[과학-화학]

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

1. [출제의도] 광물 자원의 활용 이해하기

붉은색 광택을 띠는 금속으로 전선에 많이 이용되는 광물 X는 구리이다. 구리와 주석의 합금인 청동은 동상이나 장식품에 이용되기도 한다.

2. [출제의도] 원자를 구성하는 입자 사이의 관계 파악하기

는 위 쿼크, 는 아래 쿼크, 는 전자이다. ㄱ. (가)는 가 1개, 가 2개이므로 쿼크의 전하량 합이 0인 중성자이다. ㄴ. (나)는 가 2개, 가 1개이므로 쿼크의 전하량 합이 +1인 양성자이고 (다)는 전자로, (나)와 (다) 사이에는 전기적 인력이 작용한다. ㄷ. [eqn: rm _{1}^{2} rmH]는 양성자와 전자가 각각 1개인 [eqn: rm_{1}^{1} rmH]보다 중성자가 1개 더 포함되어 있으므로 (가), (나), (다)의 수가 모두 1로 같다.

3. [출제의도] 지구계의 상호 작용 이해하기

ㄱ. 진핵 세포는 호흡을 통해 얻은 에너지를 생명 활동에 사용한다. ㄴ. 물속에서 [eqn: rmCa ^{2+}]과 [eqn: rmCO _{3}^{2-}]의 앙금 생성 반응으로 생성된 [eqn: rmCaCO _{3}]은 석회암의 주성분이므로 (다)는 수권과 지권의 상호 작용 중 하나이다. ㄷ. [eqn: rm CO _{2}]가 해수에 녹아들어가 석회암을 형성하면서 원시 대기 중의 [eqn: rm CO _{2}]가 감소하였다.

4. [출제의도] 원소의 성질과 주기율표 이해하기

우주에 가장 많이 존재하는 원소인 A는 수소([eqn: rmH])로 (가)에 위치한다. 원자가 전자 수가 4인 C는 14족 원소인 탄소([eqn: rmC])로 (나)에 위치하고, [eqn: rmH] 2개와 공유 결합하여 [eqn: rm H _{2} B]를 형성하는 원소 B는 원자가 전자 수가 6인 산소([eqn: rmO])로 (다)에 위치한다.

5. [출제의도] 산화 환원 반응으로 철의 제련 과정 이해하기

ㄱ. 비금속 광물은 주로 규산염, 염화물, 탄산염 등으로 존재한다. 석회석은 탄산염을 주성분으로 하는 비금속 광물이다. ㄴ. 용광로 속에서 코크스([eqn: rmC])가 산소에 의해 산화되어 [eqn: rmCO]를 생성하고 [eqn: rmFe _{2} O _{3}]이 [eqn: rmCO]에 의해 환원되어 [eqn: rmFe]을 생성하므로 산화 환원 반응이 일어난다. ㄷ. [eqn: rmFe _{2} O _{3}]과 [eqn: rmCO]의 반응으로 온실 기체 중 하나인 [eqn: rmCO _{2}]가 생성되므로 배기 가스에는 온실 기체가 포함되어 있다.

6. [출제의도] 광합성이 연소 시간에 미치는 영향 확인하기

용기, 양초, 광원은 동일하고, 용기 Ⅱ에 식물이 추가로 들어 있는 조건에서 양초의 연소 시간이 Ⅱ에서가 Ⅰ에서보다 길었다. 이는 Ⅰ에서는 양초의 연소로 [eqn: rmO_2]가 소모되기만 하였으나, Ⅱ에서는 양초의 연소로 [eqn: rmO_2]가 소모되는 동시에 식물에 의한 광합성으로 [eqn: rmO_2]가 생성되었기 때문이다. 따라서 이 실험을 통해 식물의 광합성이 양초의 연소 시간에 미치는 영향을 확인할 수 있다.

7. [출제의도] 별의 진화 과정 이해하기

ㄱ. 성운의 주성분은 우주에 가장 많이 존재하는 원소인 수소([eqn: rmH])이다. ㄴ. A는 [eqn: rmH]로 양성자가 1개이고, B는 [eqn: rmH]가 핵융합하여 생성된 헬륨([eqn: rmHe])으로 양성자가 2개이다. ㄷ. 철보다 무거운 원소는 태양보다 무거운 별이 초신성 폭발할 때 생성되며, 태양 정도의 질량을 가진 별이 만들 수 있는 가장 무거운 원소는 탄소([eqn: rmC])이다.

8. [출제의도] 성간에 존재하는 분자의 공유 결합 이해하기

비금속 원자는 전자를 공유함으로써 안정한 분자를 형성한다. ㄱ. [eqn: rmH _{2}]에는 각 [eqn: rmH]의 전자를 1개씩 공유한 단일 결합이 있다. ㄴ. 원자가 전자는 화학 결합에 관여하는 가장 바깥 껍질의 전자 수로 [eqn: rmN]의 원자가 전자 수는 5이다. ㄷ. 원자 수가 많을수록 원자 간 충돌 횟수가 증가하여 분자 수가 많아진다. 성간에 존재하는 원자 수는 [eqn: rmH]가 [eqn: rmN]보다 많으므로 분자 수는 [eqn: rmH _{2}]가 [eqn: rmN _{2}]보다 많다.

9. [출제의도] 분자 모형으로 화학 반응 이해하기

이 반응의 화학 반응식은 2[eqn: rm A _{2}]+[eqn: rm B _{2}]→ 2[eqn: rm A _{2} B]이고, 계수 비는 반응에 참여하는 반응물과 생성물의 분자 수 비와 같다. 모형에서 반응 전후의 분자 수는 다음과 같다.

	2[eqn: rm A _{2}]	+	[eqn: rm B _{2}]	→	2[eqn: rm A _{2} B]
반응 전	6개		2개		0개
반응	-4개		-2개		+4개
반응 후	2개		0개		4개

따라서 반응 전 전체 분자 수는 8이고 반응 후 전체 분자 수는 6이므로 반응 전후의 전체 분자 수 비(반응 전:반응 후)는 4:3이다.

10. [출제의도] 고분자 화합물 이해하기

ㄱ. 녹말은 자연계에서 만들어지는 천연 고분자 화합물이다. ㄴ. 포도당과 녹말의 구성 원소는 [eqn: rmC], [eqn: rmH], [eqn: rmO]로 같다. ㄷ. 포도당이 녹말로 합성되는 반응은 물이 빠져나오는 축합 중합 반응이다.

11. [출제의도] 분자의 구조에 따른 성질 비교하기

ㄱ. 끓는점은 분자 간 인력이 클수록 높아진다. 끓는점이 암모니아([eqn: rmNH_3])>산소([eqn: rmO_2])이므로 분자 간 인력은 [eqn: rmNH_3]>[eqn: rmO_2]이다. ㄴ. [eqn: rmO_2]는 공유 전자쌍의 수가 2이고, [eqn: rmNH_3]는 공유 전자쌍의 수가 3이므로 분자 내 공유 전자쌍의 수는 [eqn: rmNH_3]>[eqn: rmO_2]이다. ㄷ. 같은 온도에서 분자량이 작을수록 분자의 평균 운동 속력은 커진다. 분자량이 [eqn: rmO_2]>[eqn: rmNH_3]이므로 25℃에서 분자의 평균 운동 속력은 [eqn: rmNH_3]>[eqn: rmO_2]이다.

12. [출제의도] 일정 성분비의 법칙으로 화학식 알아내기

원자 수는 원소의 질량에 비례한다. X와 [eqn: rm Fe _{2} O _{3}]에서 구성 원소의 질량과 상대적 원자 수는 다음과 같다.

산화철	[eqn: rmFe]		[eqn: rmO]
	질량([eqn: rmg])	상대적 개수	질량([eqn: rmg])	상대적 개수
[eqn: rm Fe _{2} O _{3}]	1	2	0.42	3
X	1	2	0.28	2

X에서 [eqn: rmFe]와 [eqn: rmO]의 상대적 원자 수 비가 1:1이다. 따라서 X의 화학식은 [eqn: rm FeO]이다.

13. [출제의도] 반도체의 도핑에 따른 특성 이해하기

규소에 15족 원소를 도핑하여 만든 불순물 반도체는 과잉 전자가 있는 n형 반도체이고, 13족 원소를 도핑하여 만든 불순물 반도체는 양공이 있는 p형 반도체이다. ㄱ, ㄴ. 이 불순물 반도체는 과잉 전자를 가진 n형 반도체이므로 도핑된 A는 15족 원소이다. ㄷ. n형 반도체에는 과잉 전자가 전도띠로 쉽게 올라갈 수 있으므로 n형 반도체의 전기 전도도는 규소보다 크다.

14. [출제의도] 의약품 구별하기

페니실린은 푸른 곰팡이에서 추출한 최초의 항생제이고, 아스피린은 해열 진통 작용을 하는 최초의 합성 의약품이다. 따라서 비타민 C, 아스피린, 페니실린 중에서 항생제는 페니실린이고, 해열 작용을 하는 것은 아스피린이다.

15. [출제의도] 물의 끓는점에 영향을 주는 요인 파악하기

ㄱ. 물의 기화는 액체에서 기체로 상태가 변하는 물리 변화이다. ㄴ, ㄷ. 끓는점은 외부 압력이 낮을수록 낮아진다. (다)에서 물이 끓는 것은 용기 속 기체의 압력이 대기압보다 낮아졌기 때문이므로 물의 끓는 온도는 [eqn: t _{3}]이 [eqn: t _{1}]보다 낮다.

16. [출제의도] 계면 활성제 찾기

비누는 친유성 부분과 친수성 부분으로 구성되어 있는 계면 활성제이다. 비누는 기름과 물을 잘 섞이게 하여 세균이 많이 서식하는 기름 때를 제거하므로 질병 예방에 도움을 준다. 비누를 녹인 수용액은 페놀프탈레인 용액을 넣었을 때 붉게 변하므로 염기성이다.

17. [출제의도] 이온 모형에 의한 중화 반응 이해하기

중화 반응의 알짜 이온 반응식은 [eqn: rmH ^{+}]+[eqn: rmOH ^{-}]→[eqn: rmH _{2} O]이다. ㄱ. (가)에 들어 있는 양이온()은 반응 후 (다)에도 그대로 남아 있으므로 (가)의 음이온()은 중화 반응에 참여한 [eqn: rmOH ^{-}]에 해당된다. 따라서 (가)는 염기성이다. ㄴ. (가)에서 과 [eqn: rmOH ^{-}]()의 수는 같고, [eqn: rmOH ^{-}]()은 (나)에서 [eqn: rmH ^{+}]()과 1:1로 반응하므로 (가)에서 의 수와 (나)에서 의 수는 같다. ㄷ. 산과 염기가 반응할 때 중화열이 발생하므로 온도는 (다)가 (가)보다 높다.

18. [출제의도] 광합성 반응 이해하기

ㄱ. 광합성 과정에 필요한 수소를 황세균은 [eqn: rmH _{2} S]로부터, 남세균은 [eqn: rmH _{2} O]로부터 얻었다. ㄴ. 황세균에 의한 광합성에서 [eqn: rmCO _{2}]는 수소를 얻어 [eqn: rmC _{6} H _{12} O _{6}]으로 환원된다. ㄷ. 지질 시대 초기에 남세균의 광합성 과정에서 [eqn: rmO _{2}]가 발생하여 대기 중 [eqn: rmO _{2}]가 증가하였다.

19. [출제의도] 두 물질의 가열 곡선 분석하기

ㄱ. 순수한 액체를 가열할 때 온도가 일정한 구간에서의 온도가 끓는점이다. 따라서 끓는점은 B가 A보다 높다. ㄴ. 비열은 물질 1[eqn: rmg]을 1℃ 높이는 데 필요한 열량이다. 그래프에서 액체 구간의 기울기가 완만할수록 1℃ 높이는 데 필요한 열량이 크므로 비열은 B가 A보다 크다. ㄷ. [eqn: t]℃에서 A는 모두 기화되어 기체로 존재하고, B는 액체로 존재하므로 [eqn: t]℃에서 분자 간 평균 거리는 기체인 A가 액체인 B보다 크다.

20. [출제의도] 밀도를 이용한 기체 X의 분자량 구하기

ㄱ. 밀도는 [eqn: {질량} over {부피}]이다. (가)와 (나)에서 [eqn: rmHe]의 질량은 같고 [eqn: rmHe]이 차지하는 부피는 (가)에서가 (나)에서보다 크므로, [eqn: rmHe]의 밀도는 (가)에서가 (나)에서보다 작다. ㄴ. 일정 온도와 압력에서 기체 분자 수는 부피에 비례한다. (나)에서 기체 X와 [eqn: rmHe]의 온도, 압력, 부피가 같으므로 기체의 분자 수는 같다. ㄷ. 일정 온도와 압력에서 기체의 밀도 비는 분자량의 비와 같다. (나)에서 기체 X와 [eqn: rmHe]의 밀도 비는 11:1이고 [eqn: rmHe]의 분자량이 4이므로 X의 분자량은 44이다.