본 자료는 교육과정평가원에서 출제하였으며,
고등학교 3학년 학생을 대상으로 2002년 11월 6일 (수)에 시행되었습니다.
2003학년도 대학수학능력시험
과학탐구영역[자연계](과학)[화학Ⅱ]
시행 : 2002.11.6(수)
대상 : 고등학교 3학년
출제 : 교육과정평가원
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.
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돌턴은 물질을 구성하는 기본 입자에 대한 원자설을 다음과 같이 제안하였다.
○ 모든 물질은 더 이상 쪼갤 수 없는 입자, 즉 원자로 구성되어 있다.
○ 같은 원소의 원자들은 모두 그 성질과 질량이 같다.
○ 화학 변화가 일어날 때, 원자는 서로 배열만 바뀔 뿐 새로 생성되거나 소멸되지 않는다.
○ 화합물이 만들어질 때, 각 원소의 원자들은 간단한 정수비로 결합한다.
다음 중 돌턴의 원자설로 설명할 수 없는 것은? (단, 원자량은 탄소 12, 산소 16이다.)
○ 같은 원소의 원자들은 모두 그 성질과 질량이 같다.
○ 화학 변화가 일어날 때, 원자는 서로 배열만 바뀔 뿐 새로 생성되거나 소멸되지 않는다.
○ 화합물이 만들어질 때, 각 원소의 원자들은 간단한 정수비로 결합한다.
① 일산화탄소에서 탄소와 산소의 질량비는 $3 : 4$이다.
② 일산화탄소 28g과 산소 16g이 반응하여 이산화탄소 44g이 생성된다.
③ 일산화탄소 2L와 산소 1L가 반응하여 이산화탄소 2L가 생성된다.
④ 일산화탄소와 이산화탄소에서 일정량의 탄소와 결합한 산소의 질량비는 $1 : 2$이다.
⑤ 일산화탄소와 산소가 반응하여 이산화탄소가 될 때, 탄소와 산소의 원자 수는 변하지 않는다.
산소 분자($\text{O}_2$) 1몰에 대한 양은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
산소 기체 16g에 포함된 산소 분자의 수와 입자수가 같은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 원자량은 수소 1, 탄소 12, 산소 16이다.)
ㄴ. 물 분자 $3.0\times10^{23}$개에 포함된 수소 원자의 수
ㄷ. 이산화탄소($\text{CO}_2$) 0.25 몰에 포함된 산소 원자의 수
ㄹ. 표준상태에서 수소($\text{H}_2$) 기체 22.4L에 포함된 수소 분자의 수
| 분자의 수 | 부피 (표준상태) | 질량 | 산소 원자의 수 | 산소 원자의 몰 수 |
| $6.0\times10^{23}$개 | 22.4L | 32g | $1.2\times10^{24}$개 | 2 몰 |
보기
ㄱ. 물($\text{H}_2\text{O}$) 9g에 포함된 물 분자의 수ㄴ. 물 분자 $3.0\times10^{23}$개에 포함된 수소 원자의 수
ㄷ. 이산화탄소($\text{CO}_2$) 0.25 몰에 포함된 산소 원자의 수
ㄹ. 표준상태에서 수소($\text{H}_2$) 기체 22.4L에 포함된 수소 분자의 수
① ㄱ, ㄴ
② ㄱ, ㄷ
③ ㄱ, ㄹ
④ ㄴ, ㄷ
⑤ ㄴ, ㄹ
그림은 해열 진통제로 사용되는 아스피린의 구조식을 나타낸 것이다.
다음은 아스피린을 가수분해하여 얻은 흰색 가루의 몇 가지 성질이다.
다음은 아스피린을 가수분해하여 얻은 흰색 가루의 몇 가지 성질이다.
○ 물보다 수산화나트륨($\text{NaOH}$) 수용액에 더 잘 녹는다.
○ 산 촉매 하에서 에탄올($\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$)과 에스테르화 반응을 한다.
○ 산 촉매 하에서 포름산($\text{HCOOH}$)과 에스테르화 반응을 한다.
흰색 가루 물질의 구조식으로 옳은 것은?
○ 산 촉매 하에서 에탄올($\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$)과 에스테르화 반응을 한다.
○ 산 촉매 하에서 포름산($\text{HCOOH}$)과 에스테르화 반응을 한다.
그림 (가)는 압력이 일정할 때 온도에 따른 기체의 부피 변화를 나타낸 것이고, 그림 (나)는 온도가 일정할 때 압력에 따른 기체의 부피 변화를 나타낸 것이다.
각각의 그림과 관련된 현상을 <보기>에서 골라 옳게 짝지은 것은? [1점]
ㄴ. 찌그러진 탁구공을 뜨거운 물에 넣으면 부풀어 오른다.
ㄷ. 여름철에 작은 연못의 물고기들이 호흡을 위해 수면으로 떠오른다.
각각의 그림과 관련된 현상을 <보기>에서 골라 옳게 짝지은 것은? [1점]
보기
ㄱ. 잠수부가 내뿜은 기포는 위로 올라갈수록 커진다.ㄴ. 찌그러진 탁구공을 뜨거운 물에 넣으면 부풀어 오른다.
ㄷ. 여름철에 작은 연못의 물고기들이 호흡을 위해 수면으로 떠오른다.
① (가) : ㄱ / (나) : ㄴ
② (가) : ㄴ / (나) : ㄱ
③ (가) : ㄴ / (나) : ㄷ
④ (가) : ㄷ / (나) : ㄱ
⑤ (가) : ㄷ / (나) : ㄴ
[5~6]
그림은 원소의 주기율표 일부분을 나타낸 것이다.
(단, A~J는 임의의 원소 기호이다.)
(단, A~J는 임의의 원소 기호이다.)
| 주기 ＼ 족 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
| 1 | A | |||||||||||||||||
| 2 | B | C | ||||||||||||||||
| 3 | D | E | F | |||||||||||||||
| 4 | G | H | I | J | ||||||||||||||
아래와 같은 특성을 갖는 원소를 위 그림에서 고르면?
○ 상온의 물과 반응하여 수소 기체를 발생시킨다.
○ 안정한 이온의 전자 배치는 $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3 p^6$이다.
○ 원자 반지름은 0.197nm이고, 이온 반지름은 0.099 nm이다.
○ 안정한 이온의 전자 배치는 $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3 p^6$이다.
○ 원자 반지름은 0.197nm이고, 이온 반지름은 0.099 nm이다.
① D
② F
③ G
④ H
⑤ J
다음은 어떤 물질의 특성을 나열한 것이다.
위와 같은 특성을 지닌 물질의 화학식으로 옳은 것은? [1점]
위와 같은 특성을 지닌 물질의 화학식으로 옳은 것은? [1점]
○ 결정은 단단하지만 부스러지기 쉽다.
○ 상온에서 고체 상태로 존재하며 녹는점이 높다.
○ 고체 상태에서는 전기 전도성이 없으나, 용융 또는 수용액 상태에서는 전기 전도성이 있다.
○ 상온에서 고체 상태로 존재하며 녹는점이 높다.
○ 고체 상태에서는 전기 전도성이 없으나, 용융 또는 수용액 상태에서는 전기 전도성이 있다.
① $\text{A}_2\text{C}$
② $\text{BF}_2$
③ $\text{C}_2$
④ $\text{DI}$
⑤ $\text{E}$
무색의 질산은($\text{AgNO}_3$) 수용액에 구리($\text{Cu}$)줄을 넣었더니, 그림과 같이 구리줄의 표면에 은($\text{Ag}$)이 석출되었고 용액은 엷은 푸른색으로 변했다.
이 반응에 대한 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고른 것은?
ㄴ. 은 이온은 산화제이다.
ㄷ. 은 이온의 산화수는 증가하였다.
ㄹ. 전자는 구리에서 은 이온으로 이동하였다.
이 반응에 대한 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고른 것은?
보기
ㄱ. 구리는 산화되었다.ㄴ. 은 이온은 산화제이다.
ㄷ. 은 이온의 산화수는 증가하였다.
ㄹ. 전자는 구리에서 은 이온으로 이동하였다.
① ㄱ, ㄴ
② ㄱ, ㄷ
③ ㄴ, ㄹ
④ ㄱ, ㄴ, ㄷ
⑤ ㄱ, ㄴ, ㄹ
그림은 질산칼륨($\text{KNO}_3$)과 염화칼륨($\text{KCl}$)의 용해도 곡선을 나타낸 것이다.
위 그림으로부터 추론한 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고른 것은? (단, 화학식량은 $\text{KNO}_3$ 101.1, $\text{KCl}$ 74.6이다.)
ㄴ. B 상태에 있는 염화칼륨 수용액의 퍼센트 농도는 45%보다 작다.
ㄷ. 60℃의 질산칼륨 포화 용액 110g을 20℃로 냉각시키면 질산칼륨 80g이 석출된다.
위 그림으로부터 추론한 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고른 것은? (단, 화학식량은 $\text{KNO}_3$ 101.1, $\text{KCl}$ 74.6이다.)
보기
ㄱ. A 상태에 있는 질산칼륨 수용액과 염화칼륨 수용액의 몰 농도는 서로 같다.ㄴ. B 상태에 있는 염화칼륨 수용액의 퍼센트 농도는 45%보다 작다.
ㄷ. 60℃의 질산칼륨 포화 용액 110g을 20℃로 냉각시키면 질산칼륨 80g이 석출된다.
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄷ
④ ㄱ, ㄴ
⑤ ㄴ, ㄷ
표는 분자량이 비슷한 몇 가지 화합물의 구조식과 끓는점을 나타낸 것이다.
위 자료를 참고로 하여 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고른 것은?
ㄴ. 분자 사이에 작용하는 힘은 포름산이 에탄올보다 더 크다.
ㄷ. 프로판 분자 사이에 작용하는 주된 힘은 쌍극자-쌍극자 인력이다.
ㄹ. 에탄올 수용액에서 에탄올 분자와 물 분자 사이에 작용하는 주된 힘은 수소결합이다.
| 화합물 | 구조식 | 분자량 | 끓는점(℃) |
| 에탄올 | 46 | 78 | |
| 포름산 | 46 | 101 | |
| 프로판 | 44 | -42 |
보기
ㄱ. 에탄올 분자 사이에 작용하는 주된 힘은 분산력이다.ㄴ. 분자 사이에 작용하는 힘은 포름산이 에탄올보다 더 크다.
ㄷ. 프로판 분자 사이에 작용하는 주된 힘은 쌍극자-쌍극자 인력이다.
ㄹ. 에탄올 수용액에서 에탄올 분자와 물 분자 사이에 작용하는 주된 힘은 수소결합이다.
① ㄱ, ㄴ
② ㄱ, ㄷ
③ ㄴ, ㄷ
④ ㄴ, ㄹ
⑤ ㄷ, ㄹ
다음은 물질 A와 물질 B의 상평형 그림을 나타낸 것이다.
위 그림에 대한 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고른 것은?
ㄴ. 물질 B는 20℃, 1기압에서 고체 상태로 존재한다.
ㄷ. 1기압에서 물질 A는 승화성이 있으나 B는 승화성이 없다.
ㄹ. 고체 상태에서 물질 A의 분자 사이의 힘은 물질 B의 분자 사이의 힘보다 크다.
위 그림에 대한 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고른 것은?
보기
ㄱ. 물질 A의 어는점은 0.01℃보다 낮다.ㄴ. 물질 B는 20℃, 1기압에서 고체 상태로 존재한다.
ㄷ. 1기압에서 물질 A는 승화성이 있으나 B는 승화성이 없다.
ㄹ. 고체 상태에서 물질 A의 분자 사이의 힘은 물질 B의 분자 사이의 힘보다 크다.
① ㄱ, ㄷ
② ㄱ, ㄹ
③ ㄴ, ㄹ
④ ㄱ, ㄴ, ㄷ
⑤ ㄴ, ㄷ, ㄹ
그림은 포도당 수용액 500g을 1기압 상태에서 가열할 때 시간에 따른 온도 변화를 나타낸 것이다.
위 그림에 대한 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고른 것은? (단, 물의 몰랄 오름 상수 Kb는 0.52℃/m이다.) [2점]
ㄴ. B 상태에 있는 수용액의 증기압력은 1기압보다 크다.
ㄷ. 이 수용액의 몰랄 농도는 0.5m이다.
위 그림에 대한 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고른 것은? (단, 물의 몰랄 오름 상수 Kb는 0.52℃/m이다.) [2점]
보기
ㄱ. A 상태보다 C 상태에 있는 수용액의 몰랄 농도가 크다.ㄴ. B 상태에 있는 수용액의 증기압력은 1기압보다 크다.
ㄷ. 이 수용액의 몰랄 농도는 0.5m이다.
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄷ
④ ㄱ, ㄴ
⑤ ㄱ, ㄷ
다음은 몇 가지 열화학 반응식을 나타낸 것이다.
$$2\text{C}(s,흑연)+3 \text{H}_2(g)+ \dfrac{1}{2}\text{O}_2(g) → \text{C}_2\text{H}_5\text{OH} (l)\,\,\,\,\,\,\,\,\Delta H_1 =-278 \text{kJ}/몰$$
$$\text{C} (s,흑연)+\text{O}_2(g) → \text{CO}_2(g)\,\,\,\,\,\,\,\,\Delta H_2 =-394\text{kJ}/몰$$
$$\text{H}_2(g)+\dfrac{1}{2}\text{O}_2(g) → \text{H}_2\text{O} (l)\,\,\,\,\,\,\,\,\Delta H_3=-286\text{kJ}/몰$$
위 자료를 이용하여 다음 반응의 엔탈피 변화($\Delta H$)를 구하는 식으로 옳은 것은?
$$\text{C}_2\text{H}_5\text{OH} (l)+3\text{O}_2(g) → 2\text{CO}_2(g)+3\text{H}_2\text{O}(l)\,\,\,\,\,\,\,\,\Delta H=?$$
① $\Delta H = \Delta H_1+\Delta H_2+\Delta H_3$
② $\Delta H = \Delta H_1-\Delta H_2-\Delta H_3$
③ $\Delta H = \Delta H_2+\Delta H_3-\Delta H_1$
④ $\Delta H = \Delta H_1-2\Delta H_2-3\Delta H_3$
⑤ $\Delta H = 2\Delta H_2+3\Delta H_3-\Delta H_1$
수용액에서 과산화이황산 이온($\text{S}_2{\text{O}_8}^{2-}$)과 요오드화 이온($\text{I}^{-}$)은 다음과 같이 반응한다.
$$\text{S}_2{\text{O}_8}^{2-}(aq) + 3\text{I}^-(aq) → 2{\text{SO}_4}^{2-}(a q) + \text{I}^{3-}(aq)$$
표는 반응 물질의 초기 농도에 따른 초기 반응 속도를 나타낸것이다.
이 반응의 속도식($v$)을 다음과 같이 나타낼 때,
$$v = k[\text{S}_2{\text{O}_8}^{2 -}]^m[\text{I}^{-}]^{n}\,\,\,\, (\text{$k$는 반응 속도 상수})$$
$[\text{I}^{-}]$에 대한 반응 차수 $n$을 구하기 위해 비교해야 할 두 가지 실험과, 위 표의 (가)에 들어갈 초기 반응 속도를 옳게 짝지은 것은? [2점]
| 실험 | 반응 물질의 초기 농도(몰/ L) | 초기 반응 속도(몰/L·s) | |
| $[\text{S}_2{\text{O}_8}^{2 -}]$ | $[\text{I}^{-}]$ | ||
| Ⅰ | 0.10 | 0.10 | $6.0\times 10^{-5}$ |
| Ⅱ | 0.20 | 0.10 | $1.2\times 10^{-4}$ |
| Ⅲ | 0.20 | 0.20 | $2.4\times 10^{-4}$ |
| Ⅳ | 0.30 | 0.20 | (가) |
① [실험] : Ⅰ과 Ⅱ / (가) : $3.6\times 10^{- 4}$
② [실험] : Ⅰ과 Ⅲ / (가) : $3.6\times 10^{- 4}$
③ [실험] : Ⅱ와 Ⅲ / (가) : $3.6\times 10^{- 4}$
④ [실험] : Ⅰ과 Ⅱ / (가) : $4.8\times 10^{- 4}$
⑤ [실험] : Ⅱ와 Ⅲ / (가) : $4.8\times 10^{- 4}$
반응물과 생성물이 모두 기체인 다음 반응에서 압력과 온도를 변화시키면서 생성물 C의 양(%)을 측정하여 표와 같은 결과를 얻었다.
$$a\text{A} (g) + b\text{B} (g) ⇄ c\text{C} (g)$$
위 자료를 참고로 하여 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고른 것은?
ㄴ. 압력이 높아지면 생성물의 양은 증가한다.
ㄷ. 정반응은 발열반응이다.
ㄹ. 계수 $a$와 $b$의 합이 $c$보다 작다.
| 압력 ＼ 온도 | 300℃ | 500℃ | 700℃ |
| 100기압 | 52.0 | 10.6 | 2.2 |
| 300기압 | 71.0 | 26.4 | 7.3 |
| 600기압 | 84.2 | 42.2 | 12.6 |
보기
ㄱ. 온도가 높아지면 평형상수는 커진다.ㄴ. 압력이 높아지면 생성물의 양은 증가한다.
ㄷ. 정반응은 발열반응이다.
ㄹ. 계수 $a$와 $b$의 합이 $c$보다 작다.
① ㄱ, ㄴ
② ㄱ, ㄷ
③ ㄱ, ㄹ
④ ㄴ, ㄷ
⑤ ㄷ, ㄹ
그림은 수소 원자의 몇 가지 전자 전이와 수소 원자의 선스펙트럼을 나타낸 것이다. (단, $E_n = -\dfrac{1312}{n^2}$kJ/몰이다.)
위 자료에 대한 해석으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?
ㄱ. (가)는 선스펙트럼의 a에 해당한다.
ㄴ. (나)는 바닥 상태로의 전자 전이이다.
ㄷ. b의 에너지는 a의 에너지보다 크다.
ㄴ. (나)는 바닥 상태로의 전자 전이이다.
ㄷ. b의 에너지는 a의 에너지보다 크다.
① ㄱ
② ㄷ
③ ㄱ, ㄴ
④ ㄴ, ㄷ
⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
산·염기에 관한 브뢴스테드-로우리의 정의에서 양성자를 주는 물질은 산, 양성자를 받는 물질은 염기이다.
플루오르화수소는 수용액에서 다음과 같이 평형을 이루고 있다. (단, $K_a$는 25℃에서의 이온화상수이다.) $$\text{HF} (aq)+\text{H}_2\text{O}(l) ⇄ \text{H}_3\text{O}^+(aq) + \text{F}^-(aq) \,\,\,\,\,\,\,\,K_a = 6.8\times 10^{-4}$$ 위 반응에 대한 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고른 것은?
ㄴ. $\text{H}_2\text{O}$는 염기로 작용하였다.
ㄷ. $\text{HF}$는 $\text{H}_3\text{O}^+$보다 약한 산이다.
플루오르화수소는 수용액에서 다음과 같이 평형을 이루고 있다. (단, $K_a$는 25℃에서의 이온화상수이다.) $$\text{HF} (aq)+\text{H}_2\text{O}(l) ⇄ \text{H}_3\text{O}^+(aq) + \text{F}^-(aq) \,\,\,\,\,\,\,\,K_a = 6.8\times 10^{-4}$$ 위 반응에 대한 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고른 것은?
보기
ㄱ. $\text{F}^-$는 $\text{H}_3\text{O}^+$의 짝염기이다.ㄴ. $\text{H}_2\text{O}$는 염기로 작용하였다.
ㄷ. $\text{HF}$는 $\text{H}_3\text{O}^+$보다 약한 산이다.
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄱ, ㄷ
④ ㄴ, ㄷ
⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
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