2002-11 2002학년도 11월 고2 전국연합학력평가 과학탐구영역[자연계](과학)[화학Ⅱ]

2002학년도 11월 고2 전국연합학력평가 과학탐구영역[자연계](과학)[화학Ⅱ]의 문제를 제공합니다.
본 자료는 경기도교육청에서 출제하였으며,
고등학교 2학년 학생을 대상으로 2002년 11월 20일 (수)에 시행되었습니다.

2002학년도 11월 고2 전국연합학력평가

과학탐구영역[자연계](과학)[화학Ⅱ]

시행 : 2002.11.20(수)
대상 : 고등학교 2학년
출제 : 경기도교육청

사진, 그림, 듣기파일 등은 빠져 있으며,
표, 밑줄 등은 원본과 다를 수 있습니다.
원본 파일을 참고하시기 바랍니다.
원본 파일은 https://korea-test.tistory.com/에 있습니다.

물질은 순물질과 혼합물로 분류하며, 순물질은 다시 홑원소 물질과 화합물로 구분할 수 있다. 다음은 액체 상태의 물질 A, B에 대한 실험 결과이다.

[실험 결과]
◦ 물질 A의 끓는점은 일정하였고, 전기 분해하였더니 양쪽 전극에서 기체가 발생하였다.
◦ 물질 B의 끓는점은 일정하지 않았으며, 증류하여 여러 종류의 물질이 얻어졌다.

위 실험 결과로부터 물질 A와 B를 옳게 분류하여 짝지은 것은? [2점]

① [A] : 홑원소 물질 / [B] : 혼합물

② [A] : 혼합물 / [B] : 화합물

③ [A] : 화합물 / [B] : 홑원소 물질

④ [A] : 화합물 / [B] : 혼합물

⑤ [A] : 혼합물 / [B] : 홑원소 물질

철수는 일정량의 황화철(FeS)을 완전히 분해시켜 생성된 철과 황의 질량을 측정하는 실험을 하여 표와 같은 결과를 얻었다.

실험 번호	황화철의 질량(g)	철의 질량(g)	황의 질량(g)
1	11	7	4
2	22	14	8
3	33	21	12

위 실험 결과에 대한 해석으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고르면?

보기

ㄱ. 황화철이 분해될 때 질량이 보존된다.
ㄴ. 철의 원자량은 황의 원자량보다 작다.
ㄷ. 황화철을 구성하는 성분 원소의 질량비는 일정하다.

① ㄱ

② ㄴ

③ ㄱ, ㄴ

④ ㄱ, ㄷ

⑤ ㄴ, ㄷ

영희는 기체 A의 성질을 알아보기 위해 다음과 같은 실험을 하였다.

[실험]
(가) $\text{H}_2\text{SO}_4$과 $\text{NaCl}$이 반응하여 발생되는 기체 A를 그림 Ⅰ과 같이 시험관에 모은다.
(나) 과정 (가)의 시험관 입구에 그림 Ⅱ와 같이 암모니아수를 묻힌 유리 막대를 대었더니 흰색 연기가 생겼다.
(다) 기체 A가 들어 있는 시험관에 물을 넣고 그림 Ⅲ과 같이 푸른색 리트머스 종이를 시험관에 넣었더니 붉게 변하였다.

위 실험으로 알 수 있는 사실을 <보기>에서 모두 고르면?

보기

ㄱ. 기체 A는 공기보다 가볍다.
ㄴ. 기체 A는 물에 녹아 산성을 띤다.
ㄷ. 암모니아는 기체 A를 확인하는 데 사용할 수 있다.

① ㄱ

② ㄴ

③ ㄷ

④ ㄱ, ㄴ

⑤ ㄴ, ㄷ

표는 네 종류의 원자 또는 이온을 구성하는 입자들의 수를 나타낸 것이다.

원자 또는 이온	원자 번호	양성자수(개)	중성자수(개)	질량수	전자수 (개)
A		16		36	18
B		18	18		18
C	18		22		18
D	20			40	18

A~D에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, A~D는 임의의 원자나 이온을 나타내는 기호이다.)

① B와 C는 원자이다.

② B와 C는 동위 원소이다.

③ C와 D는 질량수가 같다.

④ A와 D는 중성자수가 같다.

⑤ A와 D는 핵 전하량이 같다.

영희는 구리 산화물의 화학식을 구하기 위해 다음과 같은 실험을 하였다.

[실험 과정]
(가) 구리 산화물의 질량을 측정하여 시료 접시에 넣는다.
(나) 그림과 같이 장치하여 구리 산화물을 수소 기체와 완전히 반응시킨다.
(다) 반응이 끝난 후 시료 접시에 남은 고체의 질량을 측정한다.

위 실험의 결과를 이용하여 구리 산화물의 화학식을 구하기 위해 반드시 알아야 할 자료를 <보기>에서 모두 고르면?

보기

ㄱ. 수소의 원자량
ㄴ. 산소의 원자량
ㄷ. 구리의 원자량
ㄹ. 염화칼슘의 화학식량

① ㄱ, ㄴ

② ㄱ, ㄷ

③ ㄴ, ㄷ

④ ㄴ, ㄹ

⑤ ㄷ, ㄹ

영희는 염화수소를 구성하는 성분 원소 사이의 질량비를 구하기 위해 다음과 같은 실험을 하였다.

[실험 과정]
(가) 10% HCl 수용액 100g을 삼각 플라스크에 넣고 솜마개로 막은 다음 질량을 측정한다.
(나) 아연 조각의 질량을 측정하고, 과정 (가)의 삼각 플라스크에 넣는다.
(다) 솜마개로 삼각 플라스크를 느슨하게 막고 반응이 끝난 후 삼각 플라스크의 질량을 측정한다.

위 실험의 결과를 이용하여 염화수소의 수소와 염소의 질량비를 구하려고 할 때 이용되는 화학의 법칙을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 아연은 충분한 양을 사용하였다.) [1점]

보기

ㄱ. 질량 보존의 법칙
ㄴ. 배수 비례의 법칙
ㄷ. 기체 반응의 법칙

① ㄱ

② ㄴ

③ ㄷ

④ ㄱ, ㄴ

⑤ ㄴ, ㄷ

산업체에서 배출하는 폐수에는 은이 포함된 경우가 많다. 이런 폐수에 구리 조각을 넣으면 다음과 같은 반응에 의해 은을 회수할 수 있다. $$2\text{AgNO}_3(aq)+\text{Cu}(s) → 2\text{Ag}(s)+\text{Cu}(\text{NO}_3)_2(aq)$$ 영희는 이 반응에서 반응하는 금속과 금속 이온 사이의 양적 관계에 대해 알아보려고 다음과 같은 실험을 하였다.

[실험 과정]
(가) 질산은 1.70g을 물 100g에 녹여 질산은 용액을 만든다.
(나) 과정 (가)에서 만든 질산은 용액에 충분한 양의 구리 조각을 넣고 일어나는 변화를 관찰한다.
[실험 결과]
◦ 용액은 푸른색으로 변하고, 구리 표면에서 은이 석출된다.

위 실험에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고르면? (단, 질산은의 화학식량은 170이며, 은과 구리의 원자량은 각각 108, 64이다.) [1점]

보기

ㄱ. 석출된 은의 질량은 1.08g이다.
ㄴ. 반응이 끝난 후 용액의 질량은 증가한다.
ㄷ. 용액 중의 질산 이온의 양은 반응 전·후에 변화 없다.

① ㄱ

② ㄴ

③ ㄷ

④ ㄱ, ㄴ

⑤ ㄱ, ㄷ

철수는 산성비의 원인 물질인 이산화황($\text{SO}_2$)이 화석 연료를 연소시킬 때 발생한다는 사실을 배우고, 이와 관련된 자료를 수집하던 중 다음과 같은 사실을 알게 되었다.

◦ 황의 연소 반응식 : $\text{S}+\text{O}_2 → \text{SO}_2$
◦ 공장 A에서 하루에 사용되는 석탄의 질량 : 1000kg
◦ 석탄에 포함되어 있는 황의 질량 백분율 : 1.34%

위 사실을 이용하여 공장 A에서 하루에 발생하는 이산화황의 질량을 알아내려고 한다. 이를 위해 추가로 조사해야할 것을 <보기>에서 모두 고르면? (단, 황이 연소하면 $\text{SO}_2$만 생성된다고 가정한다.)

보기

ㄱ. 황의 원자량
ㄴ. 탄소의 원자량
ㄷ. 산소의 원자량
ㄹ. 석탄의 연소에 필요한 산소의 양

① ㄱ, ㄴ

② ㄱ, ㄷ

③ ㄱ, ㄹ

④ ㄴ, ㄷ

⑤ ㄴ, ㄹ

그림은 수소 방전관에서 방출되는 빛의 선스펙트럼을 나타낸 것이다.
위 자료와 관련된 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고르면? (단, 빛의 에너지는 파장에 반비례한다.)

보기

ㄱ. 수소 원자의 에너지 준위는 불연속적이다.
ㄴ. 가장 큰 에너지를 방출한 계열은 파센 계열이다.
ㄷ. 수소 원자의 에너지 준위는 일정한 크기로 변화한다.
ㄹ. 전자의 에너지 준위가 낮아질 때에는 에너지가 방출된다.

① ㄱ, ㄴ

② ㄱ, ㄷ

③ ㄱ, ㄹ

④ ㄴ, ㄷ

⑤ ㄴ, ㄹ

그래프는 분자 $\text{A}_2$와 $\text{B}_2$에서 두 원자 사이의 핵간 거리와 에너지의 관계를 나타낸 것이다. (단, A와 B는 임의의 원소 기호이다.)
그래프로부터 $\text{A}_2$와 $\text{B}_2$의 결합 에너지와 공유 결합 길이를 각각 옳게 비교한 것은?

① [결합 에너지] : $\text{A}-\text{A} > \text{B}-\text{B}$ / [공유 결합 길이] : $\text{A}-\text{A} > \text{B}-\text{B}$

② [결합 에너지] : $\text{A}-\text{A} > \text{B}-\text{B}$ / [공유 결합 길이] : $\text{A}-\text{A} < \text{B}-\text{B}$

③ [결합 에너지] : $\text{A}-\text{A} = \text{B}-\text{B}$ / [공유 결합 길이] : $\text{A}-\text{A} = \text{B}-\text{B}$

④ [결합 에너지] : $\text{A}-\text{A} < \text{B}-\text{B}$ / [공유 결합 길이] : $\text{A}-\text{A} > \text{B}-\text{B}$

⑤ [결합 에너지] : $\text{A}-\text{A} < \text{B}-\text{B}$ / [공유 결합 길이] : $\text{A}-\text{A} < \text{B}-\text{B}$

그래프는 3주기 원자 A와 B의 순차적 이온화 에너지를 나타낸 것이다.
위 그래프에서 두 원자 A, B에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고르면? (단, A, B는 임의의 원소 기호이다.)

보기

ㄱ. A의 원자가전자 수는 2개이다.
ㄴ. A와 B로 이루어진 화합물의 화학식은 AB이다.
ㄷ. B의 안정한 이온의 반지름은 원자 반지름보다 작다.
ㄹ. A와 B로 이루어진 화합물은 용융 상태에서 전기가 잘 통한다.

① ㄱ, ㄴ

② ㄱ, ㄷ

③ ㄱ, ㄹ

④ ㄴ, ㄷ

⑤ ㄴ, ㄹ

표는 연료로 많이 쓰이는 메탄($\text{CH}_4$), 프로판($\text{C}_3\text{H}_8$), 부탄($\text{C}_4\text{H}_{10}$)의 연소 반응식과 연소열(물질 1몰이 완전 연소할 때 발생하는 열량)을 나타낸 자료이다.

연료	연소 반응식	연소열(kJ/mol)
메탄	$\text{CH}_4+ 2\text{O}_2 → \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$	889
프로판	$\text{C}_3\text{H}_8 + 5\text{O}_2 → 3\text{CO}_2 + 4\text{H}_2\text{O}$	2217
부탄	$2\text{C}_4\text{H}_{10} + 13\text{O}_2 → 8\text{CO}_2 + 10\text{H}_2\text{O}$	2874

세 연료를 각각 연소시켜 같은 열량을 얻고자 할 때, 발생하는 이산화탄소의 몰 수를 옳게 비교한 것은?

① $부탄 > 프로판 > 메탄$

② $부탄 > 메탄 > 프로판$

③ $프로판 > 메탄 > 부탄$

④ $프로판 > 부탄 > 메탄$

⑤ $메탄 > 프로판 > 부탄$

다음은 3주기 원소들의 원자와 안정한 이온의 상대적인 크기를 나타낸 것이다.

입자 ＼ 원소	A	B	C	D
원자
이온

위 자료에 대한 설명 중 옳은 것을 <보기>에서 모두 고르면? (단, A~D는 임의의 원소 기호이다.) [2점]

보기

ㄱ. A는 금속 원소이다.
ㄴ. 원자 번호는 A가 D보다 크다.
ㄷ. 원소 A와 C 사이의 결합은 공유 결합이다.

① ㄱ

② ㄴ

③ ㄷ

④ ㄱ, ㄴ

⑤ ㄴ, ㄷ

그림은 세 가지 원자의 보어 모형에 따른 전자 배치를 나타낸 것이다.
위에 주어진 원자들의 원자 반지름과 이온 반지름의 크기를 비교한 것으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고르면? (단, A~C는 임의의 원소 기호이다.)

보기

ㄱ. $\text{원자 C의 반지름}>\text{원자 B의 반지름}$
ㄴ. $\text{이온 $\text{A}^-$의 반지름}>\text{이온 $\text{B}^+$의 반지름}$
ㄷ. $\text{원자 A의 반지름}>\text{이온 $\text{A}^-$의 반지름}$
ㄹ. $\text{원자 C의 반지름}>\text{이온 $\text{C}^{2+}$의 반지름}$

① ㄱ, ㄴ

② ㄱ, ㄷ

③ ㄴ, ㄷ

④ ㄴ, ㄹ

⑤ ㄷ, ㄹ

원자가 바닥 상태의 전자 배치를 이루고 있을 때, 다음과 같은 원칙에 의해 전자들이 오비탈에 채워진다.

◦ 전자는 에너지 준위가 낮은 오비탈부터 채워진다.
◦ 한 오비탈에 채워질 수 있는 최대 전자수는 2개이다.
◦ 전자는 에너지 준위가 같은 오비탈에 채워질 때 가능하면 쌍을 이루지 않으려고 한다.

바닥 상태의 전자 배치를 이루고 있는 원자를 <보기>에서 모두 고르면? (단, A~D는 임의의 원소 기호이다.)

보기

A : $1s^2 2s^2 2{p_x}^2 2{p_y}^2$
B : $1s^2 2s^2 2{p_x}^2 2{p_y}^2 2{p_z}^1$
C : $1s^2 2s^2 2{p_x}^2 2{p_y}^2 2{p_z}^2 3s^1$
D : $1s^2 2s^2 2{p_x}^2 2{p_y}^2 2{p_z}^2 3s^1 3{p_x}^1$

① A, B

② A, C

③ B, C

④ B, D

⑤ C, D

철수는 $\text{CoCl}_3·5\text{NH}_3$ 1몰이 들어있는 수용액에 $\text{AgNO}_3$를 0.4몰씩 첨가하면서 각각의 경우에 생성된 앙금의 높이를 측정하여 그래프와 같은 결과를 얻었다. (단, 앙금의 높이를 ∙로 표시하였다.)
위 자료를 이용하여 반응한 $\text{CoCl}_3·5\text{NH}_3$와 $\text{AgNO}_3$의 몰수비를 구하면?

① [$\text{CoCl}_3·5\text{NH}_3$] : [$\text{AgNO}_3$] $ = 1 : 1$

② [$\text{CoCl}_3·5\text{NH}_3$] : [$\text{AgNO}_3$] $ = 1 : 2$

③ [$\text{CoCl}_3·5\text{NH}_3$] : [$\text{AgNO}_3$] $ = 2 : 1$

④ [$\text{CoCl}_3·5\text{NH}_3$] : [$\text{AgNO}_3$] $ = 1 : 3$

⑤ [$\text{CoCl}_3·5\text{NH}_3$] : [$\text{AgNO}_3$] $ = 3 : 1$