화 학

1

과학탐구 영역 (화학Ⅱ)

제 4 교시

경상북도교육청 주관 2020년 11월 고3 수능모의고사 문제지

이 문제지에 관한 저작권은 경상북도교육청에 있습니다.

화 학

Ⅱ

고3 - 2020 -  ¹¹ 32  - 11월 - 4교시

성명 수험 번호 ―

그림은 기질이 분해되는 반응에서 단백질로 이루어진 효소가 작용 하여 반응 속도가 빨라지는 과정을 모형으로 나타낸 것이다.

이 반응에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 온도는 일정하다.)

ㄱ. 효소의 작용으로 반응 속도 상수가 커진다.

ㄴ. pH가 변해도 반응 속도는 일정하다.

ㄷ. 온도가 증가하면 반응 속도는 항상 증가한다.

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄴ, ㄷ

3.

생성물

효소・기질 복합체 효소 효소

기질

<보 기>

그림은 t¾에서 0.5 M X(aq) 0.5 L에 X(s) 0.15 mol을 추가로 녹 였을 때 수용액의 농도 변화를 나타낸 것이다.

X의 분자량은?

① 40 ② 60 ③ 80 ④ 100 ⑤ 180 5.

A. 9(BR)

A- 밀도 AHN-

ANPM9(T)

AN 9(BR)

표는 4가지 물질에 대한 자료이다.

액체 상태에서 4가지 물질에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에 서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. HF는 분자 사이에 수소 결합을 한다.

ㄴ. 분산력이 작용하는 분자는 2가지이다.

ㄷ. Cl₂가 HCl보다 기준 끓는점이 높은 이유는 Cl₂의 쌍극자·

쌍극자 힘이 HCl보다 크기 때문이다.

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄷ ④ ㄱ, ㄴ ⑤ ㄱ, ㄷ

1.

<보 기>

물질 HF HCl F2 Cl2

분자량 20 36.5 38 71

기준 끓는점(¾) 20 -85 -188 -34

그림은 금속 X와 Y 결정의 단위 세포 모형과 단위 세포의 면을, 표는 X와 Y의 원자량을 나타낸 것이다. X와 Y의 결정 구조는 각각 체심 입방 구조, 면심 입방 구조 중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것 은? (단, X와 Y는 임의의 원소 기호이다.) [3점]

ㄱ. X의 결정 구조는 면심 입방 구조이다.

ㄴ. Y에서 한 원자에 가장 인접한 원자 수는 12이다.

ㄷ. 단위 세포에 포함된 원자의 질량비는 X : Y=7 : 10이다.

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ, ㄷ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

4.

<보 기>

금속 원자량 (상댓값)

X 7

Y 5

X Y

다음은 25¾ 혈액 속에서 일어나는 H₂PO₄^-과 HPO₄^2-의 완충 작용에 대한 화학 반응식 및 이온화 상수(K_a)와 이에 대한 학생들의 대화이다.

제시한 의견이 옳은 학생만을 있는 대로 고른 것은? (단, 25¾에서 물의 이온화 상수(K_w)는 1.0_10^-14이다.)

① A ② B ③ C ④ A, B ⑤ B, C 6.

H₂PO₄^-(aq)+H₂O(l)

^& H₃O⁺(aq)+HPO₄^2-(aq) K_a=6.2_10^-8

H₃O⁺은 H₂PO₄^-의 짝산이다.

혈액 속 OH^-의 농도 가 증가하면 H2PO4-

의 양(mol)이 감소해.

염기 HPO₄^2-의 이온화 상수(Kb)는 산 H₂PO₄^- 의 이온화 상수(Ka)보다 커.

학생 C 학생 B

학생 A

그림 (가)는 1기압에서 H₂O의 온도에 따른 밀도를, (나)와 (다)는 t¾, 1기압에서 H₂O 분자 사이의 결합 모형을 나타낸 것이다. (나), (다)는 각각 H₂O(s), H₂O(l)의 모형 중 하나이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. t¾, 1기압에서 H₂O의 상태 변화가 일어난다.

ㄴ. 1 L에 포함된 H₂O의 분자 수는 (나)>(다)이다.

ㄷ. 1 mol에 포함된 H₂O의 수소 결합 수는 t1¾일 때가 t2¾일 때보다 크다.

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

2.

밀도

U U 온도()

<보 기>

(가) (나) (다)

2 ^{(화학Ⅱ) 과학탐구 영역}

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고3 - 2020 - ¹² 32  - 11월 - 4교시 그림은 비커 (가)와 (나)에 각각 ASO₄(aq)과 BCl(aq)을 넣고 전

기 분해하는 모습을 나타낸 것이다. 전극 ㉠에서 금속이 석출되었고, 전극 ㉡ ~ ㉣에서 기체가 발생하였다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것 은? (단, A와 B는 임의의 원소 기호이다.) [3점]

ㄱ. ㉠은 전원 장치의 (-)극과 연결되어 있다.

ㄴ. ㉡ ~ ㉣ 중 발생하는 기체의 양(mol)은 ㉡에서 가장 적다.

ㄷ. 일정 시간 동안 전기 분해시켰을 때 수용액의 pH는 (가)>(나) 이다.

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

7.

. "40(BR) . #$M(BR) 전원 장치

㉠ ㉡ ㉢ ㉣

1U 1U 1U 1U

<보 기>

(가) (나)

그림 (가)는 H₂SO₄(aq)에 금속 A와 B를 넣은 것을, (나)는 H₂SO₄(aq)에 도선으로 연결된 A와 B를 넣은 것을 나타낸 것이다.

(가)의 A와 (나)의 A, B에서 기포가 발생하였다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. 금속의 이온화 경향은 A가 B보다 크다.

ㄴ. (가)와 (나)에서 A의 질량은 모두 감소한다.

ㄷ. (나)에서 B는 환원된다.

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄴ, ㄷ

9.

)40(BR) )40(BR)

" # " #

<보 기>

(가) (나)

그림은 강철 용기에서 일어나는 반응 X( g⁾ 5Ú Y( g^{)에서 반응 조} 건 A ~ C에 따른 X( g)의 운동 에너지 분포 곡선을 나타낸 것이다.

B와 C는 각각 A에서 농도, 온도, 촉매 사용 중 1가지 반응 조건만을 변화시킨 것이다. A와 B에서 반응물의 양은 같고, A와 C에서 평균 운동 에너지는 같다.

A ~ C에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, E_a는 A ~ C에서 활성화 에너지이다.)

ㄱ. B는 A에서 온도를 높인 것이다.

ㄴ. A와 C에서 반응 속도 상수는 같다.

ㄷ. 초기 반응 속도는 A에서 가장 빠르다.

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄴ, ㄷ

8.

분자 수

운동 에너지



"

$

#

&B

<보 기>

다음은 25¾, 표준 상태에서 3가지 반응의 열화학 반응식과 이와 관련된 3가지 결합 에너지에 대한 자료이다. H₂O( g^{)의 표준 생성} 엔탈피는 -242 kJ/mol이다.

열화학 반응식

(가) 2 H₂( g⁾+O₂( g⁾ 5Ú 2 H₂O( g⁾ DH=x kJ (나) H₂( g⁾+I₂(s) 5Ú 2 HI( g⁾ DH=+53 kJ (다) 4 HI( g⁾+O₂( g⁾ 5Ú 2 I₂(s)+2 H₂O( g⁾ DH=y kJ

결합 에너지

25¾, 표준 상태에서 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

ㄱ. x+y=-1074이다.

ㄴ. (가)에서 생성물의 결합 에너지 합은 반응물의 결합 에너지 합 보다 크다.

ㄷ. I₂(s) 5Ú I₂( g) 반응의 반응 엔탈피(DH)는 +64 kJ이다.

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ, ㄷ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

10.

<보 기>

결합 결합 에너지(kJ/mol)

H-H 436

I-I 151

H-I 299

다음은 CO₂와 관련된 반응의 화학 반응식이다.

CO₂(s) ^& CO₂( g⁾

그림 (가)는 t₁¾, 1기압에서 실린더에 He( g^)와 CO₂(s)를 넣고 평형에 도달한 상태를, (나)는 (가)의 온도를 t₂¾로 높인 후 충분한 시간이 지났을 때를 나타낸 것이다. (가)와 (나)에서 CO₂( g^{)의 부분} 압력(기압)은 각각 P₁, P₂이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것 은? (단, t₂¾는 삼중점의 온도보다 높고, 피스톤의 질량과 마찰은 무시한다.)

ㄱ. (가)에서 정반응은 일어나지 않는다.

ㄴ. t₂¾, P₂기압에서 CO₂는 동적 평형 상태이다.

ㄷ. (나)에서 온도를 일정하게 유지하고 기체의 압력을 증가시키 면 CO₂(l)가 생성될 수 있다.

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄴ, ㄷ

11.

U, 기압 )F(H), $0(H)

$0(T)

U )F(H), $0(H) 피스톤

온도 높임

<보 기>

(가) (나)

3

과학탐구 영역

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 화학 Ⅱ

고3 - 2020 - ²¹ 32  - 11월 - 4교시 다음은 25¾, 표준 상태에서 질소(N₂), 산소(O₂)와 관련된 반응

의 열화학 반응식이다.

(가) N₂( g⁾+O₂( g⁾ 5Ú 2 NO( g⁾ DH=+181 kJ (나) 2 NO( g⁾+O₂( g⁾ 5Ú 2 NO₂( g⁾ DH=-113 kJ (다) 2 N₂O( g⁾ 5Ú 2 N₂( g⁾+O₂( g⁾ DH=-163 kJ (라) N₂O( g⁾+NO₂( g⁾ 5Ú 3 NO( g⁾ DH=x kJ

25¾, 표준 상태에서 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? [3점]

ㄱ. x=+156이다.

ㄴ. NO₂( g^{)의 생성 엔탈피(}DH)는 34 kJ/mol이다.

ㄷ. N₂O( g)의 생성 엔탈피(DH)는 NO( g)의 생성 엔탈피 (DH)보다 크다.

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄴ, ㄷ

14.

<보 기>

표는 1기압에서 물에 비휘발성, 비전해질인 용질 X와 Y를 각각 녹인 수용액 (가) ~ (다)에 대한 자료이다. X와 Y는 서로 반응하지 않는다.

w_Y의 분자량

X의 분자량은? [3점]

① 5

2 ^② 10

3 ^③ 5 ④ 20

3 ^⑤ 10 12.

수용액 물의 질량(g) 용질의 질량(g)

끓는점 오름(¾)

X Y

(가) 100 w 20 7

(나) 200 20 w 2.5

(다) 300 30 30 4

다음은 기체 A와 B가 반응하여 기체 C가 생성되는 반응의 화학 반응식이다.

A( g⁾+b B( g⁾ 5Ú 2 C( g^{) (}b는 반응 계수)

그림 (가)와 (나)는 T1K에서 부피가 같은 두 강철 용기에 A( g^), B( g)의 초기 농도를 달리하여 넣고 반응시켰을 때, 0초, t초, 2t초에 서 A( g^), B( g)를 모형으로 나타낸 것이다.

화학 반응 속도가 A( g)의 농도에만 영향을 받을 때, 이에 대한 설 명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 온도는 일정하다.) [3점]

ㄱ. 반응 속도식은 v=k[A]이다.

ㄴ. A( g^{)의 농도는 ㉠}>2_㉡이다.

ㄷ. b_^(나)의 2t초에서 C(g)^{의 농도}

(가)의 t초에서 B(g)^{의 농도} =2이다.

① ㄴ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

13.

초 U초 U초

"

#

㉠ ㉡

<보 기>

(나) (가)

다음은 기체 A로부터 기체 B와 C가 생성되는 반응의 화학 반응 식이다.

a A( g⁾ ^& b B( g⁾+C( g^{) (}a, b는 반응 계수, 자연수)

그림은 T₁ K에서 A( g^{) ~} C( g)가 평형을 이루고 있는 강철 용기에 (가)를 추가하였을 때 시간에 따른 A( g^{) ~} C( g)의 농도를 나타낸 것 이다. (가)와 (나)는 각각 B( g^)와 C( g^{) 중 하나이다.}

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것 은? (단, 온도는 일정하다.)

ㄱ. a+b=3이다.

ㄴ. (가)는 C( g^)이다.

ㄷ. T₁ K에서 농도로 정의되는 평형 상수(K)는 32이다.

① ㄴ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

15.

농도

(.) 평형 상태 평형 상태

시간(초)















"(H) (가)

(나)

<보 기>

그림 (가)는 포도당 수용액을, (나)는 물의 증기 압력 곡선을 나 타낸 것이다. 수용액은 라울 법칙을 만족한다.

1기압에서 (가)의 끓는점이 t₂¾일 때, 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, 1기압은 760 mmHg 이고, 물과 포도당의 분자량은 각각 18, 180이다.) [3점]

ㄱ. t₁¾에서 (가)의 증기 압력 내림은 19 mmHg보다 크다.

ㄴ. x=30이다.

ㄷ. 1기압에서 (가)에 포도당 45 g을 더 녹인 용액의 끓는점은 t₂+t₃

2 ¾^이다.

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

16.



Y

Y

U U U 온도() 증기 압력

(NN)H)

물 AH 포도당 AH

<보 기>

(가) (나)

(화학Ⅱ)

고3 - 2020 - ²² 32  - 11월 - 4교시

4 ^{과학탐구 영역}

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* 확인 사항

◦ 답안지의 해당란에 필요한 내용을 정확히 기입(표시)했는지 확인 하시오.

다음은 산 HA의 이온화 반응식과 이온화 상수(K_a)이다.

HA(aq)+H₂O(l) ^& A^-(aq)+H₃O⁺(aq) K_a=1.0_10^-5 그림은 25¾에서 HA 수용액 (가)와 NaA 수용액 (나)를 섞어 혼 합 용액 (다)를 만드는 과정을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것 은? (단, 온도는 25¾로 일정하고, 25¾에서 물의 이온화 상수 (K_w)는 1.0_10^-14이다.) [3점]

ㄱ. x+y<0.35이다.

ㄴ. (나)에서 [H₃O⁺]

[OH^-] =5_10^-5이다.

ㄷ. (다)의 pH는 5이다.

① ㄱ ② ㄴ ③ ㄱ, ㄷ ④ ㄴ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

19.

YA. )"(BR) Q)

AN- ZA. /B"(BR)

AN-

["^] [)"]

<보 기>

다음은 기체 A와 B의 반응에 대한 화학 반응식과 실험이다.

〔화학 반응식〕

a A( g⁾+B( g⁾ 5Ú 2 C( g^{) (}a는 반응 계수)

〔실험 과정〕

(가) 그림과 같이 꼭지 ㉠, ㉡으로 연결된 용기 Ⅰ, Ⅱ와 실린더에 A( g^)와 B( g^{)를 넣는다.}

(나) ㉠을 열고 반응을 완결시킨 뒤 ㉠을 닫는다.

(다) ㉡을 열고 반응을 완결시킨 뒤 ㉡을 닫는다.

〔실험 결과〕

(나) 과정 후 Ⅰ에서 전체 기체의 압력은 2기압이다.

(다) 과정 후 실린더 속 기체의 부피는 3 L이다.

x는? (단, 온도는 일정하고, 연결관의 부피와 피스톤의 마찰은 무 시한다.) [3점]

① 1 ② 2 ③ 3 ④ 4 ⑤ 5 20.

"(H) Y기압A-

기압#(H)

A-

"(H) 기압

A- 꼭지

㉠

꼭지

㉡

실린더 피스톤

용기 Ⅰ 용기 Ⅱ

다음은 기체 A로부터 기체 B가 생성되는 반응의 화학 반응식과 반응 속도식이다.

A( g⁾ 5Ú 2 B( g⁾ v=k[A]^m

(k는 반응 속도 상수, m은 반응 차수) 그림은 강철 용기에 a M의 A( g^{)를 넣고, 온도} T₁, T₂에서 각각 반응시켰을 때 시간에 따른 B( g)의 농도를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것 은? [3점]

ㄱ. a+m=7.4이다.

ㄴ. 반응 속도 상수(k)는 T₂일 때가 T₁일 때의 2배이다.

ㄷ. T₁에서 A( g^{)의 초기 농도를} 3.2 M로 하여 반응시켰을 때 4분 뒤의 B( g^{)의 농도는} 4.8 M이다.

① ㄴ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

18.

시간(분)

     









5

5

#(H)의 농도 (.)

<보 기>

(가) (나) (다)

다음은 수소 연료 전지의 구조와 전극 (가), (나)에서 일어나는 반응의 화학 반응식을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

ㄱ. (가)에서 산화 반응이 일어난다.

ㄴ. ㉠과 ㉡ 중 전자의 이동 방향은 ㉡이다.

ㄷ. 전체 반응에서 생성되는 물질은 H₂O(l)이다.

① ㄱ ② ㄷ ③ ㄱ, ㄴ ④ ㄱ, ㄷ ⑤ ㄴ, ㄷ

17.

<보 기>

)(H) 0(H)

다공성 탄소 전극 ,0)(BR)

(가) (나)

㉠ ㉡

(가) 2H2( g⁾+4OH^-(aq)

5Ú4H2O(l)+4e^- (나) O2( g⁾+2H2O(l)+4e^-

5Ú4OH^-(aq⁾