본 자료는 서울교육청에서 출제하였으며,
고등학교 3학년 학생을 대상으로 2003년 3월 27일 (목)에 시행되었습니다.
2003학년도 3월 고3 전국연합학력평가
과학탐구영역[자연계](과학)[화학Ⅱ]
시행 : 2003.3.27(목)
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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도시 가스로 쓰이는 LNG(액화 천연 가스)의 주성분은 메탄($\text{CH}_4$)으로 그 연소 반응식은 다음과 같다.
ㄴ. 아보가드로수
ㄷ. 이산화탄소의 분자량
ㄹ. 실험 조건에서 메탄 기체 1몰이 차지하는 부피
$\text{CH}_4(g) + 2\text{O}_2(g) → 2\text{H}_2\text{O}(l) + \text{CO}_2(g) + 891\text{kJ}$
메탄 기체 8g이 완전 연소될 때 생성되는 이산화탄소($\text{CO}_2$)의 부피를 구하는데 꼭 필요한 사항을 <보기>에서 모두 고르면?
보기
ㄱ. 메탄의 분자량ㄴ. 아보가드로수
ㄷ. 이산화탄소의 분자량
ㄹ. 실험 조건에서 메탄 기체 1몰이 차지하는 부피
① ㄱ, ㄴ
② ㄱ, ㄷ
③ ㄱ, ㄹ
④ ㄴ, ㄷ
⑤ ㄷ, ㄹ
그림은 수소와 질소가 반응하여 암모니아가 생성되는 반응을 모형으로 나타낸 것이다.
위 모형에 대한 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고르면? [1점]
ㄴ. 반응 후 전체 기체의 부피는 반응 전보다 증가한다.
ㄷ. 화학 반응식은 $3\text{H}_2(g) + \text{N}_2(g) → 2\text{NH}_3(g)$이다.
위 모형에 대한 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고르면? [1점]
보기
ㄱ. 반응 전과 반응 후 원자의 총 수는 변하지 않는다.ㄴ. 반응 후 전체 기체의 부피는 반응 전보다 증가한다.
ㄷ. 화학 반응식은 $3\text{H}_2(g) + \text{N}_2(g) → 2\text{NH}_3(g)$이다.
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄷ
④ ㄱ, ㄴ
⑤ ㄱ, ㄷ
그림은 어떤 원소 X와 Y를 질량 분석기로 분석한 결과이다.
원소 X의 평균 원자량은 35.5이고 Y의 평균 원자량은 1.008이다. X와 Y가 결합하여 여러 가지 분자량의 XY를 생성할 때 가장 많이 생성되는 분자의 분자량은? [1점]
원소 X의 평균 원자량은 35.5이고 Y의 평균 원자량은 1.008이다. X와 Y가 결합하여 여러 가지 분자량의 XY를 생성할 때 가장 많이 생성되는 분자의 분자량은? [1점]
① 36
② 37
③ 37.5
④ 38
⑤ 40
수소($\text{H}_2$)와 산소($\text{O}_2$)가 반응하면 수증기($\text{H}_2\text{O}$)가 생성되며 화학 반응식은 다음과 같다.
ㄴ. 0.5몰의 산소 기체
ㄷ. 16g의 산소 기체
$2\text{H}_2(g) + \text{O}_2(g) → 2\text{H}_2\text{O}(g)$
0℃, 1기압에서 22.4L의 수소 기체를 모두 반응시키기 위해 필요한 산소 기체의 양으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고르면? (단, 원자량은 $\text{H}$는 1.0, $\text{O}$는 16.0이다.)
보기
ㄱ. 0℃, 1기압에서 5.6L의 산소 기체ㄴ. 0.5몰의 산소 기체
ㄷ. 16g의 산소 기체
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄷ
④ ㄱ, ㄴ
⑤ ㄴ, ㄷ
표준 상태에서 수소($\text{H}_2$)와 헬륨($\text{He}$)을 각각 22.4L들이 용기에 넣어 질량을 측정해 보았더니 수소는 2g, 헬륨은 4g이었다. 두 기체를 비교한 것으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고르면?
ㄴ. 수소의 분자량이 헬륨의 분자량보다 크다.
ㄷ. 수소 분자를 구성하는 원자의 수가 헬륨 분자를 구성하는 원자의 수보다 적다.
보기
ㄱ. 수소의 분자수와 헬륨의 분자수는 같다.ㄴ. 수소의 분자량이 헬륨의 분자량보다 크다.
ㄷ. 수소 분자를 구성하는 원자의 수가 헬륨 분자를 구성하는 원자의 수보다 적다.
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄷ
④ ㄱ, ㄴ
⑤ ㄴ, ㄷ
양이온과 음이온의 정전기적 인력에 의해 이루어진 이온 결합의 결합력은 다음 식과 같이 쿨롱의 힘으로 나타낸다.
$$F=k \dfrac{q_1q_2}{r^2}$$
($F$ : 쿨롱의 힘, $q_1$, $q_2$ : 두 이온의 전하량, $r$ : 이온 사이의 거리)
표는 이온 결합 화합물에서 이온 사이의 거리와 이온들의 전하량을 나타낸 것이다.
위 화합물 중 녹는점이 가장 높을 것으로 예측되는 것은?
표는 이온 결합 화합물에서 이온 사이의 거리와 이온들의 전하량을 나타낸 것이다.
| 화합물 | (가) | (나) | (다) | (라) | (마) |
| 이온 사이의 거리(nm) | 0.207 | 0.208 | 0.230 | 0.240 | 0.254 |
| 이온의 전하 | $+1$, $-1$ | $+2$, $-2$ | $+1$, $-1$ | $+2$, $-1$ | $+2$, $-2$ |
① (가)
② (나)
③ (다)
④ (라)
⑤ (마)
그림은 보어의 수소 원자 모형에서 전자의 전이 과정과 전자 껍질의 에너지 준위($E_n$)를 나타낸 것이다.
위 그림의 전자 전이에 대한 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고르면? [2점]
ㄴ. (나)의 전자 전이로 방출되는 빛은 가시 광선에 속한다.
ㄷ. (다)에서 방출되는 빛의 에너지는 (가)의 3배이다.
ㄹ. (라)의 전자 전이에서 가장 작은 에너지의 빛이 방출된다.
위 그림의 전자 전이에 대한 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고르면? [2점]
보기
ㄱ. (가)의 전자 전이에서 가장 큰 에너지의 빛이 방출된다.ㄴ. (나)의 전자 전이로 방출되는 빛은 가시 광선에 속한다.
ㄷ. (다)에서 방출되는 빛의 에너지는 (가)의 3배이다.
ㄹ. (라)의 전자 전이에서 가장 작은 에너지의 빛이 방출된다.
① ㄱ, ㄴ
② ㄱ, ㄷ
③ ㄴ, ㄷ
④ ㄴ, ㄹ
⑤ ㄷ, ㄹ
표는 원소 A, B, C, D의 바닥 상태에서의 전자 배치를 나타낸 것이다(단, A, B, C, D는 임의의 원소 기호이다).
위 전자 배치로 알 수 있는 원소의 성질에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
| 원소 | K | L | M | |||
| 1s | 2s | 2p | 3s | 3p | 3d | |
| A | 2 | 1 | ||||
| B | 2 | 2 | 6 | |||
| C | 2 | 2 | 4 | |||
| D | 2 | 2 | 6 | 1 | ||
① A와 D는 같은 족 원소이다.
② 음이온이 되기 가장 쉬운 원소는 C이다.
③ 양이온이 되기 가장 쉬운 원소는 D이다.
④ 이온화 에너지가 가장 작은 원소는 A이다.
⑤ 화합물을 만들기 가장 어려운 원소는 B이다.
표는 임의의 원소 A, B, C, D가 안정한 이온이 되었을 때의 전하와 이온을 구성하는 입자의 수를 나타낸 것이다.
이 자료에 대한 해석으로 옳은 것은?
| 원소 | 전하 | 양성자수 | 중성자수 | 전자수 |
| A | $+2$ | 12 | 12 | |
| B | $-1$ | 10 | 10 | |
| C | $+2$ | 12 | 13 | |
| D | $-1$ | 17 | 18 |
① A와 C는 동위 원소의 관계이다.
② D의 중성자수는 17개이다.
③ B의 질량수는 20이다.
④ C와 D는 같은 족의 원소이다.
⑤ B와 D는 같은 주기의 원소이다.
그래프는 14족, 15족, 16족 및 17족 원소의 수소 화합물의 끓는점을 나타낸 것이다.
위 수소 화합물에 대한 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고르면?
ㄴ. $\text{H}_2\text{O}$, $\text{HF}$, $\text{NH}_3$는 수소 결합을 하기 때문에 끓는점이 높다.
ㄷ. $\text{SiH}_4$의 끓는점이 $\text{CH}_4$의 끓는점보다 높은 것은 분산력이 크기 때문이다.
위 수소 화합물에 대한 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고르면?
보기
ㄱ. 같은 족 원소의 수소 화합물에서 분자량이 클수록 끓는점이 높다.ㄴ. $\text{H}_2\text{O}$, $\text{HF}$, $\text{NH}_3$는 수소 결합을 하기 때문에 끓는점이 높다.
ㄷ. $\text{SiH}_4$의 끓는점이 $\text{CH}_4$의 끓는점보다 높은 것은 분산력이 크기 때문이다.
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄱ, ㄴ
④ ㄱ, ㄷ
⑤ ㄴ, ㄷ
그림은 수소 원자의 $1s$, $2s$, $2p$오비탈을 나타낸 것이다.
각 오비탈에 대한 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고르면?
ㄴ. $2p$오비탈에 들어갈 수 있는 최대 전자수는 6개이다.
ㄷ. 각 오비탈은 핵으로부터 같은 거리에서 전자가 발견될 확률이 같다.
각 오비탈에 대한 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고르면?
보기
ㄱ. $1s$오비탈은 방향성이 없다.ㄴ. $2p$오비탈에 들어갈 수 있는 최대 전자수는 6개이다.
ㄷ. 각 오비탈은 핵으로부터 같은 거리에서 전자가 발견될 확률이 같다.
① ㄱ
② ㄱ, ㄴ
③ ㄱ, ㄷ
④ ㄴ, ㄷ
⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ
영희는 $\text{AB}_2$ 형태의 분자식을 갖는 분자에 극성, 무극성 분자가 모두 존재한다는 사실을 발견하고, 이런 형태의 분자에 관한 몇 가지 자료를 조사하였다.
영희가 조사한 자료에 대한 해석으로 옳은 것은?
| 분자 | 극성 여부 | 중심 원자의 전자쌍의 수 | 중심 원자의 비공유 전자쌍의 수 | 분자 구조 |
| $\text{CO}_2$ | 무극성 | 4 | 0 | |
| $\text{BeCl}_2$ | 무극성 | 2 | 0 | |
| $\text{H}_2\text{O}$ | 극성 | 4 | 2 | |
| $\text{H}_2\text{S}$ | 극성 | 4 | 2 |
① 무극성 분자는 분자 내에 이중 결합이 있다.
② 분자 구조가 대칭 구조이면 극성 분자이다.
③ 중심 원자의 전자쌍이 4개이면 극성 분자이다.
④ 중심 원자에 비공유 전자쌍이 있으면 극성 분자이다.
⑤ 중심 원자의 전자쌍이 2개이면 분자 구조가 비대칭이다.
표는 3주기에 속한 A, B, C의 순차적 이온화 에너지를 나타낸 것이다(단, A, B, C는 임의의 원소 기호이다).
위 자료에 대한 <보기>의 해석 중 옳은 것을 모두 고르면?
ㄴ. 원소 B의 산화물의 화학식은 $\text{B}_2\text{O}$이다.
ㄷ. 원자 반지름이 가장 작은 원소는 C이다.
| 원소 | 순차적 이온화 에너지(kJ/mol) | |||
| $E_1$ | $E_2$ | $E_3$ | $E_4$ | |
| A | 494 | 4561 | 6912 | 9544 |
| B | 736 | 1452 | 7732 | 10540 |
| C | 577 | 1815 | 2745 | 11578 |
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ㄱ. 원자 번호가 가장 작은 원소는 A이다.ㄴ. 원소 B의 산화물의 화학식은 $\text{B}_2\text{O}$이다.
ㄷ. 원자 반지름이 가장 작은 원소는 C이다.
① ㄱ
② ㄴ
③ ㄱ, ㄴ
④ ㄱ, ㄷ
⑤ ㄴ, ㄷ
그림은 원자 A, B의 전자 배치를 모형으로 나타낸 것이다.
A와 B가 결합하여 생성한 화합물에 대한 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고르면?
ㄴ. 화학식은 $\text{AB}_2$이다.
ㄷ. 무극성 분자를 형성한다.
ㄹ. 물에 녹아 전기를 잘 통한다.
A와 B가 결합하여 생성한 화합물에 대한 <보기>의 설명 중 옳은 것을 모두 고르면?
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ㄱ. 이온 결합을 형성한다.ㄴ. 화학식은 $\text{AB}_2$이다.
ㄷ. 무극성 분자를 형성한다.
ㄹ. 물에 녹아 전기를 잘 통한다.
① ㄱ, ㄴ
② ㄱ, ㄷ
③ ㄱ, ㄹ
④ ㄴ, ㄹ
⑤ ㄷ, ㄹ
다음은 원자 A, B, C의 질량에 관한 정보이다.
◦ 원자 A의 원자량은 4이다.
◦ 원자 B의 질량은 원자 A의 질량의 3배이다.
◦ B원자 4개와 C원자 3개의 질량은 같다.
원자 B와 C로 이루어진 화합물 $\text{BC}_2$의 분자량은?
◦ 원자 B의 질량은 원자 A의 질량의 3배이다.
◦ B원자 4개와 C원자 3개의 질량은 같다.
① 24
② 32
③ 44
④ 48
⑤ 60
철수는 물질의 용해성을 알아보기 위해 물($\text{H}_2\text{O}$)과 벤젠($\text{C}_6\text{H}_6$)을 100mL씩 넣은 두 개의 눈금 실린더 (가)와 (나)를 준비하여 (가)에는 요오드 가루를 (나)에는 염화구리(Ⅱ) 가루를 넣으면서 용매의 색깔을 관찰하여 다음의 결과를 얻었다.
< 결과 >
◦ 물과 벤젠은 서로 섞이지 않고 두 층으로 나뉘었다.
◦ (가)의 물 층은 무색으로 변화가 없었고 벤젠 층은 보라색을 나타내었다.
◦ (나)의 물 층은 푸른색을 나타내었고 벤젠 층은 무색으로 변화가 없었다.
철수의 실험 결과에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 염화구리(II) 용액은 푸른색, 요오드 용액은 보라색이다.) [2점]
◦ 물과 벤젠은 서로 섞이지 않고 두 층으로 나뉘었다.
◦ (가)의 물 층은 무색으로 변화가 없었고 벤젠 층은 보라색을 나타내었다.
◦ (나)의 물 층은 푸른색을 나타내었고 벤젠 층은 무색으로 변화가 없었다.
① 벤젠은 물보다 밀도가 크다.
② 요오드는 물에 잘 녹지 않고 벤젠에 잘 녹는다.
③ 물과 벤젠이 섞이지 않는 것은 밀도 차이 때문이다.
④ 염화구리가 물에 잘 녹는 것은 무극성 물질이기 때문이다.
⑤ 요오드가 벤젠에 잘 녹는 것은 비대칭 구조를 갖기 때문이다.
