2004학년도 4월 고3 전국연합학력평가

정답 및 해설

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• 4교시 과학 탐구영역•

[화학Ⅰ]

1	③	2	④	3	③	4	①	5	④
6	⑤	7	①	8	⑤	9	②	10	②
11	③	12	⑤	13	④	14	①	15	②
16	④	17	⑤	18	③	19	①	20	②

1. [출제의도] 물의 수소 결합으로 인한 현상 이해하기

[해설] 물은 수소 결합을 하고 있다. 따라서 다른 공유결합 물질 보다 분자간 인력이 크며 녹는점과 끓는점이 높다.

2. [출제의도] 앙금 생성 반응시 일어나는 변화 알기

[해설] 요오드화칼륨과 질산납 반응시 화학 반응 계수비는 2 : 1로 요오드화납 침전(노란색)이 생성된다. 그러므로[eqn: rmPb^2+]과[eqn: rmI^-]이 알짜이온이다. 또한 반응전․후 질량과 구경꾼의 이온수는 일정하다.

[eqn: rm2KI it(aq) +rm Pb(NO_3 )_2 it(aq) → rmPbI_2 it(s) +rm2KNO_3 it(aq)]

3. [출제의도]  산과 염기의 중화 반응 이해하기

[해설] 일정량의 염산에 수산화나트륨을 가하면 A점에서[eqn: rm H^+]수>[eqn: rm OH^-]수이므로 산성이고[eqn: rmCl^-]수가 가장 많다. B점에서[eqn: rm H^+]수=[eqn: rmOH^-]수이므로 중성, C점에서[eqn: rm H^+]수<[eqn: rmOH^-]수이므로 염기성이다. 전류의 세기는 중화점을 지나야 가한 NaOH 부피에 비례하게 된다.

4. [출제의도] 과거와 오늘날의 정수 처리 방법 비교하기

[해설] 옛날의 정수 장치는 입자의 크기나 숯의 미세 구조를 통한 흡착에 의해 여과시키는 역할을 하고 있으며, 오늘날의 정수 과정에서는 여과지에 가장 가깝다. 정수 과정 : 상수원→취수장→침사지→약품 투입실→침전지→여과지→염소 살균실→배수지

5. [출제의도]  압력에 따른 기체의 변화 이해하기

[해설] 외부에서 압력을 가하면 기체부피는 감소하지만 질량변화가 없으므로 밀도는 증가하고, 단위 면적당 충돌횟수도 증가한다. 또한 온도가 일정하므로 운동에너지와 속력은 변화 없다.

6. [출제의도] 금속 이용시기가 다른 이유에 대해 이해하기

[해설] 인류가 금속을 도구로 이용한 순서는 구리→철→금→알루미늄이다. 금속의 이용시기는 반응성이 작아 광물로부터 분리하기 쉽고 매장량이 많고 녹는점이 낮아 가공하기 쉬울 때 빨라진다.

7. [출제의도] 공기 중 산소 기체 부피비 알아보기

[해설] 유리관을 가열하면 산소 기체가 소모되어 CuO가 생성되므로 부피가 감소하고 이때 처음 부피 A와 나중 부피 B의 비는 5 : 4가 된다. 산소는 조연성 기체이고. 구리는 산화가 되며, 반응 후 주사기를 식히는 것은 온도에 따른 기체의 부피 변화를 없애기 위해서다.

8. [출제의도] 금속 결합과 금속의 일반적 성질 관련짓기

[해설] ① 결정성고체, ② 이온결합, ③ 비결정성고체,  ④ 공유결합, ⑤ 금속결합

9. [출제의도] 공기 오염원과 오염 실태 파악하기

[해설] 대기 오염 물질의 배출량은 수송 부문에서 가장 크며, 주로 산업 부문은 산성비에 영향을 주고, 난방 부문도 적은 양이지만 산성비에 영향을 끼친다. 질소 산화물과 탄화수소에 의한 광화학스모그 현상은 수송 부문에서 크게 영향을 받는다.

10. [출제의도] 작용기에 따른 탄소화합물 구별하기

[해설] (가) 알코올(-OH) : 중성이며 금속 나트륨과 반응하여 수소 기체를 발생하고 카르복시기와 에스테르화 반응을 한다. (나) 카르복시산(-COOH) : 약산성이며 금속 나트륨과 반응하여 수소 기체를 발생하고 히드록시기와 에스테르화 반응을 한다.

11. [출제의도] 확산 속도와 기체 질량과의 관계를 이해하기

[해설] 확산은 분자가 스스로 운동하기 때문에 나타나는 현상으로 분자량이 클수록 느리다. (나)에서 다공성 막을 통해 기체 A, B가 모두 확산을 하지만 부피 증가가 분자수 증가를 의미하므로 기체 A가 기체 B보다 확산 속도가 느리다는 것을 알 수 있다. 그러므로 기체 A는 기체 B보다 분자량이 크다. 분자량의 비=질량비=밀도비이다.

12. [출제의도] 대기 오염의 대처 방안에 대해 알기

[해설] 촉매 변환기는 자동차에서 배출되는 질소 산화물을 질소와 이산화탄소로 변화시키며, 탈황 시설은 공장에서 배출되는 황산화물을 제거한다.

ㄱ. 황 산화물 생성,  ㄴ. 질소 산화물 생성, ㄷ. 황 산화물 제거, ㄹ. 질소 산화물 제거

13. [출제의도] 알칼리 금속의 공통점과 차이점 알기

[해설] 물과의 반응으로 반응성은 Li<Na<K이고 굳기에 대한 자료로부터 결합력의 세기가 Li>Na>K임을 알 수 있다. 공기와 물 모두 반응하므로 석유 속에 보관해야 하며, 페놀프탈레인 용액이 붉게 변하므로 염기성이다.

14. [출제의도] 포름알데히드의 성질과 구조식 알아내기

[해설] 메탄올이 산화되면 포름알데히드가 생성되고. 포름알데히드는 자극성 냄새가 나는 기체로 물에 잘 녹고, 수용액은 살균 방부제로 사용되며, 암모니아성 질산은 용액과 은거울 반응을 한다.

① 포름알데히드 ② 에틸렌글리콜 ③ 아세톤 ④ 아세트산 ⑤포름산메틸

15. [출제의도] 수질 오염과 자정 작용에 대해 알기

[해설] A지역은 청정 지역이고, A와 B지역의 경계에서 오염 물질 유입으로 인하여 용존 산소량이 감소하고 생물학적 산소 요구량이 급격히 상승한다. C지역은 오염도가 가장 큰 지역이고,  D지역에서는 용존 산소량이 생물학적 산소 요구량 보다 많아지므로 자연 정화가 일어나고 있으며, E지역은 오염이 정화된 지역이다.

16. [출제의도] 할로겐 원소 구별하기

[해설] 플루오르화나트륨과 염화나트륨은 모두 물에 녹아 수용액은 무색이고 전해질이다. 불꽃색은 모두 노란색이며, 브롬수를 넣어도 브롬이 반응성이 작아 변화가 없으나 질산은을 가하면 염화나트륨에서만 흰 침전을 생성한다.

17. [출제의도] 금속의 반응성 차를 이용한 도금 방법 이해하기

[해설] M>H, M>Cu, Zn>M 이므로 반응성 세기는 Zn>M>Cu, H이다. 금속 M과 아연으로 화학 전지를 만들면 금속 M은 (+)극이 된다. 금속 M을 아연으로 도금을 하면 아연이 금속 M보다 반응성이 크므로 금속 M의 부식을 방지해 준다.

18. [출제의도] 에텐의 제법과 성질 알기

[해설] 에탄올에 진한 황산을 가하여 170℃로 가열하면 탈수 반응이 일어나 에텐이 생성된다. 이때 기체 포집을 수상치환으로 하였으므로 에텐은 물에 잘 녹지 않는다는 것과 브롬수 탈색으로 에텐이 불포화탄화수소임을 알 수 있다. 진한 황산은 탈수 작용을 하며 온도를 170℃로 유지시키려면 식용유 중탕이 바람직하다.

19. [출제의도] 금속 부식을 막는 방법의 원리 파악하기

[해설] 철보다 반응성이 큰 원소를 이용하여 수도관이 부식하는 것을 방지한다.(음극화 보호법) 마그네슘이 철보다 반응성이 크므로 마그네슘이 산화되면서 잃어버린 전자가 수도관으로 이동하여 철이 부식하는 것을 방지해준다.

20. [출제의도] 탄소 화합물을 작용기의 성질에 따라 구별하기

[해설] (가)와 (나)는 서로 이성질체이며 작용기가 달라 화학적 성질이 다르다. (가)와 (다) 모두 산성을 나타낸다. (나)와 (다)는 중성과 약산성이므로 중화반응을 하지 않는다. (나)와 (라)는 페놀류가 아니므로 염화철(Ⅲ)용액에 의해 적자색으로 변하지 않는다. (다)와 (라)는 방향족 화합물로 서로 이성질체가 아니다.

(가) 아세트산, (나) 포름산메틸, (다) 페놀, (라) 아닐린