다음은 인류 문명의 발달에 기여한 물질 (가) ~ (다)에 대한 설명이다. (가) ~ (다)는 각각 철, 석유, 암모니아 중 하나이다.

2015학년도 11월 고2 전국연합학력평가 문제지

과학탐구 영역(화학Ⅰ)

제 4 교시

성명			수험번호						2

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과학탐구 영역

화학Ⅰ

과학탐구 영역

화학Ⅰ

(가): 질소 기체와 수소 기체를 반응시켜 합성한 물질이며, 질소 비료의 원료로 사용되어 농업 생산력 증대에 기여하였다.

(나): 코크스를 이용한 제련 기술 개발로 대량 생산이 가능해졌고 레일과 바퀴 등에 사용되어 교통 발달에 기여하였다.

(다): 지질 시대 생물의 사체로부터 생성되었고 합성 섬유, 플라스틱 등의 원료로 사용되어 산업 발달에 기여하였다.

(가) ~ (다)로 옳은 것은?

	(가)	(나)	(다)
①	철	석유	암모니아
②	철	암모니아	석유
③	석유	철	암모니아
④	암모니아	철	석유
⑤	암모니아	석유	철

그림은 광합성과 호흡의 화학 반응을 간단하게 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		보 기
ㄱ. (가)는 [eqn: rmO _{2}]이다. ㄴ. 포도당([eqn: rmC _{6} H _{12} O _{6}])은 화합물이다. ㄷ. 광합성에서의 반응물은 모두 2원자 분자이다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

다음은 3주기 원소 [eqn: rmX]에 대한 설명이다.

◦비금속 원소이다.

◦바닥 상태에서 홀전자는 1개이다.

주기율표의 (가) ~ (마) 위치 중 [eqn: rmX]의 위치로 옳은 것은? (단, [eqn: rmX]는 임의의 원소 기호이다.)

① (가)	② (나)	③ (다)	④ (라)	⑤ (마)

그림은 탄소([eqn: {} _{6} rmC]) 원자의 가능한 전자 배치 중 4가지 전자 배치 (가) ~ (라)를 주어진 기준에 따라 분류한 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		보 기
ㄱ. (가)는 Ⅱ에 해당한다. ㄴ. Ⅰ에 해당하는 전자 배치는 2가지이다. ㄷ. Ⅲ에 해당하는 전자 배치는 들뜬 상태이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림은 물질 [eqn: rmABC]와 [eqn: rmCD]가 반응하여 [eqn: rm AD]와 [eqn: rmX]가 생성되는 반응에서 반응물과 생성물을 화학 결합 모형으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, [eqn: rmA]~[eqn: rmD]는 임의의 원소 기호이다.) [3점]

① [eqn: rmX]는 [eqn: rm C _{2} B]이다.

② [eqn: rmABC]에서 [eqn: rmA]는 옥텟 규칙을 만족한다.

③ [eqn: rmCD]는 공유 결합 물질이다.

④ [eqn: rmAD]는 액체 상태에서 전기 전도성이 있다.

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⑤ [eqn: rmX]와 [eqn: rm B _{2}]는 비공유 전자쌍 수가 같다.

표는 원자 [eqn: rmA]와 [eqn: rmB]에서 원자를 구성하는 입자 중 전자의 수와 (가)의 수를 나타낸 것이다.

원자	전자의 수	(가)의 수
[eqn: rmA]	1	2
[eqn: rmB]	2	1

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: rmA]와 [eqn: rmB]는 임의의 원소 기호이다.)

		보 기
ㄱ. (가)는 중성자이다. ㄴ. [eqn: rm B]는 [eqn: {} _{1} ^{2} rm H]의 동위 원소이다. ㄷ. [eqn: rmA]와 [eqn: rmB]는 질량수가 같다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림은 다이아몬드([eqn: rmC])와 그래핀([eqn: rmC])을 모형으로 나타낸 것이다.

다이아몬드와 그래핀의 공통점으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		보 기
ㄱ. 완전 연소 생성물은 [eqn: rm CO _{2}]이다. ㄴ. 탄소 원자 간 결합각([eqn: ANGLE rm CCC])은 120°이다. ㄷ. 탄소 원자 1개와 결합한 탄소 원자는 4개이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림 (가)는 수소 원자를 보어의 원자 모형으로 나타낸 것이고, (나)는 수소 원자의 [eqn: 2s] 오비탈을 모형으로 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		보 기
ㄱ. (가)에서 수소 원자의 에너지 준위는 연속적이다. ㄴ. (나)에서 [eqn: 2s] 오비탈 경계면 밖에서 전자 발견 확률은 [eqn: 0]이다. ㄷ. (가)에서 전자 껍질 [eqn: rm L]의 에너지 준위는 (나)에서 [eqn: 2s] 오비탈의 에너지 준위와 같다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림은 원소 [eqn: rmA]~[eqn: rm D]의 안정한 이온의 전자 수와 [eqn: rm {원자``반지름} over {이온``반지름}]을 나타낸 것이다. [eqn: rmA]~[eqn: rm D]는 2족 또는 16족 원소이다.

[eqn: rm A]~[eqn: rm D]에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: rmA]~[eqn: rm D]는 임의의 원소 기호이다.) [3점]

		보 기
ㄱ. 원자 반지름은 [eqn: rm D]가 가장 크다. ㄴ. [eqn: rmB]와 [eqn: rm C]는 모두 2주기 원소이다. ㄷ. 원자가 전자의 유효 핵전하는 [eqn: rm D]가 [eqn: rm A]보다 크다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

다음은 탄화수소 [eqn: rmX]와 [eqn: rmY]의 실험식을 구하는 실험이다.

[실험 과정]

◦실험 Ⅰ: [eqn: rm X]를 완전 연소시킨 후 연소 생성물의 질량을 측정한다.

◦실험 Ⅱ: [eqn: rm Y]와 [eqn: rm CH _{4}]의 질량비가 7 : 8인 혼합물을 완전 연소시킨 후 연소 생성물의 질량을 측정한다.

[실험 결과]

◦실험 Ⅰ과 Ⅱ에서 연소 생성물의 질량이 [eqn: rmCO _{2}]는 88[eqn: ` rm mg], [eqn: rmH _{2} O]은 54[eqn: rm `mg]으로 같았다.

[eqn: {rm Y의```실험식량 it} over {rm X의```실험식량 it}]은? (단, [eqn: rmH], [eqn: rmC], [eqn: rmO]의 원자량은 각각 1, 12, 16이다.)

[3점]

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① [eqn: {8} over {15}]	② [eqn: {14} over {15}]	③ [eqn: {15} over {16}]	④ [eqn: 1]	⑤ [eqn: {14} over {13}]

표는 분자 (가)와 (나)에 대한 자료이다. (가)와 (나)에서 [eqn: rm C], [eqn: rm O]는 옥텟 규칙을 만족한다.

분자	(가)	(나)
구성 원소의 루이스 전자점식
구성 원소의 질량비	[eqn: rm C`]:[eqn: rm `H] = 3 : 1	[eqn: rm `O] : [eqn: rm H`] = 16 : 1

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: rm H], [eqn: rmC], [eqn: rmO]의 원자량은 각각 1, 12, 16이다.)

		보 기
ㄱ. (가)에서 결합의 쌍극자 모멘트의 합은 0이다. ㄴ. (나)의 분자식은 [eqn: rm H _{2} O _{2}]이다. ㄷ. (가)와 (나)에는 극성 공유 결합이 있다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림은 3가지 분자를 기준 (가)와 (나)로 분류한 벤 다이어그램이다.

기준 (가)와 (나)로 적절한 것은?

	(가)	(나)
①	다중 결합이 있다.	무극성 분자이다.
②	다중 결합이 있다.	입체 구조이다.
③	무극성 분자이다.	입체 구조이다.
④	무극성 분자이다.	다중 결합이 있다.
⑤	입체 구조이다.	다중 결합이 있다.

표는 원자량을 정하는 기준 (가)와 (나)에 따른 [eqn: {} ^{1} rm H]의 원자량을 나타낸 것이다.

원자량을 정하는 기준		기준에 따른 [eqn: {} ^{1} rm H]의 원자량
(가)	[eqn: rm ^{12} rmC]=12	1.008
(나)	[eqn: {} ^{1} rm H]=1	1.000

원자량 기준을 (가)와 (나)로 각각 적용하여 구한 값이 서로 같은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

		보 기
ㄱ. [eqn: {} ^{1} rm H] 원자 1개의 실제 질량 ㄴ. [eqn: {} ^{1} rm H]로만 구성된 [eqn: rmH _{2}]의 분자량 ㄷ. [eqn: {} ^{12} rmC] 12[eqn: rmg]에 들어있는 원자 수

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

그림은 실린더 (가)와 (나)에 기체 [eqn: rm AB _{2}]와 [eqn: rm C _{2} B]가 각각 들어있는 모습을 나타낸 것이다. 각 기체의 전체 질량 중 [eqn: rmB]만의 질량은 8[eqn: rmg]으로 같다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: rmA]~[eqn: rmC]는 임의의 원소 기호이고, 기체의 온도와 압력은 같으며, 피스톤의 마찰과 질량은 무시한다.) [3점]

		보 기
ㄱ. 기체의 분자 수는 [eqn: rm C _{2} B]가 [eqn: rm AB _{2}]의 2배이다. ㄴ. 원자량은 [eqn: rmA] > [eqn: rmC] > [eqn: rmB]이다. ㄷ. 같은 질량의 [eqn: rm AB _{2}]와 [eqn: rm C _{2} B]에 들어있는 [eqn: rmB] 원자의 수는 같다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

그림 (가)는 수소 원자의 에너지 준위의 일부와 전자 전이 [eqn: rmA], [eqn: rmB]를, (나)는 수소 원자의 선 스펙트럼에서 가시광선 영역을 나타낸 것이다. [eqn: rmA]에 해당하는 빛의 파장은 [eqn: {} _{1}]이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 수소 원자의 에너지 준위 [eqn: E _{n}] =[eqn: `-` {k} over {n ^{2}}][eqn: rmkJ]/몰이고, [eqn: n]은 주양자수, [eqn: k]는 상수이다.) [3점]

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		보 기
ㄱ. [eqn: a] = 2이다. ㄴ. [eqn: {} _{2}]는 발머 계열에 해당하는 빛의 파장 중 가장 짧다. ㄷ. [eqn: {rm B에서```방출되는```빛에너지 it} over {rm A에서```방출되는```빛에너지 it}] = [eqn: 1over2]이다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

표는 탄화수소 (가) ~ (다)에 대한 자료이다. (가) ~ (다)는 각각 분자 내 탄소 원자 사이의 공유 전자쌍 수의 합이 3이다.

탄화수소	분자 내 탄소 원자 수	분자 모양
(가)	2	사슬 모양
(나)	3	사슬 모양
(다)	3	고리 모양

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

		보 기
ㄱ. (가)의 분자 구조는 직선형이다. ㄴ. (나)는 포화 탄화수소이다. ㄷ. (나)와 (다)에서 한 분자를 구성하는 수소 원자의 수는 같다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

그림은 2, 3주기 금속 원소 [eqn: rmA]~[eqn: rmC]의 제2 ～ 제4 이온화 에너지([eqn: E _{2}]～[eqn: E _{4}])를 나타낸 것이다. [eqn: rmA]~[eqn: rmC] 중 [eqn: rm A]의 원자 번호가 가장 크다.

[eqn: rmA]~[eqn: rmC]의 제1 이온화 에너지([eqn: E _{1}])를 비교한 것으로 옳은 것은? (단, [eqn: rmA]~[eqn: rmC]는 임의의 원소 기호이다.) [3점]

① [eqn: rmA] > [eqn: rmB] > [eqn: rmC]	② [eqn: rmB] > [eqn: rmA] > [eqn: rmC]	③ [eqn: rmB] > [eqn: rmC] > [eqn: rmA]

④ [eqn: rmC] > [eqn: rmA] > [eqn: rmB]	⑤ [eqn: rmC] > [eqn: rmB] > [eqn: rmA]

그림은 [eqn: rm AB _{2}]와 [eqn: rm CA _{2}]가 반응하여 [eqn: rm CA _{3}]과 [eqn: rm B _{2}]가 생성되는 반응에서 반응 전후 [eqn: rmA]와 [eqn: rmB]의 산화수를 모두 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: rmA]~[eqn: rm C]는 임의의 원소 기호이다.)

		보 기
ㄱ. [eqn: rm AB _{2}]에서 [eqn: rm B _{2}]가 될 때 [eqn: rm B]의 산화수는 증가한다. ㄴ. 반응 전 [eqn: rmC]의 산화수는 -4이다. ㄷ. [eqn: rmA]~[eqn: rmC] 중 전기 음성도는 [eqn: rm A]가 가장 크다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

다음은 금속 [eqn: rmA]~[eqn: rm C]의 산화 환원 반응 실험이다.

[실험 과정]

(가) [eqn: rm A ^{+}]이 들어있는 수용액에 충분한 양의 [eqn: rm B]를 넣는다.

(나) [eqn: rm C^{3+}]이 들어있는 수용액에 충분한 양의 [eqn: rm B]를 넣는다.

[실험 결과]

◦반응 전후 (가)와 (나)의 용액 속에 존재하는 양이온 종류와 수

구분	반응 전		반응 후
	양이온 종류	양이온 수	양이온 종류	양이온 수
(가)의 용액	[eqn: rm A ^{+}]	[eqn: x]	[eqn: rm B ^{2+}]	[eqn: N]
(나)의 용액	[eqn: rm C ^{3+}]	[eqn: y]	[eqn: rm B ^{2+}]	[eqn: 2N]

반응 전 [eqn: x] : [eqn: y`]는? (단, [eqn: rmA]~[eqn: rm C]는 임의의 원소 기호이고, 음이온은 반응하지 않는다.) [3점]

① 1 : 1	② 1 : 3	③ 2 : 1	④ 2 : 3	⑤ 3 : 2

다음은 기체 [eqn: rmX]와 산소([eqn: rmO _{2}])가 반응하여 기체 [eqn: rmY]를 생성하는 화학 반응식이다.

그림은 [eqn: rm X]와 [eqn: rm O _{2}]를 실린더에 넣고 반응시켰을 때 반응 전후의 모습을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: rmO]의 원자량은 16이고, 온도와 압력은 일정하며, 피스톤의 마찰과 질량은 무시한다.) [3점]

		보 기
ㄱ. [eqn: a] = 2이다. ㄴ. [eqn: rmY]의 분자량은 160이다. ㄷ. 반응 후 남아있는 [eqn: rmO _{2}]를 모두 반응시키기 위해 추가로 필요한 [eqn: rmX]의 최소 질량은 256[eqn: rmg]이다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

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※ 확인 사항

문제지와 답안지의 해당란을 정확히 기입(표기)했는지 확인하시오.