		2015학년도 대학입학전형 자연계 모의평가 문제지															감독관확인
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		지원학과				수험번호				성명				과목				화학
		【유의사항】 1. 시험시간은 수학 및 과학을 포함하여 100분입니다. 2. 답안은 답안지의 해당 문항 번호에 연필 또는 샤프로 작성하시오. 3. 제목을 쓰지 말고 본문부터 시작하시오. 4. 학교명, 성명 등 자신의 신상에 관련된 사항을 답안에는 드러내지 마시오. 5. 답안 연습은 연습지를 활용하시오. 6. 답안지, 연습지 및 문제지에 필요한 인적사항을 기입하였는지 확인하시오.
		【제시문】 (가) 공유 결합으로 형성된 분자에서 중심 원자를 둘러싸고 있는 전자쌍들은 그들 사이의 반발 때문에 가능한 한 서로 멀리 떨어져 있으려고 한다. CH4에서 4개의 공유 전자쌍 사이의 반발력이 최소가 되기 위해서 각각의 H 원자는 정사면체의 꼭지점에 배치되어야 하므로, H−C−H의 결합각은 109.5o가 된다. (나) H2에서는 두 H 원자의 전기 음성도가 같으므로 공유 전자쌍은 어느 한 원자에 치우치지 않으며 전하가 고르게 분포된다. 이때 생성된 분자를 무극성 분자라고 한다. HCl에서는 상대적으로 Cl 원자의 전기음성도가 더 크므로 Cl 원자 쪽으로 공유 전자쌍이 치우치게 된다. 따라서 전기 음성도가 큰 Cl 원자는 부분적으로 음전하(δ−)를 띠게 되고, 전기 음성도가 작은 H 원자는 부분적으로 양전하(δ+)를 띠게 된다. 이와 같이 공유 결합을 이루는 두 원자 사이의 전기 음성도 차이에 의해 공유 전자쌍이 한쪽으로 치우쳐서 부분적으로 음전하와 양전하를 띠게 되는 결합을 극성 공유 결합이라 하고, 이때 생성된 분자를 극성 분자라고 한다. 이처럼 극성 분자에서 전자쌍이 한쪽 방향으로 치우치는 것을 쌍극자라고 한다. 극성 분자에서 극성의 크기는 쌍극자 모멘트에 의해 결정되는데 극성 공유 결합으로 3개 이상의 원자가 결합되어 형성된 분자는 분자의 구조가 쌍극자 모멘트에 영향을 미친다. 극성 분자를 평행판 사이의 전기장 속에 넣어 주면 극성 분자의 δ− 전하를 띤 부분은 (+)극 쪽으로 배열하고, δ+ 전하를 띤 부분은 (−)극 쪽으로 배열한다. (다) 공유 결합에 참여하는 두 원자 중에서 전기 음성도가 더 큰 원자로 공유 결합 전자가 완전히 이동하였다고 가정할 때, 원자가 갖는 전하의 수를 산화수라고 한다. 예를 들어서 H2S에서는 S의 산화수는 −2이며 H 각각의 산화수는 +1이다. 전체 분자는 중성이므로, 산화수의 합 = −2 + (+1) × 2 = 0이다. H2에서는 동등한 원자가 결합 되어 있으므로 H 각각의 산화수는 0이다. (라) 아래의 아세트산(CH3CO2H)은 카복시기를 가지고 있다. 염기인 NH3를 만나면 이 카복시기는 산성으로 작용할 수 있다. (마) 수용액에서 수소이온(H+)을 내놓는 물질은 산이고 수산화 이온(OH−)을 내놓는 물질은 염기이다. 같은 농도의 용액이라도 이온화가 잘되는 산의 H+ 농도가 크다. 산과 염기가 반응하여 물과 염이 생성되는 반응은 중화반응이고 이때 중화열이 발생하므로 혼합 용액의 온도가 올라간다. (바) 이상기체의 압력(P)과 부피(V), 몰수(n), 절대 온도(T)의 관계를 나타내 주는 방정식은 PV = nRT이다. 기체상수(R)은 0.082 (atm·L)/(mol·K)이다. 서로 반응하지 않는 두 종류 이상의 기체가 같은 용기 속에 혼합되어 있을 때, 각 성분 기체가 나타내는 압력을 각 성분 기체의 부분 압력이라고 한다. (뒷면에 계속) (사) 엔트로피 변화(ΔS)는 최종 상태의 엔트로피에서 초기상태의 엔트로피를 뺀 값으로 나타낸다. 화학반응이 일어날 때 계에서 주위로 열을 방출하거나 계가 주위로부터 열을 흡수하는데, 주위의 엔트로피 변화는 이러한 에너지의 출입에 영향을 받는다. 깁스는 반응의 자발성을 판단하기 위해 자유 에너지라는 개념을 도입하였다. 【문항 1】[제시문] (가)-(라)를 참고하여 다음 물음에 답하시오 XH3, H2Y, ZCl4, ZY2, WV3 모두 중성 분자들이고 WV3를 제외하고는 모든 분자들의 중심원자는 옥텟 규칙을 만족하며 X, Y, Z, V, W는 모두 2주기의 원소들이다. H와 Cl은 실제의 수소와 염소 원소를 나타낸다. 아래의 그림은 이 분자들을 기체 상태로 전기장 속에 각각 넣었을 때 분자의 배열 모습을 나타낸 것이다. WV3는 XH3와 반응하여 중성인 화합물을 형성한다. 아래에서 루이스 구조식을 그릴 때 공유 전자쌍은 한 개 당 한 개의 선으로 표시하시오. 1-1. H2Y, XH3, WV3의 실제 원소 기호를 사용한 루이스 구조식을 그리시오. 분자 구조는 정사면체형, 평면삼각형, 굽은형, 직선형, 삼각뿔형 중 어떤 모양인가를 쓰시오? (6점) 1-2. 위 분자들 중에서 가장 작은 결합각을 갖는 것은 어느 것인가? 위 분자들 중에서 가장 큰 결합각을 갖는 것은 어느 것인가? 실제 원소 기호를 사용하여 루이스 구조식을 그려서 답하시오. 또한 ZCl4와 ZH4에서 각각에서 Z의 산화수를 구하시오.(6점) 1-3. Z2H4와 Z2H2에서 Z와 Z 사이의 결합에너지는 어떤 분자가 더 큰가? 실제 원소기호를 사용하여 루이스 구조식을 그려서 답하시오. 또한 Z2H2V2의 분자식을 갖는 분자들 중 (B) 타입 분자의 실제 원소기호를 사용한 루이스 구조식을 그려라. (4점) 1-4. H2ZY2의 분자식을 갖는 분자는 XH3와 반응하여 HZY2−와 XH4+를 형성한다. H2ZY2의 실제 원소기호를 사용한 루이스 구조식을 그려라. 또한 Z2H5XY2의 분자식을 갖는 분자들 중 중성 조건에서 한 분자 내에 (+)전하와 (−)전하를 모두 띠는 분자의 실제 원소기호를 사용한 루이스 구조식을 그려라. Z2H5XY2의 분자식을 갖는 이 분자는 산성에서는 (+) 전하만을, 염기성에서는 (−) 전하만을 띤다. (4점) 【문항 2】 [제시문] (마)를 참고하여 다음 물음에 답하시오 그림 1은 CH3COOH와 0.1몰과 NaOH 0.2몰을 각각 증류수에 녹여 1L의 수용액으로 만들었을 때 각 수용액 속에 존재하는 화합물 (이온 또는 분자) A ~ E의 개수 비율을 나타낸 것이다. (A~E는 각각 서로 다른 화합물이다). 그림 2는 상온 조건에서 위에서 준비한 CH3COOH(aq) 용액 0.1 L에 NaOH(aq) 용액을 조금씩 가하면서 혼합용액에 존재하는 화합물 수의 변화를 나타낸 그래프이다. (단, 그림 2의 그래프에서 서로 중복되는 부분을 구분하기 위하여 과장되게 분리하여 나타낸 경우도 있음에 주의하라) (다음 장에 계속) 2-1. 그림 1에서 (가)와 (나)는 각각 어떤 용액을 나타내는가? (2 점) 2-2. 그림 2에서 NaOH(aq) 용액의 부피가 얼마일 때 혼합용액의 온도가 가장 높아지는가? 그림 2의 (ㄱ) 지점에서 중화반응으로 생성된 물 분자 수는 몇 개인가? (단 아보가드로수는 6 × 1023 이다) (3 점). 2-3. 그림 2의 B와 E는 그림 1의 그것과 같다. 그림 2의 X~Z를 그림 1의 A, C, D 중 어떤 것인지와 A~E 화합물의 화학식을 각각 적으시오. (5 점) 【문항 3】[제시문] (바~사)를 참고하여 다음 물음에 답하시오 그림은 용기 (가)에 기체 A를 용기 (나)에 기체 O2를 각각 주입한 후의 상태를 나타낸 것이다. (단, 연결관의 부피는 무시한다.) 3-1. 27℃에서 기체 A가 N2일 때, 콕을 열면 N2와 O2가 자발적으로 균일하게 섞이게 된다. 기체가 섞이는 과정에서 계와 주위의 엔트로피 변화 (ΔS계와 ΔS주위)는 각각 어떻게 되는가? 콕을 열고 충분히 시간이 지난 후 N2와 O2의 부분 압력을 각각 구하라. 기체가 혼합된 후에 (나) 용기에 들어 있는 O2 분자의 개수는 몇 개인가? (단, 온도는 일정하고 1몰은 6 × 1023이며 두 기체는 이상기체처럼 행동한다) (5점) 3-2. NO는 O2와 발열 반응하여 NO2를 형성한다. 27℃에서 기체 A가 NO일 때, 콕을 열어 반응을 완결시켰더니 반응용기의 온도가 177℃로 증가하였다. 반응이 완결되었을 때 용기 속에 존재하는 분자들의 부분 압력을 구하라. 이 반응을 온도가 증가하지 않게 항온수조에서 일어나게 하면 반응의 자발성의 정도가 어떻게 변하는지 (증가 또는 감소) 근거를 들어 설명하라. (단 NO2 형성반응 이외의 반응은 무시한다.) (5점)
		* 주의사항 : 문제지, 연습지, 답안지에 필요한 인적사항을 기입하였는지 확인하시오.