본 자료는 서울교육청에서 출제하였으며,
고등학교 3학년 학생을 대상으로 2002년 10월 2일 (수)에 시행되었습니다.
2002학년도 10월 고3 전국연합학력평가
과학탐구영역[자연계](과학)[화학Ⅱ]
시행 : 2002.10.2(수)
대상 : 고등학교 3학년
출제 : 서울교육청
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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다음은 밀폐 용기 속에서 원소 A로 구성된 물질 X와 원소 B로 구성된 물질 Y가 반응하여 물질 Z를 생성하는 반응을 모형으로 나타낸 것이다.
위 모형에 대한 설명 중 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [1점]
ㄴ. 반응 전과 반응 후의 총 분자 수는 변하지 않는다.
ㄷ. 주어진 모형을 화학 반응식으로 나타내면 $\text{A}_2 + 3\text{B}_2→2\text{AB}_3$이다.
위 모형에 대한 설명 중 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [1점]
보기
ㄱ. 물질 X와 Y는 홑원소 물질, 물질 Z는 화합물이다.ㄴ. 반응 전과 반응 후의 총 분자 수는 변하지 않는다.
ㄷ. 주어진 모형을 화학 반응식으로 나타내면 $\text{A}_2 + 3\text{B}_2→2\text{AB}_3$이다.
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄷ
④ ㄱ, ㄴ
⑤ ㄱ, ㄷ
아세트산 발효는 아세트산 균이 산소가 존재할 때 에탄올을 아세트산과 물로 변화시키는 반응이다.
$$\text{C}_2 \text{H}_5 \text{OH} + \text{O}_2 → \text{CH}_3\text{COOH} + \text{H}_2\text{O}$$
포도주 500g 중 일부가 발효되어 아세트산 60g이 생성되었다. 전체 포도주 중에 발효되지 않고 남아 있는 에탄올의 질량을 계산하고자 할 때, 추가로 필요한 자료를 <보기>에서 모두 고르면?
ㄴ. 원소 C, H, O의 원자량
ㄷ. 포도주 중의 에탄올의 % 농도
ㄹ. 발효 반응에 소모된 산소의 질량
보기
ㄱ. 생성된 물의 질량ㄴ. 원소 C, H, O의 원자량
ㄷ. 포도주 중의 에탄올의 % 농도
ㄹ. 발효 반응에 소모된 산소의 질량
① ㄱ, ㄴ
② ㄱ, ㄷ
③ ㄴ, ㄷ
④ ㄴ, ㄹ
⑤ ㄷ, ㄹ
다음은 보어의 원자 모형에 관한 사고 실험 내용을 정리한 것이다.
(가) 장난감 구슬 발사 장치에서 계단을 향해 구슬을 쏘아 올린다.
(나) 계단에 쏘아 올려진 구슬은 더 낮은 계단이나 바닥으로 떨어진다. 이때 가장 높은 계단에 쏘아 올려진 구슬은 바닥으로 직접 떨어질 수도 있다.
(다) 구슬이 전자라고 가정하면 구슬이 더 낮은 계단이나 바닥으로 떨어질 때, 위치 에너지 차이에 해당하는 진동수의 빛이 방출된다.
(라) 방출되는 빛의 에너지는 진동수에 비례한다.
위의 사고 실험에서 예상되는 스펙트럼으로 가장 적당한 것은? [2점]
(나) 계단에 쏘아 올려진 구슬은 더 낮은 계단이나 바닥으로 떨어진다. 이때 가장 높은 계단에 쏘아 올려진 구슬은 바닥으로 직접 떨어질 수도 있다.
(다) 구슬이 전자라고 가정하면 구슬이 더 낮은 계단이나 바닥으로 떨어질 때, 위치 에너지 차이에 해당하는 진동수의 빛이 방출된다.
(라) 방출되는 빛의 에너지는 진동수에 비례한다.
다음은 같은 주기의 두 원소 A, B에 대한 전자 친화도와 이온화 에너지를 나타낸 표이다.(단, A, B는 임의의 원소 기호이며, 이들 중 하나는 금속 원소, 다른 하나는 비금속 원소이다.)
위 자료에 대한 해석으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?
ㄴ. A는 B보다 음이온이 되기 쉽다.
ㄷ. A는 비금속 원소이고 B는 금속 원소이다.
| 원소 | A | B |
| 전자 친화도(kJ/mol) | 59.6 | 322.0 |
| 이온화 에너지(kJ/mol) | 520.2 | 1681.0 |
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ㄱ. A의 원자 번호는 B보다 작다.ㄴ. A는 B보다 음이온이 되기 쉽다.
ㄷ. A는 비금속 원소이고 B는 금속 원소이다.
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄷ
④ ㄱ, ㄴ
⑤ ㄴ, ㄷ
다음은 ‘일정한 온도와 압력에서 기체 사이의 반응에서는 항상 일정한 부피비가 성립한다’는 기체 반응의 법칙에 대한 예를 나타낸 것이다.
위 반응 모형에 대한 설명 중 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?
ㄴ. 같은 부피 속에는 같은 수의 단위 입자가 들어 있다.
ㄷ. 모형 (A)와 (B)로부터 원자설로는 기체 반응의 법칙을 설명할 수 없음을 알 수 있다.
$수소 + 염소 → 염화수소$
부피비 $1 : 1 : 2$
이와 같은 사실을 설명하기 위해 입자를 이용하여 3 가지의 반응 모형을 제안하였다.부피비 $1 : 1 : 2$
위 반응 모형에 대한 설명 중 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?
보기
ㄱ. 원자설을 만족하는 모형은 (A)와 (B)이다.ㄴ. 같은 부피 속에는 같은 수의 단위 입자가 들어 있다.
ㄷ. 모형 (A)와 (B)로부터 원자설로는 기체 반응의 법칙을 설명할 수 없음을 알 수 있다.
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄷ
④ ㄱ, ㄴ
⑤ ㄴ, ㄷ
그림은 2, 3주기 원소들의 이온화 에너지가 원자 번호에 따라 변화하는 모양을 나타낸 것이다.(단, A~H는 임의의 원소 기호이다.)
그림에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
그림에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
① A와 E는 물과 반응하여 1가 양이온이 된다.
② B와 F의 원자가전자 수는 같다.
③ D와 H는 같은 족 원소이다.
④ $\text{C}^{2-}$와 D의 전자 수는 같다.
⑤ E와 G가 반응하면 공유 결합 물질이 생성된다.
철수는 다음과 같이 마그네슘과 황의 연소에 관한 실험을 하였다.
ㄴ. 실험 (나)의 용기 안에서 산소가 발생하기 때문에 황이 더 잘 타오른다.
ㄷ. 마그네슘의 연소 생성물과 황의 연소 생성물의 구성 단위는 모두 분자이다.
[실험 과정]
실험 (가) : 철판 위에서 건조시킨 마그네슘 리본을 태운다.
실험 (나) : 이산화망간과 과산화수소수가 든 집기병 속에 불붙인 황이 든 연소 숟가락을 넣는다.
[실험 결과]
실험 (가) : 밝은 빛을 내면서 타며 연소 후에는 흰 재가 남는다.
실험 (나) : 황은 집기병에 넣기 전보다 더 잘 타오르며 연소 후에는 재가 남지 않는다.
위의 실험 결과로부터 추론한 내용 중 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?
실험 (가) : 철판 위에서 건조시킨 마그네슘 리본을 태운다.
실험 (나) : 이산화망간과 과산화수소수가 든 집기병 속에 불붙인 황이 든 연소 숟가락을 넣는다.
[실험 결과]
실험 (가) : 밝은 빛을 내면서 타며 연소 후에는 흰 재가 남는다.
실험 (나) : 황은 집기병에 넣기 전보다 더 잘 타오르며 연소 후에는 재가 남지 않는다.
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ㄱ. 실험 (가)에서 연소 생성물의 총질량은 반응 물질보다 작을 것이다.ㄴ. 실험 (나)의 용기 안에서 산소가 발생하기 때문에 황이 더 잘 타오른다.
ㄷ. 마그네슘의 연소 생성물과 황의 연소 생성물의 구성 단위는 모두 분자이다.
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄷ
④ ㄱ, ㄴ
⑤ ㄴ, ㄷ
표는 부탄, 아세톤 및 물에 대한 몇 가지 자료를 비교한 것이다.
위 표에 대한 설명 중 옳은 것을 <보기>에서 모두 고르면?
ㄴ. 아세톤은 부탄보다 분자간 인력이 더 강하다.
ㄷ. 물의 끓는점이 가장 높은 이유는 수소 결합을 하기 때문이다.
ㄹ. 부탄의 끓는점이 가장 낮은 것은 부탄이 극성 분자이기 때문이다.
| 물질 | 분자식 | 분자량 | 끓는점(℃) | 구조식 |
| 부탄 | $\text{C}_4 \text{H}_10$ | 58 | $-0.5$ | |
| 아세톤 | $\text{C}_3 \text{H}_6 \text{O}$ | 58 | 56.5 | |
| 물 | $\text{H}_2 \text{O}$ | 18 | 100.0 |
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ㄱ. 분자량이 클수록 끓는점이 높아진다.ㄴ. 아세톤은 부탄보다 분자간 인력이 더 강하다.
ㄷ. 물의 끓는점이 가장 높은 이유는 수소 결합을 하기 때문이다.
ㄹ. 부탄의 끓는점이 가장 낮은 것은 부탄이 극성 분자이기 때문이다.
① ㄱ, ㄴ
② ㄱ, ㄷ
③ ㄴ, ㄷ
④ ㄴ, ㄹ
⑤ ㄷ, ㄹ
철수는 에스테르화 반응을 이용하여 화합물을 합성하는 실험을 하였다. 아래와 같이 화합물 A를 메탄올과 반응시켜 생성 물질 B와 물을 얻었다.
위 반응에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, $^{\ast}\text{O}$는 ${}^{18}\text{O}$을 나타낸 것이다.)
ㄴ. B는 $\text{FeCl}_3$ 수용액과 반응하여 적자색을 나타낸다.
ㄷ. 반응 과정에서 메탄올의 C-O 결합이 끊어진다.
위 반응에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, $^{\ast}\text{O}$는 ${}^{18}\text{O}$을 나타낸 것이다.)
보기
ㄱ. A는 산성, B는 염기성을 나타낸다.ㄴ. B는 $\text{FeCl}_3$ 수용액과 반응하여 적자색을 나타낸다.
ㄷ. 반응 과정에서 메탄올의 C-O 결합이 끊어진다.
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄷ
④ ㄱ, ㄴ
⑤ ㄴ, ㄷ
1643년 이탈리아의 과학자 토리첼리는 대기압을 측정하기 위하여 그림과 같은 장치를 고안하였다.
이 장치와 관련된 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고른 것은? (단, 수은의 밀도는 13.6g/mL이다.)
ㄴ. 수은 대신 물을 사용하더라도 액체 기둥의 높이는 변하지 않는다.
ㄷ. 토리첼리의 실험 장치를 높은 산 위로 가져가면 수은 기둥의 높이가 증가한다.
이 장치와 관련된 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고른 것은? (단, 수은의 밀도는 13.6g/mL이다.)
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ㄱ. 수은 기둥의 높이가 77cm인 곳에서 물의 끓는점은 100℃보다 높다.ㄴ. 수은 대신 물을 사용하더라도 액체 기둥의 높이는 변하지 않는다.
ㄷ. 토리첼리의 실험 장치를 높은 산 위로 가져가면 수은 기둥의 높이가 증가한다.
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄷ
④ ㄱ, ㄴ
⑤ ㄱ, ㄷ
일정한 온도에서 내부 부피가 2L와 3L인 유리 용기에 각각 헬륨(He) 기체와 질소($\text{N}_2$) 기체를 채우고 압력을 측정하였더니 3기압과 4기압을 나타내었다.
콕을 열고 두 기체를 혼합시켜 평형에 도달하였을 때, 이 혼합 기체에 대한 설명 중 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 두 기체는 이상 기체로 가정하며 연결 부분의 부피는 무시한다.)
ㄴ. 질소 기체의 부분 압력은 2.4기압이다.
ㄷ. 헬륨 기체와 질소 기체의 몰수 비는 2 : 3이다.
콕을 열고 두 기체를 혼합시켜 평형에 도달하였을 때, 이 혼합 기체에 대한 설명 중 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, 두 기체는 이상 기체로 가정하며 연결 부분의 부피는 무시한다.)
보기
ㄱ. 혼합 기체의 전체 압력은 7기압이다.ㄴ. 질소 기체의 부분 압력은 2.4기압이다.
ㄷ. 헬륨 기체와 질소 기체의 몰수 비는 2 : 3이다.
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄷ
④ ㄱ, ㄴ
⑤ ㄴ, ㄷ
그래프는 고체 물질 X의 물에 대한 용해도 곡선을 나타낸 것이다.
위 자료에 대한 설명 중 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?
ㄴ. $t_1$℃에서의 포화 용액은 온도가 올라가면 불포화 용액이 된다.
ㄷ. $t_2$℃의 포화 용액 $(100+b)$g을 $t_1$℃까지 냉각시키면 $(b-a)$g의 X가 석출된다.
위 자료에 대한 설명 중 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?
보기
ㄱ. 물질 X가 물에 용해될 때 열이 발생한다.ㄴ. $t_1$℃에서의 포화 용액은 온도가 올라가면 불포화 용액이 된다.
ㄷ. $t_2$℃의 포화 용액 $(100+b)$g을 $t_1$℃까지 냉각시키면 $(b-a)$g의 X가 석출된다.
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄷ
④ ㄱ, ㄴ
⑤ ㄴ, ㄷ
다음은 일정한 온도와 압력에서 진행되는 두 종류의 화학 반응에서 시간에 따른 반응 물질의 몰농도 변화를 나타낸 그래프이다.
위 반응에 대한 설명 중 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?
ㄴ. 반응 (나)에서 반응 시작 후 6초일 때 X의 몰농도는 0.05mol/L이다.
ㄷ. 반응 (나)에서 반응 속도는 X의 몰농도에 관계없이 일정하다.
위 반응에 대한 설명 중 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?
보기
ㄱ. 반응 (가)에서 반응 속도는 A의 몰농도에 반비례한다.ㄴ. 반응 (나)에서 반응 시작 후 6초일 때 X의 몰농도는 0.05mol/L이다.
ㄷ. 반응 (나)에서 반응 속도는 X의 몰농도에 관계없이 일정하다.
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄷ
④ ㄱ, ㄴ
⑤ ㄴ, ㄷ
이산화질소($\text{NO}_2$)가 사산화이질소($\text{N}_2 \text{O}_4$)로 변화하는 반응의 화학 반응식은 다음과 같다.
위 그림에 대한 설명 중 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [2점]
ㄴ. 온도를 올렸을 때 초기 반응 속도가 빨라진다.
ㄷ. 온도를 올렸을 때 평형 상수가 커진다.
$$2\text{NO}_2 (g) ⇄ \text{N}_2 \text{O}_4 (g),\,\,\,\,\,\Delta\text{H}= x\text{kJ}$$
그래프는 일정 부피의 두 용기에 $\text{NO}_2$를 넣고 각각 $t_1$℃와 $t_2$℃를 유지하면서 $\text{NO}_2$의 농도 변화를 측정한 것이다.(단, 다른 조건은 일정하게 유지하였다.)위 그림에 대한 설명 중 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [2점]
보기
ㄱ. 반응 엔탈피 x의 값은 음수이다.ㄴ. 온도를 올렸을 때 초기 반응 속도가 빨라진다.
ㄷ. 온도를 올렸을 때 평형 상수가 커진다.
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄷ
④ ㄱ, ㄴ
⑤ ㄱ, ㄷ
그래프는 이산화질소와 일산화탄소가 반응하여 일산화질소와 이산화탄소가 생성되는 반응에서 반응 경로에 따른 에너지 변화를 나타낸 것이다.
위 그래프에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [1점]
ㄴ. 역반응의 활성화 에너지($\Delta\text{H}$)는 358kJ이다.
ㄷ. 정촉매를 사용하면 반응열이 작아진다.
위 그래프에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? [1점]
보기
ㄱ. 반응열($\Delta\text{H}$)은 $-226$kJ이다.ㄴ. 역반응의 활성화 에너지($\Delta\text{H}$)는 358kJ이다.
ㄷ. 정촉매를 사용하면 반응열이 작아진다.
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄷ
④ ㄱ, ㄴ
⑤ ㄴ, ㄷ
영희는 산을 염기로 적정하면서 pH 미터를 이용하여 혼합 용액의 pH 변화를 측정하는 실험을 하였다. 0.1M HCl 용액 20mL를 이온화도($\alpha$)가 다른 두 가지 1가 염기 A, B의 용액으로 각각 적정하여 다음과 같은 적정 곡선을 얻었다.
위의 실험에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?
ㄴ. 염기 A는 B보다 이온화도가 크다.
ㄷ. 염기 A의 용액은 B의 용액 보다 농도가 진하다.
위의 실험에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?
보기
ㄱ. 발생한 중화열의 크기는 같다.ㄴ. 염기 A는 B보다 이온화도가 크다.
ㄷ. 염기 A의 용액은 B의 용액 보다 농도가 진하다.
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄷ
④ ㄱ, ㄴ
⑤ ㄱ, ㄷ
