중 3
정답과 해설
과 학
006~009P
1
③, ④2
②3
⑤4
④5
③6
①7
⑤8
④9
③, ④10
해설 참조11
②12
④13
⑤14
②15
③16
산소17
①18
(가) 수소, (나) 산소19
③20
④21
③22
②23
③24
~26
해설 참조100점 따라잡기
1
③ 서리가 생기는 것은 상태 변화 중 승화, ④ 암석이 쪼개지 는 것은 모양 변화로, 물질의 성질이 변하지 않는 물리 변화 이다. ① 가을에 단풍이 드는 것, ② 과일이 익는 것, ⑤ 석회 동굴에서 종유석이 생성되는 것은 물질의 성질이 변하는 화 학 변화이다.2
화학 변화가 일어날 때 나타날 수 있는 현상은 앙금 생성, 빛 과 열 발생, 기체 발생, 물질의 색깔이나 냄새 변화 등이 있다.물질의 상태가 변하는 것은 물리 변화에서도 일어날 수 있다.
3
(가)는 화학 변화를 나타낸 모형이다. ①은 확산, ②는 모양 변 화, ③은 혼합, ④는 용해도 감소 현상으로 모두 물리 변화이 고, ⑤는 과산화 수소가 분해되는 화학 변화이다.4
화학 변화가 일어나면 원자의 배열이 변하여 새로운 분자가 생성되므로 물질의 성질이 변한다. 그러나 화학 변화가 일어 나도 원자의 종류와 개수는 변하지 않는다.5
(가)는 화학 변화의 예이고, (나)는 물리 변화의 예이다. 화학 변화가 일어나면 원자의 배열이 변하고, 물리 변화가 일어나 면 분자의 배열만 변한다. 그러나 화학 변화와 물리 변화 모 두 원자의 수는 변하지 않는다.6
원자의 배열은 변하지 않고 분자의 배열만 변하는 물질의 변 화는 물리 변화이다. ㄱ과 ㄷ은 혼합물이 생성되는 물리 변화 이고, ㄴ은 화합물이 분해되는 화학 변화, ㄹ은 화합물이 생 성되는 화학 변화이다.7
양초에 불을 붙이면 촛농이 흘러내리는데 이는 고체 양초가 녹아 액체로 변한 것으로, 물리 변화에 해당한다. 반면 양초 의 연소는 화학 변화이므로, 양초를 연소시키면 성질이 전혀 다른 새로운 물질이 생성된다.8
(가)는 철가루와 황 가루를 섞어 혼합물을 만드는 물리 변화 이다. (나)에서는 혼합물을 가열하여 황화 철이 생성되는 화 학 변화가 일어나는데 이 반응은 화합 반응에 해당한다. A에 서는 철가루가 달라붙고, B에서는 무색 무취의 수소 기체가 발생한다. 반면 C에서는 달라붙는 물질이 없으며, D에서는 달걀 썩는 냄새의 황화 수소 기체가 발생한다.9
강철 솜을 가열하면 산소와 결합하여 산화 철(Ⅱ)이 생성된 다. 이 반응은 화학 변화로, 화합 반응이다. 산화 철(Ⅱ)은 강 철 솜과는 다른 성질을 가지므로 강철 솜을 가열한 부분에 자 석을 대면 붙지 않고, 묽은 염산을 떨어뜨리면 수소 기체가 발생하지 않는다.물리 변화와 화학 변화
1
화학 반응의 규칙성
Ⅱ.
004~005P
1
물리 변화는 물질의 성질이 변하지 않는 현상이고, 화학 변화 는 물질의 성질이 다른 새로운 물질로 변하는 현상이다. ①은 모양 변화, ②는 상태 변화(기화), ③은 확산, ④는 상태 변화 (승화)로 물리 변화에 속하고, ⑤는 화학 변화에 속한다.1
-1 ③은 용해, ④는 확산, ⑤는 액화이므로 물리 변화에 해당한다.2
(가)는 물리 변화, (나)는 화학 변화를 나타낸 모형이다. (가)에 서는 원자의 배열이 변하지 않고 분자의 배열만 변하며, (나) 에서는 분자의 종류가 변하므로 물질의 성질이 변한다. 앙금 생성과 기체 발생은 화학 변화, 확산, 용해, 상태 변화는 물리 변화에 의한 현상이다.2
-1 화학 변화가 일어나면 원자의 배열이 변하여 새로운 분자가 생성된다. 그러나 원자의 종류와 개수가 변하지 않으므로 물 질의 전체 질량은 변하지 않는다.3
주어진 모형은 화합을 나타낸 것으로, ③은 철과 황이 화합하 여 황화 철이 생성되는 반응이다. ①은 화학 반응이 아니라 물리 변화이고, ②, ④, ⑤는 분해 반응이다.3
-1 주어진 식은 화합 반응을 나타낸 것이다. ④는 암모니아와 물 이 혼합되어 암모니아수가 되는 물리 변화이다.4
탄산수소 나트륨이 열에 의해 분해되면 탄산 나트륨, 물, 이 산화 탄소가 생성된다. 물은 파란색 염화 코발트 종이를 붉게 변화시키고, 이산화 탄소는 석회수를 뿌옇게 흐려지게 한다.반응 후 시험관 속에 남는 흰색 고체는 탄산 나트륨으로, 탄 산수소 나트륨과는 다른 성질을 갖는다.
4
-1 탄산수소 나트륨이 열에 의해 분해되면 탄산 나트륨, 물, 이 산화 탄소가 생성된다. 이때 생성된 이산화 탄소가 석회수 와 반응하면 뿌옇게 흐려진다. 즉, 석회수의 변화로 이산화 탄소가 생성되었음을 확인할 수 있다.5
과산화 수소에 이산화 망가니즈를 넣으면 물과 산소로 빠르게 분해된다. 이산화 망가니즈는 촉매로, 이 물질이 없으면 과산 화 수소의 분해는 매우 느리게 일어난다. 탄산수소 나트륨이 분해되면 이산화 탄소 기체가 발생한다.5
-1 산화 은, 산화 수은, 탄산 칼슘, 탄산수소 나트륨은 모두 열에 의해 분해되고, 과산화 수소는 촉매에 의해 분해된다.1물리 변화, 화학 변화 2 분자, 원자 3원자 4화합 5분해 6물, 이산화 탄소 7촉매, 산소
1
⑤1
-1 ①, ②2
③2
-1 ①3
③3
-1 ④4
④, ⑤
4
-1 ③5
②5
-1 ②개념check
10
원자가 재배열되어 분자의 종류가 변하기 때문이다.11
철가루와 황 가루를 섞어 가열하면 황화 철이 생성되는데, 이 는 화합 반응이다. ①, ③, ④는 분해, ⑤는 치환 반응이다.12
① 탄소를 연소시키면 이산화 탄소가 생성되고, ② 강철 솜을 가열하면 산화 철(Ⅱ)이 생성된다. ③ 철과 황을 섞어 가열하 면 황화 철이 생성되고, ⑤ 나트륨과 염소 기체를 반응시키면 염화 나트륨이 생성되는데, 이는 모두 화합 반응이다. ④ 탄 산수소 나트륨을 가열하면 탄산 나트륨, 물, 이산화 탄소가 생성되는데, 이는 분해 반응이다.13
탄산수소 나트륨은 열에 의해 분해되어 탄산 나트륨, 물, 이 산화 탄소로 나누어진다. (가)에서는 파란색 염화 코발트 종 이가 붉게 변하고, (나)에서는 석회수가 뿌옇게 흐려지며, 시 험관 안에는 탄산 나트륨이 남는데, 탄산 나트륨의 질량은 탄 산수소 나트륨의 질량보다 작다.14
탄산 칼슘을 가열하면 산화 칼슘과 이산화 탄소로 분해되고, 염소산 나트륨을 가열하면 염화 나트륨과 산소로 분해된다.15
주어진 모형은 분해 반응을 나타낸 것이다. 과산화 수소에 이 산화 망가니즈를 넣으면 과산화 수소가 물과 산소로 나누어 지는데, 이는 분해 반응에 속한다.16
과산화 수소에 이산화 망가니즈를 넣으면 물과 산소로 분해 되고, 산화 은을 가열하면 산소와 은으로 분해된다.17
산소는 다른 물질이 타는 것을 도와주는 조연성이 있으므로 꺼져가는 향불을 대면 향불이 다시 타오른다.18
물을 전기 분해하면 (-)극에 연결된 (가)에는 수소 기체가, (+)극에 연결된 (나)에는 산소 기체가 모인다.19
주어진 실험은 물을 전기에 의해 분해하는 실험이므로 AB 2⁄ A+B로 나타낼 수 있다. 과산화 수소를 분해할 때는 전 기가 아닌 촉매를 이용한다. 물을 전기 분해할 때 (+)극에 서 발생하는 산소 기체는 다른 물질이 타는 것을 돕는 성질이 있고, (-)극에서 발생하는 수소 기체는 스스로 잘 타는 성 질이 있다.20
질산 은 수용액에 구리선을 넣으면 구리가 구리 이온으로 녹 아 들어가 용액은 파란색으로 변하고, 구리선 표면에 금속 은 이 달라붙는다. 이 반응은 치환 반응이다.21
(가)+(나) 2⁄ (다)는 물리 변화로, 분자의 종류가 변하지 않 는다. (라)는 (가)와 (나)의 성질을 가지지 않으며, (라) 2⁄(가)+(나)는 물의 분해이므로 전기를 흘려 주어야 일어난다.
22
A는‘노란 회색’, B는‘흑갈색’이며, C는‘철이 끌려옴’, D 는‘끌려오지 않음’이고, E는‘수소 발생’, F는‘황화 수소 기체 발생’이다. (가)는 물리 변화, (나)는 화학 변화이므로 (가)에서는 물질의 성질이 변하지 않고, (나)에서는 물질의 성 질이 변한다.23
(가)에서 이산화 망가니즈는 촉매로, 반응에 참여하지 않는다.(가)에서 발생하는 산소 기체는 물에 잘 녹지 않으며, (나)의 (+)극에서도 산소 기체가 발생한다. (나)의 (+)극과 (-)극 에서 발생하는 기체의 부피비는 1 : 2이다. 과산화 수소는 촉 매에 의해 분해되고, 물은 전기에 의해 분해된다.
24
(1) (가) 화학 변화, (나) 물리 변화(2) (가)는 원자의 배열이 변하지만, (나)는 원자의 배 열이 변하지 않고 분자의 배열만 변하기 때문이다.
해설 (가)에서는 분자를 이루는 원자의 배열이 달라져 새로 운 분자가 생성되므로 화학 변화이고, (나)에서는 분자의 종 류는 변하지 않고 배열만 변하므로 물리 변화이다.
25
(1) 탄산 나트륨, 물, 이산화 탄소(2) 석회수, 석회수가 이산화 탄소와 반응하여 뿌옇 게 흐려진다.
해설 탄산수소 나트륨은 열에 의해 탄산 나트륨, 물, 이산 화 탄소로 분해된다. 이때 이산화 탄소는 석회수가 뿌옇게 흐 려지는 것으로 확인할 수 있으며, 시험관 안에 남아 있는 고 체는 탄산 나트륨이다.
26
촉매, 자신은 변하지 않고 다른 물질의 화학 반응을 도와주는 역할을 한다.해설 과산화 수소는 촉매가 없어도 분해되지만 매우 느리 게 진행된다.
화학 반응과 질량 관계
2
012~013P
1
탄산 칼슘과 묽은 염산이 반응하면 이산화 탄소 기체가 발생 한다. 이때 페트병의 마개를 열지 않으면 생성된 기체가 빠져 나가지 않으므로 질량 변화가 없고, 페트병의 마개를 열면 기 체가 빠져나가므로 질량이 감소한다. 질량 보존 법칙에 의해 질량 관계는 (탄산 칼슘+묽은 염산)의 질량=(염화 칼슘+물+이산화 탄소)의 질량이고, 이는 밀폐 용기인 (가)와 (나) 를 통해 확인할 수 있다.
1
-1 묽은 염산과 아연이 반응하면 수소 기체가 발생하므로 (나)에 서 풍선이 부풀어 오른다. 이때 생성된 수소 기체가 풍선으로 인해 빠져나가지 못하므로 질량은 변하지 않는다. 그러나 풍 선을 빼면 수소 기체가 공기 중으로 빠져나가므로 질량이 감 소한다. 이 실험은 밀폐 용기에서 일어나는 기체 발생 반응 실험으로, 질량 보존 법칙을 설명할 수 있다.1같다 2감소 3 감소, 증가 4 질량 보존 53 : 2 6질량비 7질량비, 일정 성분비 8화합물, 혼
합물
1
②1
-1 ④2
④2
-1 ⑤3
②3
-1 ③4
⑤4
-1 ②, ④5
①5
-1 ⑤개념check
100점 따라잡기
2
질량 보존 법칙에 의해 반응물질의 총 질량과 생성물질의 총 질량은 같다. 따라서 (염화 나트륨+질산 은)의 질량=(질산 나트륨+염화 은)의 질량이다.3
달걀 껍데기의 주성분인 탄산 칼슘과 묽은 염산이 반응하면 이산화 탄소 기체가 발생한다. 이때 페트병의 마개를 닫아 놓 았으므로 질량 변화가 없지만, 마개를 열면 이산화 탄소 기체 가 빠져나가므로 질량이 감소한다.4
탄산 칼슘과 묽은 염산이 반응하면 이산화 탄소 기체가 발생 한다. 이때 마개를 닫으면 질량 변화가 없으며, 마개를 열면 기체가 공기 중으로 날아가므로 질량이 감소한다.5
강철 솜을 열린 공간에서 가열하면 산소와 결합하여 산화 철 (Ⅱ)이 된다. 따라서 열린 공간에서는 연소 후 질량이 증가하 지만, 밀폐된 공간에서 실험하면 질량 보존 법칙을 설명할 수 있다. 질량 보존 법칙에 의해 (강철 솜+결합한 산소)의 질량=산화 철(Ⅱ)의 질량이 된다.
6
ㄱ과 같은 금속의 연소 반응은 반응 후 질량이 증가하고, ㄴ 이나 ㄷ과 같이 기체가 발생하는 반응은 밀폐 용기에서 실험 해야 반응 전후에 질량 변화가 없다. ㄹ과 같은 앙금 생성 반 응은 열린 공간에서 실험해도 질량 변화가 없다.7
과산화 수소가 분해되면 물과 산소가 생성되며, 이때 이산화 망가니즈는 반응에 참여하지 않고 반응을 도와주는 촉매이 다. 따라서 과산화 수소의 질량=(물+산소)의 질량이므로, 산소의 질량은 16 g이다.8
질량 보존 법칙은 변화 전후 물질의 총 질량이 변하지 않는다 는 것으로, 물리 변화와 화학 변화에서 모두 성립한다.9
기체 발생 반응이 열린 공간에서 일어날 때 반응 후 질량이 감소하는 것처럼 보이지만, 밀폐된 공간에서 반응이 일어나 기체의 질량을 포함시키면 질량 보존 법칙이 성립한다.10
구리 4 g이 반응하여 산화 구리(Ⅱ) 5 g이 생성되므로 이때 결합한 산소의 질량은 1 g이다. 따라서 반응하는 구리와 산소 의 질량비는 4 g : 1 g=4 : 1이다.11
구리와 산소가 반응하여 산화 구리(Ⅱ)를 생성할 때 질량비는 4 : 1 : 5이다. 따라서 산화 구리(Ⅱ) 30 g을 생성하기 위해 최 소한으로 필요한 구리의 질량은 24 g, 산소의 질량은 6 g이다.12
마그네슘 3 g이 산소 2 g과 반응하여 산화 마그네슘을 생성 하므로, 마그네슘 : 산소 : 산화 마그네슘의 질량비는 3 : 2 : 5이다. 따라서 3 : 2 : 5=24 g : 16 g : 40 g에 의해 산화 마그네슘 40 g 속에는 마그네슘 24 g과 산소 16 g이 들 어 있다.13
A와 B가 반응하여 화합물을 생성할 때 A와 B의 질량비는 (0.50-0.30) g : 1.60 g=0.18 g : (1.49-0.05) g=1 : 8 이다. 따라서 A 0.15 g과 B 3.50 g을 반응시키면 A 0.15 g 과 B 1.20 g이 반응하여 화합물을 생성하고, B 2.30 g이 남는다.2
화학 반응이 일어날 때 반응 전후에 물질의 총 질량은 변하지 않는다. 이는 화학 반응이 일어나도 원자의 배열은 변하지만 원자의 종류와 개수는 변하지 않기 때문이다.2
-1 질량 보존 법칙은 물리 변화와 화학 변화에서 모두 성립한다.단, 열린 공간에서 변화가 일어나 반응물질과 생성물질 중 기 체를 포함시키지 않은 경우에는 질량이 변하는 것처럼 보이 지만, 기체를 포함시키면 질량 보존 법칙은 모든 물질 변화에 서 성립한다.
3
마그네슘 : 산소 : 산화 마그네슘의 질량비는 3 : 2 : 5이다.따라서 마그네슘 18 g이 완전 연소할 때 반응하는 산소의 질 량은 12 g, 생성되는 산화 마그네슘의 질량은 30 g이다.
3
-1 마그네슘 0.3 g이 완전히 연소하면 산화 마그네슘 0.5 g이 생 성되므로, 이때 결합한 산소의 질량은 0.5 g-0.3 g=0.2 g이 다. 따라서 반응하는 마그네슘과 산소의 질량비는 3 : 2이다.4
시험관 D부터 앙금의 높이가 더 이상 높아지지 않으므로 이 때 아이오딘화 칼륨과 질산 납이 모두 반응하였으며, 두 수용 액은 1 : 1의 부피비로 반응함을 알 수 있다. 시험관 B에는 반응하지 않은 아이오딘화 칼륨이 들어 있으므로 질산 납 수 용액을 더 넣어 주어야 앙금의 높이가 높아진다.4
-1 시험관 D부터 앙금의 높이가 더 이상 높아지지 않는 이유는 더 이상 반응할 아이오딘화 칼륨이 없기 때문이다. 이로부터 아이오딘과 납은 항상 일정한 질량비로 결합하여 아이오딘 화 납 앙금을 생성한다는 것을 알 수 있다.5
볼트(B)와 너트(N)를 이용하여 만든 화합물 모형에서 개수 비는 B : N=1 : 3이다. 따라서 볼트 5개와 너트 15개를 이 용하여 화합물 모형 5개를 만들고, 볼트 10개는 남는다.5
-1 볼트(B)와 너트(N)를 이용하여 만든 화합물 모형 BN™에서 개수비는 B : N=1 : 2이다. 따라서 화합물 모형 BN™를 이 루는 B : N의 질량비=1_3 g : 2_1 g=3 : 2이다.014~017P
1
⑤2
④3
③4
(가)=(나)>(다)5
④6
①7
③8
⑤9
②10
④11
⑤12
④13
④14
⑤15
해설 참조16
②17
①, ④18
(가) 2 : 1,(나) 1 : 8
19
②20
①21
④22
③23
⑤24
~26
해설 참조100점 따라잡기
1
염화 나트륨 수용액과 질산 은 수용액이 반응하면 흰색 앙금 이 생성되며, 이때 반응 전후의 총 질량은 같다. 이는 반응 전 후에 원자의 종류와 개수가 변하지 않기 때문이다.14
시험관 A, B, C에는 아이오딘화 칼륨 수용액이 남아 있고, 시험관 D에서는 두 수용액이 완전히 반응하였으며, 시험관 E, F에는 질산 납 수용액이 남아 있다. 따라서 시험관 E, F 에 아이오딘화 칼륨 수용액을 더 넣어 주면 앙금의 높이를 높 일 수 있다. 이 실험으로 일정 성분비 법칙을 설명할 수 있다.15
아이오딘화 칼륨 수용액을 더 넣어 준다.해설 시험관 E와 F에서 앙금의 높이가 일정한 것은 반응할 아이오딘화 칼륨이 없어서 더 이상 앙금이 생성되지 않기 때 문이다. 따라서 아이오딘화 칼륨을 더 넣어 주면 앙금이 생성 되어 앙금의 높이가 높아진다.
16
구리를 공기 중에서 가열하면 산소와 결합하여 산화 구리(Ⅱ) 가 생성되므로 질량이 증가한다. 그러나 일정량의 구리가 모 두 반응하고 나면 더 이상 산화 구리(Ⅱ)가 생성되지 않으므 로 질량이 증가하지 않고 일정해진다.17
소금물과 암모니아수는 혼합물이므로 일정 성분비 법칙이 성 립하지 않는다.18
물 분자 1개는 수소 원자 2개와 산소 원자 1개로 이루어지므 로 원자 수비는 2 : 1이며, 물을 구성하는 수소와 산소의 질 량비는 2_1 : 1_16=1 : 8이다.19
화합물 모형 1개는 볼트(B) 2개와 너트(N) 3개로 이루어진 다. 볼트(B)와 너트(N) 30개씩을 이용하면 볼트(B) 20개 와 너트(N) 30개로 화합물 모형 10개를 만들 수 있으며, 볼 트(B) 10개는 반응하지 않고 남는다.20
볼트(B) 2개와 너트(N) 3개가 화합물 1개를 이루므로 화합물 을 이루는 질량비는 볼트(B) : 너트(N)=1 : 1이다.21
나무가 연소하면 기체가 발생되어 날아가므로 연소 후 질량 이 감소한다. 따라서 (가)에서는 저울이 추를 올려놓은 쪽으 로 기울어진다. 강철 솜이 연소할 때는 산소와 결합하여 산화 철(Ⅱ)이 되므로 연소 후 질량이 증가한다. 따라서 (나)에서는 저울이 강철 솜 쪽으로 기울어진다. 연소 반응이 일어나도 물 질의 전체 질량은 보존되며, 산화 철(Ⅱ)은 강철 솜에 산소가 결합된 것이므로 두 물질을 이루는 원자의 종류는 다르다.22
금속 A 1.2 g이 연소하여 화합물 2.0 g을 생성하므로 금속 A와 생성되는 화합물의 질량비는 3 : 5이다. 금속 B 1.2 g이 연소하여 화합물 1.5 g을 생성하므로 이때 결합한 산소의 질 량은 0.3 g이며, 따라서 결합하는 금속 B와 결합하는 산소의 질량비는 4 : 1이다. 금속 A 24 g이 연소할 때 필요한 산소 의 질량을 x라고 하면 3 : 2=24 g : x g, x=16 g이고, 금 속 B 24 g이 연소할 때 필요한 산소의 질량을 y라고 하면 4 : 1=24 g : y g, y=6 g이다. 따라서 금속 24 g이 연소할 때 필요한 산소의 질량비는 금속 A : 금속 B=16 g : 6 g=8 : 3이다. 금속 A 3 g과 산소 6 g을 반응시키면 금속 A는 모두 반응하고 산소 4 g이 남으며, 금속 B의 화합물 20 g을 얻으려면 금속 B 16 g과 산소 4 g을 반응시켜야 한다.
23
화합물 (가)를 이루는 원소 A와 산소의 질량비는 20 g : (36-20) g=20 : 16이고, 화합물 (나)를 이루는 원소 A와 산소의 질량비는 60 g : (76-60) g=60 : 16이다. 따라서 화합물 (가)를 AO라고 하면, 화합물 (나)는 A£O가 된다.24
(1) 질량 감소：(가), 질량 증가：(나)(2) 밀폐 용기에 넣어 반응 전과 후의 질량을 측정한다.
해설 (1) (가)는 기체가 발생하므로 질량이 감소하고, (나)는 금속이 산소와 결합하므로 질량이 증가한다.
25
마그네슘과 산소의 질량비는 3 : 2이므로, 3 : 2=15 g :산소의 질량에서 산소의 질량은 10 g이다.
26
(1) 6 mL(2) 더 이상 반응할 질산 납이 없기 때문이다.
해설 시험관 D부터 아이오딘화 칼륨 수용액을 더 넣어도 앙금의 높이가 증가하지 않는 것으로 보아 시험관 D에서 질 산 납과 아이오딘화 칼륨이 완전히 반응했음을 알 수 있다.
020~023P
기체 사이의 반응과 화학 반응식
3
019P
1
수소 : 산소 : 수증기의 분자 수비=부피비=2 : 1 : 2이며, 반 응 전 분자의 개수는 3개, 반응 후 분자의 개수는 2개이다.1
-1 기체 A와 B가 반응하여 기체 C가 생성될 때 부피비는 A : B : C=2 : 1 : 2이다. 따라서 기체 A 40 mL와 기체 B 30 mL를 반응시키면 기체 C 40 mL가 생성되고, 기체 B 10 mL는 반응하지 않고 남게 된다.2
화학 반응식으로 분자의 모양이나 크기는 알 수 없다.2
-1 반응물질은 수소, 염소, 생성물질은 염화 수소이며, 반응물질의 총 원자의 개수는 4개, 생성물질의 총 원자의 개수는 4개이다.1
③2
기체 반응 법칙3
②4
1 : 3 : 25
①6
⑤7
①8
④9
③10
②11
⑤12
②, ⑤13
④14
④15
⑤16
④17
⑤18
해설 참조19
⑤20
④21
~23
해설 참조100점 따라잡기
1기체 반응 2분자 3화학 반응식 4분자
수, 부피
1
②1
-1 ④2
⑤2
-1 ⑤개념check
100점 따라잡기
16
반응 전후 원자의 종류와 개수가 같도록 계수를 맞추면 ( ) 안에 들어갈 계수는 5가 된다. 따라서 반응하는 에타인과 산 소의 부피비는 2 : 5이므로, 에타인 기체 10 L를 완전히 연소 시키기 위해 필요한 산소의 부피는 25 L이다.17
반응 전후 탄소(C), 수소(H), 산소(O)의 개수가 같아야 하 므로 2CH£OH+3O™2⁄ 2CO™+4H™O이다.18
2H™O™2⁄ 2H™O+O™해설 과산화 수소의 분해 반응에서 이산화 망가니즈는 반 응을 도와주는 촉매 역할을 하며, 반응에 참여하지 않는다.
먼저 반응물질과 생성물질을 화학식으로 표시한다.
H™O™2⁄ H™O+O™
반응 전후 O의 개수를 맞추기 위해 계수를 붙인다.
2H™O™2⁄ 2H™O+O™
반응 전후 H와 O의 개수가 같은지 확인한다.
19
ㄱ. 화학 반응식은 N™+3H™2⁄ 2NH£이다.ㄴ. 반응 전후 분자의 종류와 개수는 다르다.
ㄷ. 각 기체 1부피에 포함된 분자의 개수는 같다.
ㄹ. 암모니아를 이루는 질소 : 수소의 부피비는 1 : 3이다.
20
㉠과 ㉡은 모두 1이 되며, 이 화학 반응식에서 계수비는 분자 수비와 같지만, 기체 반응이 아니므로 부피비와는 같지 않다.이 반응은 이산화 탄소 기체가 발생하는 반응이므로 밀폐된 공간에서 반응시켜야 질량 보존 법칙을 설명할 수 있다.
21
(1) ㉠ 10, ㉡ 20(2) A : B : C의 부피비는 2 : 1 : 2이며, 부피비는 화학 반응식의 계수비와 같다.
해설 A : B : C=10 mL : (10-5) mL : 10 mL(실험 1)
=20 mL : 10 mL : 20 mL(실험 2)
=(30-10) mL : 10 mL : 20 mL(실험 3)
=2 : 1 : 2
22
Ca(OH)™+CO™2⁄ CaCO£+H™O23
•반응물질과 생성물질의 분자 수비•반응물질과 생성물질의 부피비
1
수소 기체 : 산소 기체 : 수증기의 부피비는 2 : 1 : 2이다.따라서 수증기 100 mL를 생성하기 위해서는 수소 기체 100 mL와 산소 기체 50 mL를 반응시켜야 한다.
2
질소와 수소는 일정한 정수비로 반응하여 암모니아를 생성한다.3
기체 반응 법칙은 반응물질과 생성물질이 모두 기체인 반응 에서만 성립한다.4
실험 1과 2에서 반응에 관여한 기체의 부피비는 질소 : 수소 :암모니아=(15-5) mL : 30 mL : 20 mL=5 mL : (20-5) mL : 10 mL=1 : 3 : 2이다.5
질소 : 수소 : 암모니아는 1 : 3 : 2=7 : 21 : 14이므로 수소 기체 24 mL 중 21 mL만 반응하고 3 mL가 남으며, 이때 암 모니아 기체는 14 mL가 생성된다.6
원자 모형으로 기체 반응을 나타내면 원자가 쪼개지는 모순 이 생긴다. 하지만‘같은 온도와 압력에서 모든 기체는 같은 부피 속에 같은 수의 분자를 포함한다.’는 아보가드로 법칙을 적용하여 분자 모형으로 나타내면 돌턴의 원자설에 어긋나지 않고 기체 반응을 설명할 수 있다.7
아보가드로 법칙에 의하면 같은 온도와 압력에서 같은 부피 속에는 같은 수의 기체 분자가 들어 있으므로, 염소 : 수소 : 수증기의 분자 수비는 1 : 1 : 1이다.8
수소 : 산소 : 수증기의 부피비와 분자 수비는 2 : 1 : 2이지 만, 질량비는 2 : 1 : 2가 아니다.9
반응하는 수소 : 산소의 분자 수비가 2 : 1이므로, 수소 분자 20개와 산소 분자 20개를 반응시키면 수소 분자 20개와 산소 분자 10개가 반응하여 수증기 분자 20개를 생성하고, 산소 분자 10개는 반응하지 않고 남는다.10
반응하는 수소 기체와 염소 기체, 생성되는 염화 수소 기체의 부피비는 1 : 1 : 2이다. 따라서 수소 기체 50 mL와 염소 기 체 100 mL를 반응시키면 염화 수소 기체 100 mL가 생성되 고 염소 기체 50 mL는 반응하지 않고 남는다.11
반응 전후에 원자의 종류와 개수가 그림과 같은 화학 반응식 은 2Mg+O™2⁄ 2MgO이다.12
반응물질의 총 원자 수는 2_2+1_2=6(개)이다. 또한 반응 물질과 생성물질의 원자 수의 합은 같지만, 분자 수의 합은 같 지 않다.13
실험 1과 2에서 반응한 기체와 생성된 기체의 부피비는 A : B : C=(35-25) mL : 5 mL : 10 mL=50 mL : (30- 5) mL : 50 mL=2 : 1 : 2이다. 따라서 화학 반응식에서 계 수비 A : B : C=2 : 1 : 2가 된다.14
① 2H™+O™2⁄ 2H™O ② C+O™ 2⁄ CO™③ 2CO+O™2⁄ 2CO™ ⑤ CH¢+2O™ 2⁄ CO™+2H™O
15
화학 반응식으로 반응물질과 생성물질을 구성하는 원자 크기와질량은 알 수 없다.
024~025P
❶분자 ❷원자 ❸원자 ❹화합 ❺분해 ❻물
❼이산화 탄소 ❽촉매 ❾일정 ❿감소 일정
감소 증가 질량 보존 5 1 8
일정 성분비 분자 분자 원자 계수
부피 대단원 100점 따라잡기
지구와 달의 모양과 크기
1
Ⅲ. 태양계
028~029P
1
계절에 따라 볼 수 있는 별자리가 달라지는 것은 지구가 태양 주위를 공전하기 때문이다.1
-1 지구는 둥글기 때문에 먼 바다에서 항구로 들어오는 배는 돛 대부터 보이기 시작하다가 점차 배 전체가 보이게 된다.2
지구가 둥글기 때문에 고위도로 갈수록 북극성의 고도는 높 아지며, 북극성의 고도는 관측 지역의 위도와 같다.2
-1 북극성의 고도는 관측 지역의 위도와 같으므로 북극성의 고 도가 가장 높은 (나) 지역의 위도가 가장 높다.3
시에네와 알렉산드리아가 지구 중심과 이루는 각이 7.2˘이고, 두 지역 사이의 거리가 925 km이므로, 원에서 호의 길이는 중심각의 크기에 비례한다는 원리를 적용하여 비례식을 세우 면, 2pR : 360˘=925 km : 7.2˘가 성립한다.3
-1 시에네와 알렉산드리아 사이의 지구 중심각의 크기는 직접 측정할 수 없다. 햇빛은 지구 어느 곳에서나 평행하게 들어오 므로 알렉산드리아에 세운 막대와 막대의 그림자 끝이 이루 는 각은 중심각과 엇각으로 같고, 중심각은 두 지역의 위도 차와 같다.4
에라토스테네스의 방법으로 지구 모형의 크기를 구할 때 두 막대 사이의 중심각은 직접 측정할 수 없으므로 엇각으로 같 은 ∠BB'C를 측정하고, 줄자로 호 AB의 길이(l)를 측정 한다.4
-1 지구 모형에 세운 두 막대 사이의 중심각(∠AOB)과 ∠BB'C 가 엇각으로 같으려면 지구 모형에 들어오는 햇빛이 평행해야 한다.5
원의 성질을 이용하면 360˘ : h=2pL : D가 성립하므로, D= _2pL이다.5
-1 D= _2pL에서 각지름이 0.5˘이고, 달까지의 거리가38만 km이므로 달의 지름 D= _2p_380,000 km
?3,314 km이다. 따라서 달의 반지름은 약 1,657 km이다.
0.5˘
360˘
h 360˘
h 360˘
1둥근 2둥글다 3둥근, 높아 4구형, 평행 5중심각 6거리, 중심각 7각지름 82pL : D=360˘ : h
1
④1
-1 ③2
①2
-1 ④3
④3
-1 ⑤4
②,④
4
-1 ⑤5
③5
-1 ③개념check
030~033P
1
①2
해설 참조3
⑤4
①5
③6
②7
④8
①, ④9
②, ③10
A와 B11
②12
6,000 km13
③14
②15
③16
③17
⑤18
②19
①20
⑤21
④22
~24
해설 참조100점 따라잡기
1
지구가 둥글기 때문에 남쪽이나 북쪽으로 가면 볼 수 있는 별 자리가 달라지며, 항구에서 멀어지는 배는 점점 가라앉는 것 처럼 보이고, 고위도로 갈수록 북극성의 고도가 높아진다.2
지구는 둥근 모양이다.아리스토텔레스는 월식 때 달에 비친 지구의 그림자 모양을 보고 지구가 둥글다고 주장하였다.
3
지구가 둥글기 때문에 항구에서 먼 바다로 나가는 배는 배의 아래쪽부터 가라앉는 것처럼 보인다.4
지구의 모양이 편평하다면 지구 상의 어느 곳에서나 북극성 의 고도는 90˘로 같을 것이다.5
지구의 모양이 둥글기 때문에 북반구에서 북극성의 고도는 고위도로 갈수록 높아진다. 따라서 D, E, F 지역에서 북극 성의 고도는 D＜E＜F이다.6
지구의 모양이 편평하다면 한 방향으로 계속 가도 제자리로 되돌아올 수 없고, 지구 상의 모든 곳에서 북극성의 고도나 해 뜨는 시각이 일정하며, 높이에 관계없이 볼 수 있는 시야 가 같을 것이다.7
에라토스테네스는 원에서 호의 길이는 중심각의 크기에 비례 한다는 원리를 이용해 지구의 크기를 구하였다.8
에라토스테네스는 지구는 완전한 구형이며, 햇빛은 지구 상 의 어디에서나 평행하게 들어온다는 가정을 세우고 지구의 크기를 구하였다.9
에라토스테네스는 하짓날 정오에 시에네에서는 햇빛이 우물 속을 수직으로 비추지만, 북쪽에 위치한 알렉산드리아에서는 똑바로 세운 막대의 그림자 끝이 북쪽으로 기울어진다는 사 실을 알고, 두 지역 사이의 거리와 막대와 막대의 그림자 끝 이 이루는 각을 측정하여 지구의 크기를 구하였다.10
지구의 크기를 구하기 위해서는 동일 경도 상의 서로 다른 위 도에 있는 두 지역을 선택해야 한다.11
북극성의 고도는 관측 지역의 위도와 같으므로 A 지역의 위 도는 30˘, B 지역의 위도는 60˘이다. 따라서 두 지역이 지구 중심과 이루는 각도는 30˘이므로, 지구 반지름을 구하는 비 례식은 2pR : 360˘=d : 30˘로 세울 수 있다.23
(1) (가)(2) 360˘ : 4˘=2pR : 420 km, 2pR=37,800 km 해설 (1) 북극성의 고도는 고위도로 갈수록 높아지므로 북 극성의 고도가 높은 (가) 지역의 위도가 더 높다.
(2) 북극성의 고도 차는 위도 차와 같으므로 360˘ : 4˘=2pR : 420 km에서
지구의 둘레 2pR=37,800 km이다.
24
•지구 모형은 완전한 구형이다.•지구 모형으로 들어오는 햇빛은 평행하다.
해설 에라토스테네스의 방법으로 지구 모형의 크기를 측정 할 수 있다. 이때 원의 성질을 이용하기 위해 지구 모형은 완 전한 구형이어야 하고, 엇각의 원리를 이용하기 위해 햇빛은 평행해야 한다.
지구의 운동
2
036~037P
1
태양이 황도를 따라 이동하면서 황도 12궁의 별자리를 한 달 에 한 개씩 지나는 것은 지구가 공전하기 때문이다.1
-1 계절의 변화는 지구가 자전축이 공전 궤도면에 대해 기울어 진 채 태양 주위를 공전하기 때문에 나타나는 현상이다.2
관측된 사진에서 별의 일주 운동이 그린 원호의 중심각이 30˘이므로 2시간 동안 노출하여 찍은 사진이다.
2
-1 우리나라에서 북극성 주변의 별들은 1시간에 약 15˘씩 시계 반대 방향으로 회전한다.3
해가 진 직후 서쪽 하늘의 별자리는 하루에 약 1˘씩 동에서 서 로 이동하며, 태양은 별자리에 대해 하루에 약 1˘씩 서에서 동 으로 이동한다. 이것은 지구가 태양 주위를 공전하기 때문에 나타나는 겉보기 현상이다.3
-1 태양의 연주 운동은 지구의 공전으로 인해 태양이 1년을 주기 로 별자리 사이를 서에서 동으로 이동하는 것처럼 보이는 현 상이다. 태양의 연주 운동 방향은 서에서 동으로, 지구의 공 전 방향과 같다.1서, 동 2동, 서 3북극성 4지구의 자전 5서, 동 6공전 7황도 8남중 고도
1
④1
-1 ⑤2
⑤2
-1 ⑤3
③3
-1 ④4
④4
-1 ②5
②5
-1 ⑤개념check
12
2pR : 360˘=d : 30˘에서 2pR : 360˘=3,000 km : 30˘, R= =6,000 km이다.13
이 실험에서 막대 AA'과 BB'은 위도는 다르고 경도는 같은 곳에 세우며, 막대 AA'은 그림자가 생기지 않게, 막대 BB' 은 그림자가 지구 모형을 넘어가지 않게 세워야 한다. 지구 모형의 크기는 에라토스테네스의 방법과 같은 원리로 측정하 므로 A와 B 사이의 중심각의 크기와 두 막대 사이의 거리를 알아야 하는데, A와 B 사이의 중심각인 h는 직접 측정할 수 없으므로 엇각으로 같은 ∠BB'C를 측정해야 한다.14
원에서 호의 길이는 중심각의 크기에 비례하므로 360˘ : 2pR=h : l의 관계가 성립한다. 따라서R= 이다.
15
달의 각지름을 이용하여 달의 크기를 구할 때는 원의 성질을 이용한다. 따라서 360˘ : h=2pL : D가 성립한다.16
삼각형의 닮음비를 이용하여 달의 크기를 구할 때 지구에서 달까지의 거리는 미리 알고 있어야 하고, 종이에 뚫은 구멍의 지름과 눈에서 종이까지의 거리는 직접 측정한다.17
눈과 종이 구멍의 지름이 이루는 삼각형, 눈과 달의 지름이 이루는 삼각형은 서로 닮은꼴이므로 삼각형의 닮음비를 이용 하여 달의 지름을 구할 수 있다.18
삼각형의 닮음비를 이용하면 d : D=l : L이므로,D= 이다.
19
북극성의 고도는 고위도로 갈수록 높아지므로 (가)에서 북극 성의 고도는 A＜B＜C이고, (나)에서 위도는 c＜a＜b이다.20
360˘ : 2pR=25˘ : 10 cm (R：지구 반지름)2pR= =144 cm, R= =24 cm
21
각지름이 같으면 거리비와 크기비가 같은 것처럼 거리비가 같 으면 크기비와 각지름이 같다. 지구와 달의 크기비는 4 : 1이 므로 달에서 본 지구의 각지름은 지구에서 본 달의 각지름의 4 배가 된다.22
(1) 독도(2) 지구가 둥글기 때문이다.
해설 독도는 인천, 서울, 동해보다 동쪽에 위치하며, 동쪽 으로 갈수록 해 뜨는 시각이 빨라진다. 이는 지구가 둥글기 때문에 나타나는 현상이다.
144 cm 2_3 360˘_10 cm
25˘
d_L l 360˘_l
2p_h
360˘_3,000 km 2_3_30˘
100점 따라잡기
038~041P
1
②2
③3
④4
②5
①6
③7
B, 15˘8
③9
(가)–(다)–(나)10
③11
⑤12
해설 참조13
②14
③15
④16
②17
③18
④19
⑤1
낮과 밤의 길이가 조금씩 달라지는 것은 지구가 자전축이 기 울어진 채 공전하기 때문이다.2
지구는 자전축을 중심으로 서에서 동으로 자전하고, 이로 인 해 별들은 동에서 서로 일주 운동을 한다.3
별들이 비스듬히 오른쪽 아래로 향하고 있으므로 서쪽 하늘 의 일주 운동을 찍은 사진이다. 별들은 동쪽에서 떠서 서쪽으 로 지므로 (가)는 남쪽, (나)는 서쪽이며, 별들은 A 방향으로 일주 운동한다.4
우리나라의 동쪽 하늘에서는 별들이 지평선에서 떠올라 비스 듬히 오른쪽 위로 이동한다. ②는 동쪽 하늘, ③은 서쪽 하늘,④는 남쪽 하늘, ⑤는 북쪽 하늘의 일주 운동 모습이다.
5
별의 일주 운동은 지구의 자전에 의해 나타나는 현상이며, 북 극성 부근의 별자리는 움직이지 않는 북극성을 중심으로 시 계 반대 방향(B)으로 1시간에 약 15˘씩 일주 운동을 한다.6
별의 일주 운동이 원호로 나타나는 것으로 보아 북쪽 하늘의 일주 운동을 찍은 것이며, 원호의 중심 P에는 북극성이 위치 한다. 별들은 북극성(P)을 중심으로 시계 반대 방향(b)으로 일주 운동하며, 1시간에 약 15˘씩 회전한다.4
지구가 공전하기 때문에 계절에 따라 볼 수 있는 별자리가 달 라지는데, 지구에서는 태양의 반대편에 있는 별자리를 한밤 중에 남쪽 하늘에서 볼 수 있으므로 5월의 한밤중에 남쪽 하 늘에서 볼 수 있는 별자리는 천칭자리이다.4
-1 계절에 따라 보이는 별자리가 달라지고, 태양이 황도를 따라 별 자리 사이를 이동하는 것은 지구가 태양 주위를 1년을 주기로 공전하기 때문에 나타나는 현상이다.5
A는 춘분(봄), B는 하지(여름), C는 추분(가을), D는 동지(겨 울) 때 지구의 위치를 나타낸다. 우리나라에서 태양의 남중 고도가 가장 높을 때는 하지로, 여름에 해당한다. 우리나라의 여름에는 태양이 북반구를 수직으로 비추므로 공전 궤도 상 에서 지구가 B에 위치할 때이다.5
-1 계절의 변화가 생기는 원인은 지구가 자전축이 기울어진 채로 태양 주위를 공전하므로 태양의 남중 고도가 달라지고, 지표면 에 들어오는 일사량이 달라지기 때문이다.20
①21
①22
②23
~26
해설 참조100점 따라잡기
7
지구가 자전하기 때문에 지구 주위를 일정한 속도로 공전하 는 인공위성의 궤도는 점차 서쪽으로 이동한 곳에서 관측된 다. 따라서 인공위성이 현재 A 위치를 지나고 있다면 1시간 후에는 서쪽(B)으로 약 15˘ 이동한 곳에서 관측된다.8
6개월 간격으로 별들을 관측했을 때 비교적 거리가 가까운 별 들이 멀리 있는 배경별들에 대해 위치가 변하는데, 이것은 지 구가 공전하고 있다는 가장 확실한 증거이다.9
지구가 공전함에 따라 별자리는 하루에 약 1˘씩 서쪽으로 이 동한다.10
별자리는 태양에 대해 동에서 서로 이동하는 것처럼 관측되 어 지는 시각이 조금씩 빨라지므로 현재 서쪽 지평선 부근에 위치한 별자리는 한 달 후 서쪽 지평선에서 볼 수 없게 된다.태양의 반대편에 위치한 별자리는 한밤중에 남쪽 하늘에서 볼 수 있다.
11
지구에서 한밤중에 남쪽 하늘에서 관측되는 별자리는 황도 상에서 태양이 지나는 위치와 반대편에 위치한다. 지구가 A 에 위치할 때 태양은 궁수자리를 지나며, 한밤중에 남쪽 하늘 에서는 쌍둥이자리를 관측할 수 있다. 또한 태양은 11월에 천 칭자리를 지난다.12
지구가 공전하기 때문이다.13
6월에 태양은 황소자리 부근을 지나며, 지구에서는 10월의 한밤중에 남쪽 하늘에서 물고기자리를 볼 수 있다. 처녀자리 는 4월의 한밤중에 남쪽 하늘에서 보이는 별자리이다.14
별자리가 하루에 약 1˘씩 동쪽에서 서쪽으로 이동하는 현상 을 별자리의 연주 운동(시운동)이라고 하며, 태양이 별자리 사이를 하루에 약 1˘씩 서쪽에서 동쪽으로 이동하여 1년 후 제자리로 돌아오는 현상을 태양의 연주 운동이라고 한다.15
지구가 자전축이 기울어진 채로 공전을 하기 때문에 태양의 남 중 고도가 달라지고, 지표면에 들어오는 태양 복사 에너지양이 달라지며, 밤낮의 길이가 달라져 계절의 변화가 나타난다.16
지구의 자전축이 기울어지지 않았다고 가정하면 태양의 남중 고도가 변하지 않으므로 계절의 변화가 생기지 않을 것이다.17
(가)에서 A는 봄(춘분), B는 여름(하지), C는 가을(추분), D 는 겨울(동지)이다. 추분날 우리나라에서 태양은 정동쪽에서 떠서 정서쪽으로 진다.18
(나)에서 ㉠은 하지, ㉡은 춘분과 추분, ㉢은 동지이다.19
하지 때는 태양의 남중 고도가 가장 높아 지표면의 단위 면적 에 들어오는 태양 복사 에너지양이 가장 많다.20
태양의 일주 운동 경로는 여름에는 북쪽으로 치우치고, 겨울 에는 남쪽으로 치우쳐 계절에 따라 달라진다.100점 따라잡기
2
달은 스스로 빛을 내지 못하고 태양 빛을 반사하여 밝게 보 이므로 태양, 지구, 달의 상대적인 위치 관계에 따라 달의 모 양이 달라진다.2
-1 달은 지구 주위를 서에서 동으로 약 27.3일 동안 한 바퀴(360˘) 를 공전하므로 하루에는 약 13˘{ ?13˘/일} 공전한다.3
A는 상현, B는 망, C는 하현, D는 삭이다. 달은 음력 1일경 에 삭의 위치에 있고, 초저녁에 남쪽 하늘에서 볼 수 있는 달 은 상현달이며, 보름달(망)일 때 가장 밝고 오랫동안 볼 수 있다.3
-1 지구를 중심으로 태양과 달이 반대편에 위치할 때 달의 위상 은 망(보름달)이다.4
삭망월은 달의 모양이 망에서 다시 망이 될 때까지 걸린 시간 이므로 A → C 기간이며, 약 29.5일이 걸린다.4
-1 달의 실제 공전 주기는 달이 지구 주위를 한 바퀴 공전하여 제자리로 되돌아오는 데 걸린 시간이므로 항성월과 같다. 항 성월은 약 27.3일이다.5
달은 스스로 자전하면서 지구 주위를 공전하는데, 자전 주기 와 공전 주기가 같고, 자전 방향과 공전 방향이 같기 때문에 지구에서 볼 때 항상 같은 면만 보인다.5
-1 달이 같은 방향과 같은 속도로 자전과 공전을 하므로 지구에 서는 항상 달의 한쪽 면만 관측하게 되어 늘 같은 무늬가 보 인다.360˘
27.3일
046~049P
1
④2
③3
③4
④5
①6
초저녁, 7~8일경7
E8
④9
②10
③11
①12
②13
④14
②15
해설 참조16
④17
⑤18
④19
③1
달의 바다(A)는 달 표면에서 어둡게 보이는 부분으로, 지형 이 대체로 평탄하다.2
달의 고지는 달 표면에서 비교적 밝게 보이는 부분으로, 운석 구덩이가 많이 분포한다.3
달에는 대기가 없기 때문에 지구에서보다 많은 수의 운석이 충돌하고, 물과 대기가 없어 풍화・침식 작용이 거의 일어나 지 않기 때문에 한 번 생긴 운석 구덩이가 없어지지 않고 오 랫동안 보존된다.20
③21
⑤22
~24
해설 참조100점 따라잡기
21
별자리는 하루에 약 1˘씩 동에서 서로 이동하므로 한 달 후에 는 약 30˘ 서쪽으로 이동한다. 따라서 한 달 후 같은 시각에 남쪽 하늘에서 볼 수 있는 별자리는 게자리이다.22
이 기간에는 낮의 길이가 밤의 길이보다 길므로 춘분(A)에 서 추분(C) 사이이다. 이 기간 동안 낮의 길이는 점차 짧아지 므로 하지(B)에서 추분(C) 사이이다.23
•별의 일주 운동이 나타난다.•인공위성 궤도의 서편 현상이 나타난다.
해설 낮과 밤이 생기고, 푸코 진자의 진동면이 회전하는 현 상도 지구 자전에 의해 나타나는 현상이므로 정답으로 인정 한다.
24
(1) 2시간 (2) 30˘(3) 지구가 자전하기 때문이다.
해설 북쪽 하늘의 별들은 북극성을 중심으로 시계 반대 방 향으로 1시간에 약 15˘씩 일주 운동을 하며, 별들이 그린 원 호의 중심각은 모두 같다. 이와 같은 현상이 나타나는 이유는 지구가 하루를 주기로 자전하기 때문이다.
25
태양은 동에서 서로 일주 운동을 하고, 서에서 동으 로 연주 운동을 한다.해설 태양의 일주 운동 방향은 지구의 자전 방향과 반대이 고, 태양의 연주 운동 방향은 지구의 공전 방향과 같다.
26
낮의 길이는 길어지고, 태양의 남중 고도는 높아진다.해설 동지 때는 일 년 중 태양의 남중 고도가 가장 낮고, 낮 의 길이가 가장 짧다. 춘분 때는 밤낮의 길이가 같다.
달의 운동과 모양 변화
3
044~045P
1
달의 표면에서 어둡게 보이는 A 부분은 달의 바다라 하고, 주로 현무암질 암석으로 이루어져 있으며 지형이 낮고 평탄 하다. 밝게 보이는 B 부분은 달의 고지라 하고, 지형이 높고 험준하며, 운석 구덩이가 많이 분포한다. 달에는 물이 존재하 지 않는다.1
-1 달에는 물과 대기가 없어 풍화・침식 작용이 거의 일어나지 않으며, 표면 온도의 일교차가 매우 크다. 주로 현무암질 암 석으로 이루어져 있는 부분은 달의 바다이다.1고지 2달의 바다 3서, 동 4동 5공전 6상현, 하현 7삭망월 8같기, 같은
1
②1
-1 ⑤2
③2
-1 ②3
②3
-1 ②4
④4
-1 ④5
③5
-1 ④개념check
4
달은 지구 주위를 서에서 동으로 한 달에 한 바퀴씩 돈다. 달 이 공전하기 때문에 매일 같은 시각에 달은 하루에 약 13˘씩 서에서 동으로 이동한 위치에서 관측된다.5
2일경에는 초저녁에 서쪽 하늘에서 초승달을 볼 수 있고, 7~8일경에는 자정 무렵에 서쪽 지평선으로 지는 상현달을 볼 수 있으며, 15일경에 뜨는 보름달은 초저녁에 동쪽 하늘에서 떠 서 새벽에 서쪽 하늘로 지므로 밤새도록 볼 수 있다.
6
남쪽 하늘에서 볼 수 있는 오른쪽이 둥근 반달은 상현달로, 이 날은 음력 7~8일경이다. 상현달은 초저녁에 남쪽 하늘에서 볼 수 있으며 자정 무렵에 서쪽 지평선으로 진다.7
달은 한 시간에 약 15˘씩 일주 운동을 하므로 남쪽 하늘에서 관측되려면 6시간 전에 동쪽 하늘에서 떠올라야 한다. 즉, 초 저녁에 동쪽 하늘에서 떠오르고 자정 무렵에 남쪽 하늘에서 보이는 달은 보름달이다. 보름달은 태양–지구–달의 순으로 위치하는 E일 때 볼 수 있다.8
왼쪽이 둥근 반달은 하현달로, 태양이 달의 왼쪽 부분을 수직 으로 비추고 있을 때이므로 G에 위치할 때이다.9
C는 태양이 달의 오른쪽 부분을 수직으로 비추고 있으므로 위상은 상현달이며, 초저녁에 남쪽 하늘에서 볼 수 있고 자정 무렵에 서쪽 지평선으로 진다.10
E는 망일 때로, 태양이 달의 앞면 전체를 비추고 있으므로 둥 근 모양인 보름달을 볼 수 있다.11
(가)에서 A는 삭과 상현 사이, B는 상현, C는 망, D는 하현, E는 하현과 삭 사이이고, (나)에서 ㉠은 망, ㉡은 하현달, ㉢ 은 초승달, ㉣은 상현달이다. 초승달은 삭에서 상현달로 가는 사이에 오른쪽 일부가 얇게 보이는 달이다.12
달이 하현과 삭 사이에 위치하므로 그믐달을 볼 수 있다. 그 믐달은 왼쪽 일부가 얇게 보이는 달로, 태양과 이루는 각이 작으므로 새벽에 동쪽 하늘에서 잠깐 볼 수 있다.13
삭망월은 달의 모양 변화를 기준으로, 항성월은 멀리 있는 별 을 기준으로 정하므로 A → B는 항성월이고, A → C는 삭망 월이다. 항성월은 달의 실제 공전 주기로서 약 27.3일이고, 삭망월은 음력 한 달에 해당하는 약 29.5일이다.14
달의 위상은 A와 C에서는 망이고, B에서는 상현보다 크고 망보다 작은 위상이다.15
달이 공전하는 동안 지구도 태양 주위를 공전하기 때문이다.16
달의 자전 주기와 공전 주기가 같기 때문에 지구에서 관측하 면 달은 항상 같은 면이 관측된다. 따라서 달의 자전 주기와 공전 주기가 같지 않거나 달이 자전하지 않고 공전만 한다면 지구에서 달의 모든 면을 볼 수 있을 것이다.17
A는 음력 7~8일경으로 상현, B는 음력 15일경으로 보름 (망), C는 음력 22~23일경으로 하현, D는 음력 30일경으 로 삭이다. 해수면의 높이 변화가 가장 작은 A와 C일 때를 조금, 해수면의 높이 변화가 가장 큰 B와 D일 때를 사리라 고 한다.18
조금은 태양, 지구, 달이 직각으로 위치하여 태양과 달의 인 력이 분산되는 때로 상현과 하현일 때 일어난다.19
음력은 달의 모양 변화를 기준으로 한 달을 정하여 사용하는 것이다. 우리나라의 주요 명절 중 정월 대보름과 추석은 음력 15일로 보름달이 뜨며, 달집태우기, 쥐불놀이, 강강술래 등과 같은 다양한 놀이를 하였다.20
(가)에서 서쪽 하늘에서 초승달을, 동쪽 하늘에서 보름달을 볼 수 있는 시각은 초저녁이다. 2월 3일에는 초승달을 볼 수 있으므로 달은 삭(A)과 상현(B) 사이에 위치한다. C는 망 이므로 2월 12일경의 달의 위치에 해당한다. 따라서 2월 12 일 이후 달은 C에서 D로 이동해 갈 것이다.21
(가)는 음력 7~8일경에 볼 수 있는 상현달이고, (나)에서 B 에 위치할 때로 초저녁에 남쪽 하늘에서 관측된다. 앞으로 일 주일 동안 달은 망(C)의 위치로 이동해 가므로 달의 위상은 점점 커지고, 달을 관측할 수 있는 시간은 점점 길어진다.22
달이 지구 주위를 서에서 동으로 공전하기 때문이다.23
(1) E(2) 초승달, 초저녁에 서쪽 하늘에서 관측된다.
해설 (1) 추석은 음력 8월 15일이므로 망일 때이다.
(2) B는 삭과 상현 사이에 위치하므로 초저녁에 서쪽 하늘에 서 초승달이 관측된다.
24
(1) 항상 같은 무늬만 보인다.(2) 달의 공전 주기와 자전 주기가 같기 때문이다.
태양계의 구성
4
053~054P
1
지구에서 볼 때 흑점은 동쪽에서 서쪽으로 이동하고, 고위도 보다 저위도에서 더 빠르게 이동한다. 이것은 태양이 서에서 동으로 자전하고, 표면이 기체로 되어 있기 때문이다.1태양 2흑점, 쌀알무늬 3채층 4지구형,
목성형 5목성, 금성 6대적반 7태양 반대 8접안렌즈
1
②1
-1 ②2
⑤2
-1 ③3
③3
-1 ④4
③4
-1 ①5
②5
-1 ④개념check
100점 따라잡기
양, ⑤는 행성(화성)이며, ④는 우리은하 밖에 있는 외부 은하 이다.
2
태양의 광구에서 관측할 수 있는 것은 흑점과 쌀알무늬이고, 태양의 대기에서 관측할 수 있는 것은 홍염, 채층, 코로나이다.3
지구에서 관측할 때 태양 표면의 흑점이 동에서 서로 이동하 는 것은 태양이 서에서 동으로 자전하기 때문이다.4
쌀알무늬인 A는 광구 아래에서 일어나는 대류 현상 때문에 생성된 것이고, B는 주위보다 온도가 낮아 검게 보이는 흑점 으로, 약 11년을 주기로 개수가 증감한다. 태양 표면의 흑점 을 연속적으로 관측하면 태양의 자전 주기를 알 수 있다.5
태양 표면에서 주위보다 온도가 낮아 검게 보이는 것을 흑점 이라 하고, 흑점 주변에서 기체가 폭발적으로 분출되는 현상 을 홍염이라고 한다. 쌀알무늬는 광구 아래의 대류 현상에 의 해 나타나며, 광구 바로 위의 붉은색 대기층은 채층이다.6
①은 코로나, ②는 채층, ③은 홍염, ④는 플레어, ⑤는 흑점 과 쌀알무늬이다. 태양의 대기는 채층과 코로나이고, 홍염과 플레어는 흑점 주변에서 나타나는 대기 현상이며, 흑점과 쌀 알무늬는 태양의 표면인 광구에서 나타나는 현상이다.7
코로나는 태양의 가장 바깥쪽 대기로, 진주빛을 띠며, 온도는 100 æ이상으로 매우 높다. 태양의 대기는 평소에는 보이지 않지만 개기 일식이 일어나 광구가 가려지면 관측할 수 있다.우리가 눈으로 보는 태양의 표면은 광구이고, 광구에 나타나 는 검게 보이는 것은 흑점이며, 쌀알을 뿌려놓은 것처럼 보이 는 것은 쌀알무늬이다. 광구 바로 위의 붉은색을 띠는 얇은 대기층은 채층이다.
8
개기 일식이 일어나면 광구가 가려지면서 채층과 코로나, 채 층 위로 솟아오르는 홍염을 볼 수 있다.9
태양의 활동이 활발해지는 시기에는 흑점 수가 증가하고, 자 기장이 강해져 플레어의 발생 횟수가 증가하며, 태양풍이 강 해져 지구에서는 오로라가 자주 발생하고, 무선 통신 장애 현 상인 델린저 현상이 나타나기도 한다.10
(가)는 지구형 행성, (나)는 목성형 행성이다. 수권과 생물권이 발달해 있는 행성은 지구로 (가)에 속한다. (가)의 행성들은 (나)의 행성들보다 질량과 반지름이 작고, 평균 밀도가 크다.(나)의 행성들은 모두 많은 위성을 가지며, 자전 속도가 빨라 편평도가 크다. 행성은 편평도가 클수록 납작한 모양이다.
11
질량과 반지름이 작은 A 집단은 지구형 행성이고, 질량과 반 지름이 큰 B 집단은 목성형 행성이다. 지구형 행성이 목성형 행성보다 큰 값을 갖는 물리량은 평균 밀도와 자전 주기이다.12
고리를 가지는 행성은 목성형 행성으로 목성(E), 토성(F), 천왕성(G), 해왕성(H)이 이에 해당한다.1
-1 태양이 서에서 동으로 자전하므로 태양 표면의 흑점은 지구 에서 볼 때 동에서 서로 이동하는 것으로 관측된다.2
(가)는 채층, (나)는 코로나, (다)는 홍염이다. 태양 대기의 온도 는 코로나가 채층보다 훨씬 높으며, 태양의 대기와 대기에서 일어나는 현상은 광구가 가려지는 개기 일식 때 관측할 수 있 다. 태양의 활동이 활발해지면 홍염이 자주 발생한다.2
-1 채층 위로 나타나는 고리 모양의 홍염은 흑점 주변에서 고온 의 가스가 분출하는 현상으로, 태양의 활동이 활발할수록 자 주 발생한다. 태양 표면 아래의 대류 현상에 의해 나타나는 것은 쌀알무늬이다.3
지구형 행성은 질량과 반지름이 작고, 평균 밀도가 크며, 표 면이 단단한 암석으로 이루어져 있다. 목성형 행성은 질량과 반지름이 크고, 평균 밀도가 작으며, 가벼운 기체로 이루어져 있다.3
-1 대기와 물을 가지고 있는 행성은 지구형 행성 중에서 지구뿐 이다.4
목성에서는 대기의 소용돌이 현상인 대적반과 빠른 자전에 의해 표면에 가로줄 무늬가 나타난다.4
-1 목성은 많은 위성을 가지고 있고, 빠른 자전과 대기의 소용돌 이 현상에 의해 표면에 가로줄 무늬와 대적반이 나타난다. 목 성을 맨눈으로 관측했을 때는 고리가 없는 것처럼 보이지만 탐사선의 탐사 결과 목성에는 희미한 고리가 있는 것으로 밝 혀졌다. 양극에 극관이 있는 행성은 화성이다.5
(가)는 굴절 망원경으로, A는 볼록 렌즈를 이용한 접안렌즈이 고, B는 볼록 렌즈를 이용한 대물렌즈이다. (나)는 반사 망원 경으로, C는 오목 거울을 이용한 주경이고, D는 볼록 렌즈를 이용한 접안렌즈이다. 대물렌즈와 주경은 빛을 모으는 역할 을 하고, 접안렌즈는 상을 확대하는 역할을 한다.5
-1 대물렌즈는 빛을 모으는 역할을 하고, 접안렌즈는 상을 확대하 는 역할을 한다.055~059P
1
④2
①, ⑤3
①4
③5
(가) 흑점, (나) 쌀알무늬, (다) 홍염, (라) 채층6
⑤7
④8
①, ⑤9
①10
⑤11
③, ④12
⑤13
③14
(나)–(다)–(가)–(라)–(마)15
④16
①, ④17
해설 참조18
⑤19
②20
③21
④22
①, ④23
②24
③25
③26
④1
태양계는 태양, 행성과 위성, 왜소 행성, 소행성, 혜성, 유성 체 등으로 이루어져 있다. ①은 혜성, ②는 소행성, ③은 태27
④28
④29
④30
~32
해설 참조100점 따라잡기
13
제시된 사진들은 각각 물이 흐른 흔적, 올림포스 화산, 극관 이다. 이와 같은 특징을 가지는 행성은 화성(D)이다.14
(가)는 목성, (나)는 금성, (다)는 화성, (라)는 토성, (마)는 천 왕성이다. 행성은 태양에서 가까운 곳으로부터 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성 순으로 위치한다.15
사진은 금성으로, 두꺼운 이산화 탄소 대기로 덮여 있어 온실 효과가 크게 나타나므로 표면 온도가 매우 높고, 탐사 결과 표면에서는 화산 활동이 활발하게 일어나고 있음이 밝혀졌 다. ①은 목성, ②는 화성, ③은 천왕성과 해왕성, ⑤는 수성 의 특징이다.16
사진은 토성으로, 토성의 적도 둘레에는 얼음과 암석으로 이 루어진 고리가 뚜렷하게 발달해 있고, 빠른 자전으로 인해 표 면에 가로줄 무늬가 나타난다. 대적반은 목성, 운석 구덩이는 수성, 물이 흐른 흔적은 화성의 특징이다.17
짙은 이산화 탄소의 대기로 덮여 있기 때문이다.대체로 태양에 가까운 행성일수록 표면 온도가 높지만, 수성 에는 대기가 없기 때문에 표면 온도의 일교차가 매우 크게 나 타난다. 반면에 금성은 두꺼운 이산화 탄소 대기에 의한 온실 효과로 인해 표면 온도가 행성 중 가장 높다.
18
(가)는 화성, (나)는 토성, (다)는 목성이다. 화성의 양극에는 계절에 따라 크기가 변하는 극관이 있고, 토성에는 뚜렷한 고 리가 있으며, 목성에는 대기의 소용돌이로 인해 생성된 대적 반이 있다. (가)는 지구형 행성, (나)와 (다)는 목성형 행성이므 로 (나)와 (다)는 (가)보다 평균 밀도가 작고, 대기의 양이 많으 며, 고리가 있다.19
사진은 목성 표면의 대적반으로, 대기의 소용돌이에 의해 생 성된 것이다.20
소행성들은 모양과 크기가 다양하며, 스스로 빛을 내지 못하 고 태양 빛을 반사하여 밝게 보이기 때문에 밝기도 일정하지 않다. 태양 가까이 가면 꼬리가 나타나는 천체는 혜성이다.21
소행성은 주로 화성과 목성의 궤도 사이에서 태양 주위를 공 전하며, 크기가 작고, 모양과 크기가 불규칙하다.22
사진은 꼬리가 길게 발달한 혜성이다. 혜성의 핵은 얼음과 먼 지로 이루어져 있어 태양 가까이에 오면 얼음이 승화하여 꼬 리가 발달한다. 혜성의 꼬리는 태양의 반대쪽으로 생기며, 태 양에 가까울수록 더 길어진다. 혜성은 주로 긴 타원 궤도로 태양 주위를 공전한다. 지구 대기와의 마찰로 타면서 빛을 내 는 것은 유성이다.23
대물렌즈(B)로 볼록 렌즈를 이용하여 빛을 모으고, 접안렌 즈(A)로 볼록 렌즈를 이용하여 상을 확대하는 굴절 망원경 이다.24
(가)는 굴절 망원경, (나)는 반사 망원경, (다)는 전파 망원경이 다. 굴절 망원경은 볼록 렌즈, 반사 망원경은 오목 거울로 빛 (가시광선)을 모으며, 전파 망원경은 전파를 모아 관측한다.(가), (나), (다) 망원경은 모두 지상에서 관측하므로 대기의 영 향을 받는다.
25
천체 망원경에서 가대는 경통을 지지해 주고, 균형추는 망원 경의 전후좌우 균형을 잡아준다. 접안렌즈는 상을 확대하는 역할을 하고, 대물렌즈는 빛을 모으는 역할을 하며, 파인더는 관측 대상을 쉽게 찾을 수 있도록 도와주는 역할을 한다.26
천체 망원경의 조립 순서는 삼각대 세우기 → 가대 설치하기→ 균형추 끼우기 → 경통 고정하기 → 파인더(보조 망원경) 달기 → 접안렌즈 끼우기 → 균형 맞추기 → 파인더 정렬하기 순이다.
27
흑점 수는 약 11년을 주기로 변하며, 1990년, 2001년경에는 흑점 수가 많아 태양의 활동이 활발했고 지구에서는 오로라 가 자주 발생했을 것이다. 2010년경에는 흑점 수가 적었으므 로 태양의 활동이 약했을 것이다.28
지구형 행성에는 수성, 금성, 지구, 화성이 있고, 외행성에는 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이 있다.29
지구형 행성 중 지구보다 대기압이 높은 행성은 금성이다. 금 성은 두꺼운 이산화 탄소 대기로 인해 온실 효과가 크게 나타 나므로 표면 온도가 매우 높다.30
(1) 흑점(2) 주변보다 온도가 낮기 때문이다.
31
(1) A：대적반, B：대흑점(2) 대기의 소용돌이에 의해 생성된다.
32
(1) (가) 굴절 망원경, (나) 반사 망원경(2) B와 C는 빛을 모으는 역할을 하고, A와 D는 상 을 확대하는 역할을 한다.
100점 따라잡기
060~061P
❶높아 ❷평행 ❸구형 ❹서 ❺동 ❻동
❼서 ❽서 ❾동 ❿13 상현 하현
15 항성 만조 사리 흑점 채층
홍염 금성 화성 목성
대단원
