01 다음 설명 중 옳은 것은 ○, 옳지 않은 것은 Ｘ로 표시하시오.

Ⅰ. 화학의 언어 / 1. 인류 문명과 화학

01. 인류 문명과 화학

소단원 문제

① 불을 이용하여 추위를 이겨내고 음식을 익혀 먹음으로써 인류의 건강 상태가 개선되었다. ·············(     )

② 철을 사용하여 농기구를 제작함으로써 농경지가 확대되고, 농업 생산성이 향상되었다. ················(     )

③ 질소는 반응성이 커서 공기 중에서 쉽게 화합물을 생성한다. ···············································(     )

④ 화석 연료의 주성분은 탄소와 수소이다. ········(     )

⑤ 메테인(CH4)은 2가지 원소로 이루어진 화합물이다.

·························································(     )

⑥ 이산화 탄소(CO2)는 2원자 분자이다. ···········(     )

02 다음은 녹색 식물의 잎에서 일어나는 광합성 반응을 나타낸 것이다.

(1) 다음 빈칸에 들어갈 알맞은 말을 고르시오.

물은 수소와 산소로 이루어져 있으므로 (홑원소 물질, 화합물)에 속하고, 수소 (원자, 원소) 2개와 산소 (원자, 원소) 1개로 이루어진 (원자, 분자)이다.

(2) 위의 반응에서 화합물을 있는 대로 골라 화학식을 쓰시오.

(3) 포도당을 구성하는 원소는 몇 종류이고, 포도당 한 분자를 이루는 원자 수는 몇 개인지 순서대로 쓰시오.

03 다음 각 물질을 홑원소 물질과 화합물로 분류하시오.

철, 오존, 물, 설탕, 질소, 메테인

04 화석 연료에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 석유는 운송 수단의 연료로 이용한다.

② 화석 연료에는 석탄, 석유, 천연 가스 등이 있다.

③ 석탄과 석유의 주성분은 질소(N)와 수소(H)이다.

④ 석탄은 화력 발전소나 공장에서 연료로 이용한다.

⑤ 천연 가스를 완전 연소시키면 물과 이산화 탄소가 생성된다.

05 다음은 용광로에 철광석(Fe2O3)과 코크스(C)를 넣고 뜨거운 공기를 불어넣을 때 용광로 내부에서 일어나는 화학 반응식이다,

(가) 2C + O2 → 2CO

(나) Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. (가)에서 C는 완전 연소된다. ㄴ. (나)에서 Fe2O3은 환원된다. ㄷ. (나)에서 지구 온난화를 일으키는 물질이 생성된다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

06 다음은 인류 문명의 발달에 영향을 준 몇 가지 화학 반응이다.

(가) 불의 사용

(나) 철의 제련과 이용

(다) 암모니아의 합성

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. (가)에 의해 토기를 제작하고, 토기에 곡물을 저장하 게 되었다. ㄴ. (나)를 이용하여 강철 레일이나 강철 바퀴 등의 생산 이 가능해져 교통 수단의 혁신이 일어났다. ㄷ. (다)에 의해 추위와 전염병의 위험에서 벗어날 수 있 었다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

07 다음은 질소와 수소를 반응시켜 암모니아를 합성하는 화학 반응식이다.

200기압, 500~600℃

산화 철

N2(g) + 3H2(g)                         2NH3(g)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 질소는 반응성이 큰 물질이다. ㄴ. 암모니아는 2가지 원소의 화합물이다. ㄷ. 질소 비료의 생산으로 식량 생산량이 크게 증가하였다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄷ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

08 다음은 액화 천연 가스에 대한 설명이다.

액화 천연 가스(LNG)는 천연 가스를 액화시킨 것으로 주성분은 메테인(CH4)이고, 소량의 에테인(C2H6)과 프로페인(C3H8)을 포함하고 있다.

이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. LNG는 혼합물이다. ㄴ. 메테인, 에테인, 프로페인은 모두 화합물이다. ㄷ. LNG를 완전 연소시키면 이산화 황이 생성된다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

09 그림 (가)와 (나)는 각각 암모니아(NH3)와 메테인(CH4)의 분자 구조를 모형으로 나타낸 것이다.

(가)                        (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. (가)와 (나)는 화합물이다. ㄴ. (가)와 (나)는 공통된 원소를 포함하고 있다. ㄷ. 분자 1개를 이루는 원자 수는 (나)가 (가)보다 많다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

서술형 문제

10 다음은 화석 연료 X와 Y의 연소 반응을 나타낸 것이다.

(가) X + 산소 → 이산화 탄소

(나) Y + 산소 → 이산화 탄소 + 물

X와 Y가 각각 홑원소 물질인지 화합물인지 분류하고, 그 이유를 서술하시오. (단, X와 Y에 산소는 포함되어 있지 않다.)

11 그림은 이산화 탄소와 암모니아의 분자 모형을 나타낸 것이다.

이산화 탄소와 암모니아의 분자의 구성을, 원소의 종류와 원자의 개수를 이용하여 서술하시오.

12 그림은 물질 (가)~(다)의 구성 입자를 모형으로 나타낸 것이다.

(가)                (나)                (다)

(가)~(다)를 홑원소 물질과 화합물로 분류하고, 그 이유를 서술하시오.

정답과 해설

01 (1)○ (2)○ (3)Ｘ (4)○ (5)○ (6)Ｘ   02 (1)화합물, 원자, 원자, 분자 (2) H2O, CO2, C6H12O6 (3) 3종류, 24개   03 홑원소 물질: 철, 오존, 질소/화합물: 물, 설탕, 메테인   04 ③  05 ④  06 ③  07 ④  08 ③  09 ⑤  10 해설참조   11 해설참조   12 해설참조

01

(1) 인류는 불을 이용하여 난방을 함으로써 추위를 이겨내

고, 불로 음식을 익혀 먹음으로써 영양소의 섭취 효율을

높이고 질병의 위험에서 벗어날 수 있었다.

(2) 인류는 철을 사용하여 호미, 낫, 삽, 쟁기와 같은 농기

구를 제작함으로써 농경지를 확대하고, 농업 생산성을 높

일 수 있었다.

(3) 질소는 반응성이 작은 기체이므로 공기 중에서 쉽게

반응하지 않는다.

(4) 화석 연료는 지질 시대의 생명체가 오랫동안 땅속에서

높은 온도와 압력을 받아 생성된 것으로 주성분은 탄소와

수소이다.

(5) 메테인은 탄소(C)와 수소(H)로 이루어진 화합물이다.

(6) 이산화 탄소는 C 원자 1개와 O 원자 2개로 이루어진

3원자 분자이다.

02

(1) 물(H2O)은 수소(H)와 산소(O) 2가지 원소로 이루어진

물질이므로 화합물이고, H 원자 2개와 O 원자 1개로 이루

어진 분자이다.

(2) 화합물은 2가지 이상의 원소로 이루어진 물질이므로

H2O, CO2, C6H12O6이 화합물에 속한다.

(3) 포도당(C6H12O6)은 탄소(C), 수소(H), 산소(O)의 3가지

원소로 이루어진 물질이고, 포도당 분자 1개는 C 원자 6

개, H 원자 12개, O 원자 6개로 이루어져 있으므로 총 6

개+12개+6개=24개의 원자로 이루어져 있다.

03

홑원소 물질은 한 가지 원소로 이루어진 물질이므로 철

(Fe), 오존(O3), 질소(N2)가 홑원소 물질에 속한다. 화합물

은 2가지 이상의 원소로 이루어진 물질이므로 물(H2O),

설탕(C12H22O11), 메테인(CH4)이 화합물에 속한다.

04

③ 화석 연료에 속하는 석탄과 석유의 주성분은 탄소(C)

와 수소(H)이다.

⑤ 화석 연료에 속하는 천연 가스의 주성분은 탄소(C)와 수소(H)이므로 천연 가스를 완전 연소시키면 물(H2O)과 이산화 탄소(CO2)가 생성된다.

오답 체크

05

ㄴ. (나)에서 Fe2O3은 산소(O)를 잃고 Fe이 되므로 환원된

다.

ㄷ. (나)에서 지구 온난화를 일으키는 온실 기체인 이산화

탄소(CO2)가 생성된다.

ㄱ. (가)에서 일산화 탄소(CO)가 생성되므로 C는 불완전 연소된다.

오답 체크

06

ㄱ. 인류는 진흙을 불로 구워서 단단한 토기를 제작하고,

토기에 곡물을 저장하였다.

ㄴ. 산업 혁명 시기에 용광로에서 강철을 대량으로 얻게

되어 강철 레일이나 강철 바퀴 등의 생산이 가능해졌다.

ㄷ. 암모니아를 합성하게 되어 질소 비료를 대량으로 생산할 수 있었다.

오답 체크

07

ㄴ. 암모니아는 질소(N)와 수소(H)로 이루어진 화합물이

다.

ㄷ. 암모니아로부터 질소 비료를 대량으로 생산할 수 있게

되어 식량 생산량이 크게 증가하였다.

ㄱ. 질소는 반응성이 작기 때문에 촉매와 함께 고온, 고압(200기압, 500~600 ℃)에서 반응시켜 암모니아를 합성한다.

오답 체크

08

ㄱ. LNG는 3가지의 순물질(메테인, 에테인, 프로페인)이

섞여 있는 혼합물이다.

ㄴ. 메테인(CH4), 에테인(C2H6), 프로페인(C3H8)은 모두 C

와 H의 화합물이다.

ㄷ. LNG에는 황(S) 성분이 포함되어 있지 않으므로 완전 연소시켰을 때 이산화 황(SO2)이 생성되지 않는다.

오답 체크

09

ㄱ. (가)는 질소(N)와 수소(H)로 이루어진 화합물이고,

(나)는 탄소(C)와 수소(H)로 이루어진 화합물이다.

ㄴ. (가)와 (나)는 공통적으로 수소(H)를 포함하고 있다.

ㄷ. (가)는 N 1개와 H 3개로 이루어진 4원자 분자이고,

(나)는 C 1개와 H 4개로 이루어진 5원자 분자이므로 분자

1개를 구성하는 원자 수는 (가)<(나)이다.

10

모범 답안_ X는 홑원소 물질이고, Y는 화합물이다. X를 이루는 탄소(C)가 완전 연소되었을 때 이산화 탄소(CO2)만 생성되고, Y를 이루는 탄소(C)와 수소(H)가 완전 연소되었을 때 이산화 탄소(CO2)와 물(H2O)이 생성되기 때문이다.

해설_ (가) 연소 생성물인 CO2에서 탄소(C)는 화석 연료 X를 이루는 성분 원소이다. 따라서 X는 C로만 이루어진 물질이므로 홑원소 물질이다.

(나) 연소 생성물인 CO2에 있는 탄소(C)와 H2O에 있는 수

소(H)는 화석 연료 Y를 이루는 성분 원소이다. 따라서 Y

는 C와 H로 이루어진 물질이므로 화합물이다.

탄소(C), 수소(H)

정답 키워드

등급	채점 기준	배점(%)
A	X와 Y의 물질의 종류를 옳게 쓰고, 그 이유를 옳게 서술한 경우	100
B	X와 Y 중 한 가지에 대해서만 옳게 서술한 경우	50
C	X와 Y의 물질의 종류만 옳게 쓴 경우	40

11

모범답안_ 이산화 탄소의 구성 원소는 탄소와 수소이고, 분자 1개는 탄소 원자 1개와 산소 원자 2개로 구성되어 있다. 암모니아의 구성 원소는 질소와 수소이고, 분자 1개는 질소 원자 1개와 수소 원자 3개로 구성되어 있다.

원소, 원자

정답 키워드

등급	채점 기준	배점(%)
A	이산화 탄소와 암모니아를 구성하는 원소의 종류와 원자의 개수를 모두 옳게 서술한 경우	100
B	이산화 탄소와 암모니아 중 한 가지에 대해서만 옳게 서술한 경우	50

12

모범답안_ 홑원소 물질: (가), (나), 화합물: (다), (가)와 (나)는 각각 한 가지 원소로 구성된 물질이므로 홑원소 물질이고, (다)는 2가지 원소로 구성된 물질이므로 화합물이다.

한 가지 원소, 2가지 원소

정답 키워드

등급	채점 기준	배점(%)
A	물질을 옳게 분류하고, 그 이유를 옳게 서술한 경우	100
B	물질을 옳게 분류하고, 그 이유에서 (가)~(다) 중 한 두 가지에 대해서만 옳게 서술한 경우	70
C	물질 분류만 옳게 한 경우	40