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2007학년도 9월 고2 전국연합학력평가 정답 및 해설

• 4교시 과학탐구 영역 •

화학Ⅰ 정답

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

해 설

1. [출제의도] 기체의 제법과 성질을 이해한다.

A 는 산소, B 는 수소, C 는 이산화탄소이다. 따라서 공기 중 조성비(%)는 산소가 이산화탄소보다 크다.

2. [출제의도] 액체 공기로부터 성분 기체를 분리하는 원리를 이해한다.

ㄴ. A 는 질소, B 는 아르곤, C 는 산소이다. 질소의 끓는점이 아르곤의 끓는점보다 낮으므로 분자 사이의 인력이 A 가 B 보다 작다.

ㄷ. 질소와 산소가 반응하면 산성비의 원인이 되는 질소산화물을 생성한다.

[오답풀이] ㄱ. B 는 비활성 기체인 아르곤이므로 반응성이 가장 작다.

3. [출제의도] 기체의 확산 현상을 이해한다.

ㄱ. 콕을 열면 헬륨 기체와 네온 기체가 확산되므로 충분한 시간이 지나면 전체 용기에 고르게 분포한다. 따라서 (가)와 (나)에서 두 기체의 조성비와 압력은 같고, 온도와 압력이 같으므로 분자수는 부피가 큰 (나)가 (가)보다 크다.

4. [출제의도] 보일의 법칙과 샤를의 법칙을 이해한다.

ㄱ. 기체 A, B, C 의 온도와 압력을 0℃, 1기압 조건으로 하면, 부피는 각각 22.4L, 44.8L, 11.2L이다. 그러므로 같은 조건에서 부피가 가장 큰 B 의 분자수가 가장 많다.

ㄴ. 기체 분자 한 개의 질량은 같은 온도와 압력에서 기체의 밀도에 비례한다. 0℃, 1기압에서 기체 A, B, C 의 밀도는 각각 1.43g/L, 0.18g/L, 0.72g/L이다. 따라서 분자의 질량이 가장 큰 기체는 같은 온도와 압력에서 밀도가 가장 큰 A 이다.

[오답풀이] ㄷ. 같은 온도와 압력에서 밀도가 가장 작은 B 의 확산 속도가 가장 빠르다.

5. [출제의도] 물의 특성을 이해한다.

① 물방울의 모양이 비눗방울의 모양보다 더 동그란 이유는 물의 표면장력이 비눗물보다 크기 때문이다.

물의 표면장력이 커서 소금쟁이가 물 위에 떠 있을 수 있다.

[오답풀이] ②, ⑤ 물은 극성을 나타내므로 바닷물에는 여러 종류의 전해질이 녹아 있다. 따라서 바닷물은 전기가 잘 통한다. 매운 맛을 내는 물질은 극성이 약하므로 물에 잘 녹지 않아 매운 맛이 물에 의해 잘 사라지지 않는다.

6. [출제의도] 기체의 성질을 이해한다.

ㄱ. 같은 압력과 온도에서 기체의 부피는 분자수에 비례한다. 따라서 A 의 부피가 B 의 부피의 두 배이므로 분자수는 A 가 B 의 2배이다.

ㄴ. 0℃에서 같은 질량일 때 A 의 부피가 B 의 부피의 2배이므로 밀도는 A 가 B 보다 작다. 따라서 밀도가 작은 A 의 평균 운동 속력이 B 보다 크다.

ㄷ. 273℃일 때 기체의 부피는 0℃일 때 부피의 2배가 된다. 즉, A 는 4L가 되고 B는 2L가 되므로 A 와 B 의 부피 차이는 2L이다.

7. [출제의도] 산과 염기의 중화 반응을 이해한다.

산과 염기의 중화 반응에서 물이 생성된다. 자료에서 혼합 용액의 부피 증가량으로부터 염산과 수산화나트륨은 2:1의 부피비로 반응한다는 것을 알 수 있다.

④ 중화점에서 전기 전도도가 가장 작다.

[오답풀이] ① 염산과 수산화나트륨 수용액이 2:1의 부피비로 반응하고 있으므로, 수산화나트륨의 농도가 더 크다. 즉,  <  이다.

② pH가 가장 큰 것은 (라)이다.

③ [eqn: rm Na ^{+}] 과 [eqn: rm Cl ^{-}] 의 수가 같아지는 경우는 중화점에서이다. 자료의 중화점은 (나)이다.

⑤ 중화 반응의 알짜 이온은 [eqn: rm H ^{+}]과 [eqn: rm OH ^{-}]이다.

8. [출제의도] 온실 기체에 대해 이해한다.

지구 온난화의 원인이 되는 주요 기체는 이산화탄소, 메탄, 프레온, 일산화이질소 등이다.

9. [출제의도] 물의 정수 및 하수 처리 과정을 이해한다.

ㄱ. (가)의 물에는 정수장에서 소독을 위해 투입한 염소에 의해 염화 이온([eqn: rm Cl ^{-}])이 녹아 있다. 그러므로 (가)의 물에 [eqn: rm AgNO _{3}] 수용액을 가하면 흰색 앙금이 생성된다.

[오답풀이] ㄴ. 유기물은 하수 처리 과정의 포기조에서 제거된다.

ㄷ. BOD는 유기물의 양에 비례한다. 유기물은 하수 처리장에서 제거되므로 유기물의 양은 (나) > (다)이고, (나)의 물이 BOD가 더 높다.

10. [출제의도] 철의 제련 과정과 관련된 화학 반응을  이해한다.

④ 일산화탄소는 철광석을 철로 환원시킨다.

[오답풀이] ① 용광로 속에 넣어준 코크스는 산화되어 일산화탄소가 된다.

②, ③ 석회석은 용광로 속에서 분해되어 산화칼슘을 생성한다. 산화칼슘은 철광석의 불순물인 이산화규소와 반응하여 슬래그를 형성하여 제거한다.

⑤ 코크스가 불완전 연소되어 생성된 일산화탄소는 철광석을 환원시키면서 이산화탄소로 되어 용광로 가스로 배출된다.

11. [출제의도] 금속의 반응성을 이용하여 철의 부식을 방지하는 원리를 이해한다.

ㄱ. 금속 A 와 C 는 철보다 반응성이 크고, 금속 B는 철보다 반응성이 작다. 따라서 금속 A 는 금속 B 보다 반응성이 크다.

ㄴ. 금속 C 는 금속 B 보다 반응성이 크다. 따라서 금속 B 에 금속 C 를 연결하면 반응성이 큰 C 가 먼저 산화되어 B 의 부식을 방지한다.

[오답풀이]

ㄷ. 주어진 자료만으로 금속 A 와 금속 C 의 반응성을 비교할 수 없다.

12. [출제의도] 산과 염기의 중화 반응을 이해한다.

그래프에서 전류의 세기가 가장 작은 중화점에서 전류가 거의 0에 가까운 것으로 보아 중화 반응에서 생성된 염은 물에 녹지 않는 앙금이다.

ㄱ. 실험Ⅳ에서 사용한 염기 B 는 [eqn: rm `Ba(OH) _{2}] 이고, 산 Y는 [eqn: rm H _{2`} SO _{4}] 이다. 따라서 실험Ⅰ은 [eqn: rm NaOH] 과 [eqn: rm HCl]이 반응한 것이므로 이 때 생성된 염인 [eqn: rm NaCl]은 물에 잘 녹는다.

ㄷ. 실험 Ⅱ는 [eqn: rm NaOH] 과 [eqn: rm H _{2`} SO _{4}] 이 반응한 경우이므로 중화점에서 [eqn: rm Na ^{+}] 과 [eqn: rm SO _{4} ^{2-}]의 개수 비는 2:1이다.

[오답풀이] ㄴ. 농도가 같으므로 일정량의 [eqn: rm HCl]을 중화시키는 데 필요한 [eqn: rm NaOH] 수용액의 부피가 [eqn: rm `Ba(OH) _{2}] 수용액보다 크다.

13. [출제의도] 앙금 생성 반응을 이해한다.

화학 반응식에서 노란색 물감은 앙금 생성 반응으로 생성되었다. ㄱ, ㄴ에서는 앙금이 생성되는 반응이 일어난다.

[오답풀이] ㄷ은 염기인 비린내가 산인 식초와 중화 반응하는 경우이다.

ㄹ은 반응성이 큰 마그네슘이 철보다 먼저 산화되는 경우이다.

14. [출제의도] 센물의 성질을 이해한다.

ㄱ. [eqn: rm Ca ^{2+}]이 녹아 있으므로 비누 거품이 잘 생기지 않는다.

ㄷ. 보일러 관 속에서 (나)의 반응이 진행되어 앙금이 생성된다.

[오답풀이] ㄴ. [eqn: rm Ca ^{2+}]이 탄산수소염의 형태로 녹아 있으므로 가열하면 (나)의 반응이 일어나 이온수는 감소한다.

15. [출제의도] 물의 전기 분해 반응을 이해한다.

② 생성된 기체 A, B 의 부피비가 1 : 2이므로, 분자수의 비는 1 : 2이다.

[오답풀이] ① 기체 A, B 는 물과 접촉한 상태에서 포집되고 있는 것으로 보아 물에 잘 녹지 않는다.

③ (+)극에서 포집되는 기체 A 는 산소이므로 불을 가져가면 잘 탄다.

④ 기체 A 는 산화 반응을 통해서 생성된다.

⑤ 전해질로 염화구리([eqn: rm CuCl _{2}])를 사용하면 (-)극에서 구리가, (+)극에서 염소 기체가 생성된다.

16. [출제의도] 광화학 스모그의 발생 과정을 안다.

이산화질소가 자외선에 의해 분해되어 생성된 반응성이 강한 산소 원자는 공기 중의 산소 분자와 반응하여 오존을 생성한다. 오존은 연료가 불완전 연소되어 발생한 탄화수소류와 반응하여 여러 종류의 옥시던트를 생성하여 광화학 스모그가 발생한다.

17. [출제의도] 물의 특성을 이해한다.

바위 속의 물이 얼어 얼음이 되면 부피가 증가하므로 바위가 깨진 것이다.

ㄴ. 일정량의 물이 얼면 부피가 팽창하므로 얼음의 밀도가 물의 밀도보다 작아 빙하가 물 위에 떠 있다.

[오답풀이] ㄱ. 바늘을 물 위에 띄울 수 있는 것은 물의 표면장력이 크기 때문이다.

ㄷ. 물은 극성을 나타내므로 전해질이 잘 녹는다.

18. [출제의도] 할로겐의 반응성을 이해한다.

ㄱ.  수용액에 염소수를 넣어 반응시켰을 때 사염화탄소 층의 색깔이 적갈색으로 변한 것으로 보아 [eqn: rm Cl _{2} `+`2Y ^{-}` ->``` 2Cl ^{-} ``+`Y _{2}] 이 일어난다.

따라서 반응성은 [eqn: rm Cl _{2}] 가 [eqn: rm Y _{2}]보다 크다.

[오답풀이] ㄴ. 적갈색을 나타내는 할로겐이 사염화탄소에 녹아 적갈색을 띠는 것으로 보아 [eqn: rm Y _{2}]는 물보다 사염화탄소에 더 잘 녹는다.

ㄷ. 과정 (3) 의 수용액 속에는 [eqn: rm NaCl] 이 녹아 있으므로 생성된 앙금은 [eqn: rm AgCl] 이다.

19. [출제의도] 합금의 특성과 이용에 대해 안다.

주방 용기는 부식에 강해야 하고, 항공기 동체는 가볍고 강해야 하므로 주방 용기에는 합금 B 가, 항공기 동체에는 합금 D 가 가장 적합하다.

20. [출제의도] 금속의 반응성에 대해 이해한다.

ㄴ. 발생한 기체는 모두 수소이다.

ㄷ. 그래프에서 감소한 수소 이온의 개수만큼 A 이온이 생성되므로 염산과 금속 A 가 반응하는 동안 용액 속의 총 이온 수는 일정하다. 그러나 금속 B와 염산이 반응할 때 수소 이온 2개가 반응하여 금속 B이온이 1개의 비율로 생성되므로 총 이온 수는 감소한다.

[오답풀이] ㄱ. 그래프에서 수소 이온이 감소하면서 A 이온이 증가하는 것으로 보아 금속 A 는 수소보다 반응성이 크다. 또 금속 B 를 넣었을 때 수소 이온이 다시 감소하고 B 이온이 증가하는 것으로 보아 금속 B 는 수소보다 반응성이 크다. B 를 넣은 이후 반응하지 않은 금속 B 가 계속 남아있는 것은 금속 B 가 A 이온에게 전자를 주어 환원시킬 수 없기 때문이므로 반응성은 금속 B 가 금속 A 보다 작다.