1. 다음은 탄소 동소체 [eqn: rmX]에 대한 설명이다.

2017학년도 10월 고3 전국연합학력평가 문제지

과학탐구 영역(화학Ⅰ)

제 4 교시

성명			수험번호						3

과학탐구 영역

(화학Ⅰ)

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과학탐구 영역

(화학Ⅰ)

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3

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[eqn: rmX]는 탄소 원자들이 오각형과 육각형 형태로 결합되어 있는 축구공 모양의 분자이다. [eqn: rmX]는 자동차 엔진 오일 첨가제로 사용되고 있으며, 초전도체의 원료로 연구되고 있다.

[eqn: rmX]의 구조로 가장 적절한 것은?

①		②		③
④		⑤

2. 그림은 요소([eqn: rmCO(NH _{2} ) _{2}])를 합성하는 과정을 나타낸 모식도이다.

이 과정에서 제시된 물질에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. 화합물은 3가지이다. ㄴ. 3원자 분자는 2가지이다. ㄷ. 요소의 구성 원소 수는 4이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

3. 그림은 빅뱅 이후 우주에서 헬륨([eqn: rm ^{4} rm He]) 원자가 생성되는 과정 중 일부를 나타낸 것이다. ㉠ ~ ㉢은 각각 양성자, 중성자, 전자 중 하나이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. ㉠은 양성자이다. ㄴ. 원자에서 ㉠과 ㉢ 사이에는 전기적 인력이 작용한다. ㄷ. [eqn: rm^13 rmC] 원자에서 ㉡과 ㉢의 수는 같다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

4. 그림은 4가지 물질을 주어진 기준에 따라 분류한 것이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. (가)에 ‘아레니우스 산인가?’를 적용할 수 있다. ㄴ. ㉡은 세린이다. ㄷ. ㉠과 ㉢이 반응할 때 ㉠은 브뢴스테드-로우리 염기로 작용한다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

5. 다음은 금속 [eqn: rm M( it s)]과 [eqn: rmHCl(itaq)]이 반응하여 [eqn: rm MCl _{it n rm} (itaq)]과 [eqn: rmH_2](g)를 생성하는 반응의 화학 반응식을 완성하기 위해 수행한 실험이다.

[실험]

[eqn: t] ℃, 1 기압에서 [eqn: rm M( it s)] [eqn: w] g을 충분한 양의 [eqn: rmHCl(itaq)]과 반응시켰을 때 발생하는 [eqn: rmH _{2}](g)의 부피를 측정하였더니 [eqn: V] mL이었다.

화학 반응식을 완성하기 위해 반드시 이용해야 할 자료만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: rmM]은 임의의 원소 기호이다.) [3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. [eqn: rmM]의 원자량 ㄴ. [eqn: t] ℃, 1 기압에서 기체 1몰의 부피 ㄷ. 반응한 [eqn: rmHCl(itaq)]의 부피

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

6. 그림은 부피가 각각 20 mL인 산 또는 염기 수용액 (가)~(다)를 이온 모형으로 나타낸 것이다. (가)~(다) 중 염기 수용액은 2가지이다.

(가)	(나)	(다)

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. ☆은 [eqn: rmH ^{+}]이다. ㄴ. [eqn: rmpH]는 (가)가 (다)보다 크다. ㄷ. (가) 10 mL, (나) 10 mL, (다) 20 mL를 혼합한 수용액은 중성이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

7. 다음은 3가지 화학 반응식이다.

◦ [eqn: rm Fe _{2} O _{3} ``+``3`CO``` -> ```2`Fe``+``3`` {BOX{```````㉠```````}}]

◦ [eqn: rm 4`Na```+```O _{2`} ``` -> ```2`` {BOX{```````㉡```````}}]

◦ [eqn: rm H _{2} ``+``Cl _{2} ``` -> ```2`` {BOX{```````㉢```````}}]

㉠ ~ ㉢에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. ㉠과 ㉡에는 같은 원소가 있다. ㄴ. ㉡은 이온 결합 물질이다. ㄷ. ㉢의 수용액은 전기 전도성이 있다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

8. 그림은 2주기 원소의 바닥상태 원자에 대한 자료를 나타낸 것이다.

[eqn: rmW] ~ [eqn: rmZ]에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: rmW] ~ [eqn: rmZ]는 임의의 원소 기호이다.) [3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. 전기 음성도가 가장 큰 원소는 [eqn: rmW]이다. ㄴ. 원자 반지름은 [eqn: rmY]가 [eqn: rmX]보다 크다. ㄷ. 전자가 들어 있는 오비탈 수는 [eqn: rmY]가 [eqn: rmZ]보다 크다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

9. 다음은 학생 [eqn: rmA]가 제출한 전자 배치에 대한 탐구 활동지이다.

오비탈의 에너지 준위와 전자 배치

○반 ○○번 ○○○

[탐구 과제]

바닥상태 칼륨([eqn: rm_19rm K]) 원자에서 전자가 들어가는 오비탈만을 에너지 준위에 따라 모두 그리고, 전자 배치의 원리를 만족하도록 전자를 배치하시오.

[학생 답안]

학생 [eqn: rmA]가 작성한 답안에서 수정해야 할 사항만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

4

32

		< 보 기 >
	ㄱ. [eqn: 3d] 오비탈 대신 [eqn: 4s] 오비탈을 그려야 한다. ㄴ. 홀전자를 [eqn: 4s] 오비탈에 배치해야 한다. ㄷ. [eqn: 3s] 오비탈의 두 전자는 스핀 방향을 서로 반대로 나타내야 한다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

10. 그림은 수소 원자의 전자가 주양자수([eqn: n]) [eqn: x] 이하에서 전자 전이할 때 방출하는 빛의 에너지를 모두 나타낸 것이다. 전자 전이 [eqn: a] ~ [eqn: f`]에 해당하는 빛의 파장([eqn: lambda])은 각각 [eqn: lambda _{a}] ~ [eqn: lambda _{f}]이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?(단, 수소 원자의 에너지 준위는 [eqn: E _{n}] = [eqn: - {k} over {n ^{2}}] kJ/몰이고, [eqn: k]는 상수이다.) [3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. [eqn: x] = 3이다. ㄴ. [eqn: {1} over {lambda _{e}} `-` {1} over {lambda _{d}} `=` {1} over {lambda _{b}}]이다. ㄷ. 수소 원자의 이온화 에너지는 [eqn: {16} over {15} y] kJ/몰이다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

11. 그림 (가)는 피스톤이 고정된 실린더에 같은 질량의 기체 [eqn: rmA]와 [eqn: rmB]를 넣었을 때의 모습을, (나)는 고정 장치를 풀고 충분한 시간이 흐른 후의 모습을 나타낸 것이다.

(가)	(나)

[eqn: rmA](g)가 [eqn: rmB](g)의 2배인 값만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 온도는 일정하고, 피스톤의 마찰은 무시한다.)

		< 보 기 >
	ㄱ. 분자량 ㄴ. 실린더에 들어 있는 분자 수 ㄷ. (나)에서의 밀도

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

12. 다음은 플루오린 화합물 (가)~(다)에 대한 자료이다. [eqn: rmX] ~ [eqn: rmZ]는 각각 [eqn: rmC], [eqn: rmN], [eqn: rmO] 중 하나이다.

◦ (가)~(다)의 분자식

화합물	(가)	(나)	(다)
분자식	[eqn: rmXF _{itl}]	[eqn: rm YF _{it m rm}]	[eqn: rmZ`F _{itn}]

◦ 중심 원자의 비공유 전자쌍 수는 (다) > (가) > (나)이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

		< 보 기 >
	ㄱ. [eqn: l+m+n] = 8이다. ㄴ. (가)의 분자는 입체 구조이다. ㄷ. (다)는 분자의 쌍극자 모멘트가 0이다.

① ㄴ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄱ, ㄷ	⑤ ㄴ, ㄷ

13. 다음은 [eqn: rmC], [eqn: rmH], [eqn: rmO]로 구성된 물질 [eqn: rm X]에 대한 자료이다.

◦ 그림과 같은 장치에 [eqn: rmX] 44 mg을 넣고 산소([eqn: rmO_2])를 충분히 공급하면서 완전 연소시켰더니, [eqn: rm A] 관의 질량이 36 mg, [eqn: rmB] 관의 질량이 88 mg 증가하였다.

◦ [eqn: rm X] 1몰을 완전 연소시킬 때 반응하는 [eqn: rmO_2]는 5몰이다.

[eqn: rmX]의 [eqn: {분자량} over {실험식량}]는? (단, [eqn: rmH], [eqn: rmC], [eqn: rmO]의 원자량은 각각 1, 12, 16이다.) [3점]

① 1	② 2	③ 3	④ 4	⑤ 6

14. 표는 2, 3주기 바닥상태 원자 [eqn: rmA] ~ [eqn: rmC]의 [eqn: s] 오비탈과 [eqn: p] 오비탈의 전자 수에 대한 자료이다.

원자	[eqn: rmA]	[eqn: rmB]	[eqn: rmC]
[eqn: s] 오비탈의 전자 수			5
[eqn: p] 오비탈의 전자 수	4	5

[eqn: rmA] ~ [eqn: rmC]의 제2 이온화 에너지를 비교한 것으로 옳은 것은? (단, [eqn: rmA] ~ [eqn: rmC]는 임의의 원소 기호이다.) [3점]

① [eqn: rm A>C>B]	② [eqn: rm B>A>C]	③ [eqn: rm B>C>A]	④ [eqn: rm C>A>B]	⑤ [eqn: rm C>B>A]

15. 그림은 화합물 [eqn: rmAB_2]와 [eqn: rmCD_3]의 화학 결합 모형을, 표는 [eqn: rmA] ~ [eqn: rmD]로 구성된 분자 (가)~(다)의 실험식을 나타낸 것이다. (가)~(다)를 구성하는 원자 수는 각각 4 이하이다.

29

32

[eqn: rmAB_2]	[eqn: rmCD_3]

분자	(가)	(나)	(다)
실험식	[eqn: rmAD]	[eqn: rmDB]	[eqn: rm CD]

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: rmA] ~ [eqn: rmD]는 임의의 원소 기호이다.) [3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. (가)의 결합각은 180°이다. ㄴ. (나)는 다중 결합이 있다. ㄷ. (다)는 무극성 공유 결합이 있다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

16. 다음은 2주기 원소 [eqn: rmX]와 관련 있는 2가지 화학 반응식이다.

(가) [eqn: rm X _{2} ```+```2`H _{2} ```` -> ````2`H _{2} X]

(나) [eqn: rm H _{2} X```+```H ^{+} ```` -> ````H _{3} X ^{+}]

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: rmX]는 임의의 원소 기호이다.)

		< 보 기 >
	ㄱ. (가)에서 [eqn: RMX _{2}]는 환원제이다. ㄴ. (나)에서 [eqn: rmX]의 산화수는 감소한다. ㄷ. [eqn: rm H _{2}X]와 [eqn: rm H _{3}X^{+}]에서 [eqn: rmX]는 옥텟 규칙을 만족한다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

17. 표는 [eqn: rmHCl(itaq)]과 [eqn: rmNaOH(itaq)]을 혼합한 수용액 [eqn: x] mL에 [eqn: rmKOH(itaq)]을 넣었을 때, [eqn: rmKOH(itaq)]의 부피에 따른 혼합 용액에 들어 있는 [eqn: rmX] 이온에 대한 자료이다.

혼합 용액	(가)	(나)	(다)
[eqn: rmKOH(itaq)]의 부피(mL)	10	20	[eqn: y]
[eqn: rm {X~이온~수} over {전체~이온~수}]	[eqn: 1 over 2]	[eqn: 1 over 2]	[eqn: 1 over 3]
단위 부피당 [eqn: rmX] 이온 수	[eqn: 4 over 3][eqn: N]	[eqn: N]	[eqn: 2 over 3][eqn: N]

[eqn: x`+`y] 는? (단, 혼합 용액의 부피는 혼합 전 각 용액의 부피의 합과 같다.) [3점]

① 40	② 50	③ 60	④ 70	⑤ 80

18. 다음은 금속 [eqn: rmA] ~ [eqn: rmC]의 산화 환원 반응 실험이다.

[실험 과정]

(가) [eqn: rmA]([eqn: s]) [eqn: x]몰을 [eqn: rm B ^{itn+}] [eqn: y]몰, [eqn: rmC^+] [eqn: z]몰이 녹아 있는 수용액에  넣어 반응시켰다.

(나) [eqn: rmB]([eqn: s]) [eqn: x]몰을 [eqn: rmA^{itm+] [eqn: y]몰, [eqn: rmC^+] [eqn: z]몰이 녹아 있는 수용액에 넣어 반응시켰다.

(가)	(나)

[실험 결과 및 자료]

◦ (나)에서 [eqn: rmB]([eqn: s])는 일부가 반응하지 않고 남았다.

◦ 반응 전과 후 금속 이온에 대한 자료

과정	반응 전 전체 금속 이온의 몰수	반응 후
		전체 금속 이온의 몰수	금속 이온의 가짓수
(가)	10[eqn: N]	8[eqn: N]	2
(나)	10[eqn: N]	6[eqn: N]	2

◦ (가)와 (나)에서 생성된 이온은 각각 [eqn: rmA^{itm+], [eqn: rm B ^{itn+}]이다.

◦ [eqn: m], [eqn: n]은 3 이하의 자연수이다.

이에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: rmA] ~ [eqn: rmC]는 임의의 원소 기호이다.) [3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. [eqn: rmA]는 [eqn: rmB]보다 산화되기 쉽다. ㄴ. (나)에서 반응하지 않고 남은 [eqn: rmB]([eqn: s])는 [eqn: {2} over {3} x]몰이다. ㄷ. 반응 후 [eqn: rm B ^{itn+}]의 몰수는 (가)와 (나)가 같다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

19. 다음은 탄화수소 (가)~(다)에 대한 자료이다.

◦ 공유 전자쌍 수

탄화수소	(가)	(나)	(다)
분자당 공유 전자쌍 수	7	8	9

◦ [eqn: rmH] 원자 3개와 결합하는 [eqn: rmC] 원자 수는 (가) > (나) > (다)이다.

◦ 분자에는 다중 결합이 없거나 1개 있다.

(가)~(다)에 대한 옳은 설명만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, [eqn: rmH], [eqn: rmC]의 원자량은 각각 1, 12이다.) [3점]

		< 보 기 >
	ㄱ. (나)는 포화 탄화수소이다. ㄴ. (다)는 고리 모양 탄화수소이다. ㄷ. 1 g을 완전 연소시켰을 때 생성되는 [eqn: rmCO_2]의 질량은 (나)가 (가)보다 크다.

① ㄱ	② ㄴ	③ ㄱ, ㄷ	④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

20. 다음은 기체 [eqn: rmA]와 [eqn: rmB]가 반응하여 기체 [eqn: rmC]를 생성하는 반응의 화학 반응식이다.

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[eqn: rmA](g) + [eqn: b][eqn: rmB](g) → 2[eqn: rmC](g) ([eqn: b]는 반응 계수)

표는 실린더에 [eqn: rmA]와 [eqn: rmB]를 넣고 반응을 완결시켰을 때, 반응 전과 후 기체에 대한 자료이다. 분자량은 [eqn: rmB]가 [eqn: rmA]보다 크다.

실험	반응 전		반응 후
	반응물의 전체 질량(g)	전체 기체의 부피(L)	남은 반응물의 질량(g)	전체 기체의 부피(L)
Ⅰ	14	[eqn: x]	4	[eqn: V]
Ⅱ	18	[eqn: y]	8	2[eqn: V]
Ⅲ	24	[eqn: z]	4	2[eqn: V]

[eqn: b TIMES {x} over {z}]는? (단, 온도와 압력은 일정하다.) [3점]

① [eqn: {1} over {2}]	② 1	③ [eqn: {7} over {6}]	④ [eqn: {5} over {4}]	⑤ 2

※ 확인 사항

◦ 답안지의 해당란에 필요한 내용을 정확히 기입(표기)했는지 확인하시오.