전기체로사용할수있다. ㄴ. 실험 Ⅱ에서는충분한양의구리를사용하였으므로실험 Ⅱ에서얻은기체에는
산소가포함되지않는다. ㄷ. 실험결과에서실험 Ⅱ 에서얻은기체의밀도가실험 I 보다크므로, 실험 Ⅱ 에서 얻은기체에는실험 I 의기체인질소보다상대적인질량이큰기체가포함되어있다. 5. ㄱ. 그래프에서 B점과다른점을비교하면 NaCl 수용액과 AgNO 3 수용액이 2 : 1의부피비로혼합할때앙금이가장많이생성되는것을알수있다. 실제로반응하는 NaCl 수용액과 AgNO 3 수용액의부피는 A점에서는 30mL : 15mL, C점에서는 20mL : 10mL이다. 따라서생성되는앙금의양은 A점이 C점보다크다. ㄴ. Na + Cl - + Ag + NO - 3 AgCl + Na + + NO - 3 의반응에서앙금이많이생성될수록혼합용액의이온수가작다. 따라서 B에서단위부피당이온수가가장적다. ㄷ. B 점을고려하면같은부피의수용액에서단위부피당이온수는 NaCl 수용액 : AgNO 3 수용액 = 1 : 2이다. 6. 표에서제시한각합금의특성으로부터 A는두랄루민, B는황동, C는니크롬이다. ㄱ. 비행기동체용재료로는밀도가작은 A가 B보다적합하다. ㄴ. 동상을제작하기위해금속을녹일때에는녹는점이낮은 B가 C보다적합하다. ㄷ. 헤어드라이어의전열선재료로는사용할때전열선이쉽게녹아서는안되므로녹는점이높은 C가적합하다. 7. 주어진자료의구조식으로부터각고분자화합물의단위체는각각다음과같다. ( 가 ) CH 2 =CH(OCOCH 3 ) ( 나 ) CH 2 =CH-C(CH 3 )=CH 2 ( 다 ) HOOC-C 6 H 4 -COOH, HO-(CH 2 ) 2 -OH ㄱ. 첨가중합체는단위체가단일결합을지닌 ( 가 ) 와 ( 나 ) 이다. ㄴ. ( 나 ) 의단위체에는이중결합이 2개있다. ㄷ. ( 다 ) 는사슬형구조인폴리에스테르이므로열에의해변형이가능한열가소성고분자이다. 8. ( 가 ) 는계면활성제에의해서유성잉크가물과혼합되는현상이므로, 세제로기름이묻은접시를닦아서깨끗하게할때와같은원리를이용한것이다. ( 나 ) 는왁스와물분자사이의친화력이작아서물방울의모양이표면장력에의해동그랗게되는현상이므로, 섬유에오일이함유된재료로코팅을하여물방울이스며들지않게한것과같은원리이다. 9. ㄱ. 고정장치를풀었을때 ( 나 ) 의중앙에서피스톤이멈추었으므로기체 A와 B의분자수는같다. 이는종류와관계없이같은온도와압력에서같은부피속에있는기체의분자수는같다는아보가드로의법칙과관련된것이다. ㄴ. ( 나 ) 에서기체의압력은 A와 B가같고, ( 가 ) ( 나 ) 로되는동안 A 기체의부피
는 1L 1.5L, B 기체의부피는 2L 1L가되었다. 따라서기체 A의압력은 ( 가 ) : ( 나 ) = 1.5 : 1이다. ㄷ. ( 나 ) 에서양쪽콕을동시에열었다가닫았을때고정장치가오른쪽으로이동하였으므로, B의확산속도가 A보다크다는것을알수있다. 즉, 기체의분자의평균분자운동속력은 A < B이다. 10. A는펠링용액과반응하므로환원성을지닌 CH 3 CH 2 CHO이다. B는 Br 2 의첨가반응을하고 Na와반응을하므로이중결합을지니고 -OH를지닌 CH 2 =CHCH 2 OH이다. C는 Br 2 의첨가반응을하고 Na와반응을하지않으므로이중결합을지니지만 -OH를지니지않은 CH 2 =CHOCH 3 이다. 따라서 D는 CH 3 CH 2 COOH이다. ㄱ. A와 C의분자식은모두 C 3 H 6 O이므로이성질체이다. ㄴ. B는알코올류이므로산화시키면알데히드가생성된다. ㄷ. B는알코올류이고 D는카르복시산이므로혼합하면수소결합을할수있으므로서로잘혼합된다. 11. 잠수병은압력에따른질소의용해도차이가크기때문에나타나는현상이다. 따라서잠수병발생을막기위해질소대신넣어주어야하는기체의성질은우선질소보다물에대한용해도가작아야한다는것이다. 그리고산소와반응하지않아야하므로반응성이작은기체이어야하고, 호흡과관련된기체이므로인체에대한독성이없어야한다. 12. 1 세화합물모두벤젠고리를포함하므로모두방향족화합물이다. 2 ( 나 ) 는알코올류가아니므로 ( 나 ) 를산화시켜도알데히드가생성되지않는다. 3 ( 다 ) 는에스테르이므로 ( 다 ) 를가수분해하면 CH 3 COOH와살리실산으로나누어진다. 4 ( 가 ) 와 ( 다 ) 는 -COOH기, ( 나 ) 는 -OH기를지니므로에스테르화반응을할수있다. 5 염화철 (Ⅲ) 수용액과정색반응을하는것은페놀류이다. 가수분해시페놀류가생성되는것은 ( 나 ) 와 ( 다 ) 두가지종류이다. 13. 1 같은온도와압력에서같은부피속에는같은분자수의기체가들어있으므로기체의밀도가클수록분자질량이크다. 따라서한분자당탄소의수가많을수록밀도가크다. 밀도가가장작은 A는한분자당탄소의수가가장적다. 2 단위부피당발열량 (kj/g) 은밀도와연소열의곱이가장작은 A이다. 3 C의끓는점은상온보다낮으므로상온에서는기체로존재한다. 4 A는 C보다끓는점이낮으므로액화시키기어렵다. 따라서저장과운반이 C보다용이하지못하다. 5 밀도가증가할수록끓는점이높아지므로분자간인력은증가한다.
14. 금속 A 이온수용액에금속 B를넣었을때시간에따른수용액의밀도가증가하므로용기속에서는반응이일어난다. 따라서용기속에서는금속 A가석출되고금속 B는이온으로녹는반응이일어난다. ㄱ. 금속 A가석출되고금속 B는이온으로녹는반응이일어나므로 B가 A보다산화되기쉽다. ㄴ. 이온수는변하지않는데수용액의밀도가증가하므로이온의질량은 A보다 B가크다. 따라서원자의상대적인질량은 B가 A 보다크다. ㄷ. 음이온은반응하지않으므로그수가변하지않고양이온수도달라지지않는다. 따라서수용액에서전체이온수는변하지않는다. 15. ㄱ. ( 가 ) 의반응중 O 원자가생성되는반응에서는햇빛이필요하다. ㄴ. ( 가 ) 의순환반응에들어가는산소 (O 2 ) 분자수가 2개이고빠져나오는산소분자수도 2개이므로오존분자수는증가하지않는다. ㄷ. ( 나 ) 에서프레온에서나온 Cl이작용하여오존 (O 3 ) 이분해되는반응이진행되지만 Cl은생성되거나없어지지않으므로 Cl은촉매로작용된다. 16. ㄱ. A는태양열에너지이므로날씨와계절에따라영향을받는다. ㄴ. 핵에너지이므로온실기체를발생시키지않는다. ㄷ. C는연료전지에서사용되는청정연료이고효율적인저장법개발이필요한연료이므로수소기체이다. 따라서액화석유가스의주성분이아니다. 17. ㄱ. ( 가 ) 와 ( 나 ) 에의해메탄올이포름알데히드를거쳐서화합물 A가되므로 ( 가 ) 와 ( 나 ) 의반응은산화반응이다. ㄴ. ( 다 ) 는메탄올과포름산이에스테르화반응에의해포름산메틸이되는반응이므로축합반응에해당한다. ㄷ. 화합물 A는포름산 (HCOOH) 으로서포르밀기 (-CHO) 를지니고있으므로암모니아성질산은용액과은거울반응을한다. 18. 1 ( 가 ) 에서 KI가구분된다. 브롬수를이용하면 Br 2 + 2I - 2Br - + I 2 의반응이일어나게되므로 ( 가 ) 에서이용할수있다. 2 ( 나 ) 에의해노란색과보라색으로물질들이구분되므로 ( 나 ) 는불꽃반응실험이다. 3 ( 다 ) 에의해 NaBr이반응하여적갈색을나타내어구분되므로 ( 다 ) 에의해적갈색의 Br 2 가생성되어야한다. 따라서 ( 다 ) 에의해 Br - 은전자를잃고산화된다. 4 ( 다 ) 에사용하는물질은 Br 2 보다반응성이큰 Cl 2 를이용해야한다. 따라서반응 ( 라 ) 에서도 Cl 2 를이용하면 KCl과 KBr을구별할수있다.
5 C 는 KCl 과 KBr 중하나인데 ( 라 ) 에서반응하지않는물질이므로반응성이브롬보 다큰염소의화합물인 KCl 이다. 19. ㄱ. ( 가 ) 에서 He의압력은 1기압의 N 2 기체압력과 76cm의수은압력을합한것과같은 2기압이다. ( 나 ) 에서 He의부피가 ( 가 ) 의부피의 3분의 1로변하였으므로 He 기체의압력은 6기압이어야한다. 따라서, He의압력 = 6기압 = 0.5기압 + N 2 기체의압력이어서 N 2 기체의압력은 5.5기압이다. ㄴ. 온도가같으므로 ( 가 ) 와 ( 나 ) 에서 N 2 분자의평균운동에너지는같다. ㄷ. 기체의종류와관계없이아보가드로의법칙이성립하므로 ( 나 ) 에서 N 2 대신같은수의 He을넣어도수은기둥의높이는 38cm가된다. 20. ㄱ. 실험 I은중화반응으로반응식은다음과같다. H 2 SO 4 + Ba(OH) 2 2H 2 O + BaSO 4 반응에서물과앙금인 BaSO 4 가생성되므로구경꾼이온은없고모두알짜이온이다. ㄴ. 실험 Ⅱ에서일어나는반응은, Mg 2+ +2Cl - + Ba 2+ + 2OH - Mg(OH) 2 + Ba 2+ + 2Cl - 이다. 실험 I에서사용한이온수는 H + 는 2N개, SO 2-4 는 N개이다. A에서는 Ba(OH) 2 10mL가첨가되었으므로넣어준 Ba 2+ 는 0.5N개, OH - N개이다. 따라서, 남아있는전체이온수는 H + 1N개 + SO 2-4 0.5N개, 즉, 1.5N개이다. 실험 Ⅱ에서사용한이온수는 Mg 2+ N개와 Cl - 2N이며, A 점에서넣어준이온의수는 Ba 2+ 0.5N개, OH - N개이므로, A에서수용액의전체이온수는 Mg 2+ 0.5N개 + Cl - 2N개 + Ba 2+ 0.5N개, 즉, 3N개이다. 따라서 A 에서전체이온수는실험 Ⅱ가실험 I의 2배이다. ㄷ. A에서실험 Ⅱ의앙금은 Mg(OH) 2 이고, A에서실험 I의용액은묽은황산이남아있으므로, 실험 Ⅱ의앙금을실험 I 용액에넣으면중화반응이일어난다.