01 다음은 동소체에 대한 설명이다.

Ⅲ. 아름다운 분자 세계 / 1. 화학 결합

13. 분자 구조의 다양성과 화학 결합

소단원 문제

같은 종류의 한 가지 원소만으로 이루어진 분자 또

는 결정에서 조성이나 배열 등이 다른 물질이다.

동소체에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 동소체는 물리적 성질이 서로 같다. ㄴ. 이산화 탄소와 일산화 탄소는 서로 동소체이다. ㄷ. 동소체 관계에 있는 두 물질을 연소시키면 연소 생성물의 종류는 서로 같다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ         ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

02 그림은 탄소 동소체의 구조를 모형으로 나타낸 것이다. 다음 설명에 해당하는 것을 그림에서 골라 그 기호를 쓰시오.

(1) 가장 단단한 물질···································(     )

(2) 분자성 물질··········································(     )

(3) 1개의 탄소 원자가 다른 4개의 탄소 원자와 결합하는

구조의 물질··········································(     )

(4) 5개의 탄소 원자로 이루어진 오각형의 고리 구조가 포

함되어 있는 물질····································(     )

03 그림은 염화 나트륨(NaCl)

용융액에 전류를 흘려주었을

때 입자의 이동을 모형으로

나타낸 것이다.

(1) (가), (나)를 각각 화학식으로 쓰시오.

(2) (+)극과 (-)극에서 일어나는 반응의 종류를 각각 쓰시

오.

(3) (+)극과 (-)극에서 일어나는 반응에서 공통적으로 관

여하는 입자는 무엇인지 쓰시오.

04 다음은 휘어지는 영상 장치에 대한 설명이다.

휘어지는 영상 표시 장치에는 탄소로 이루어진 (가)와

(나)를 이용한 얇은 필름을 사용하며, 이 필름은 강도

와 신축성이 우수하여 다양한 첨단 제품에도 이용될 수 있다.

(가)와 (나)에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. (나)는 전기 전도성이 있다. ㄴ. (가)와 (나)는 서로 동소체이다. ㄷ. (가)와 (나)는 탄소의 원자가 전자가 모두 결합에 참 여한다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

05 그림은 DNA의 구조를 모식적으로

나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로

옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로

고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. (가)는 인산과 당의 공유 결합 으로 이루어진 골격이다. ㄴ. (나)는 수소 결합이다. ㄷ. 염기쌍의 배열은 유전 정보와 관계가 있다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

06 그림은 염화 나트륨(NaCl) 용융액을 전기 분해하는 장치로 전기 분해 결과 (+)극에서 염소 기체(Cl2)가 발생하고, (-)극에서는 금속 나트륨(Na)이 얻어진다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. (＋)극에서는 Cl-가 산화된다. ㄴ. 양쪽 극에서 생성되는 Cl2와 Na은 몰수가 서로 같다. ㄷ. Na과 Cl2로부터 NaCl이 생성될 때 전자가 관여한다.

① ㄱ	② ㄷ	③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ	⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

07 그림은 물을 전기 분해하는 장치와 전기 분해 생성물을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 전극 (가)는 (+)극이다. ㄴ. 전기 분해로 얻은 수소 기체와 산소 기체의 부피비는 1: 2이다. ㄷ. 물의 전기 분해는 전자가 관여한 결과이다. ㄹ. 수소와 산소의 반응에 의해 물이 생성될 때에도 전자 가 관여할 것이다.

① ㄱ, ㄴ	② ㄷ, ㄹ	③ ㄱ, ㄴ, ㄷ

④ ㄱ, ㄴ, ㄹ	⑤ ㄴ, ㄷ, ㄹ

서술형 문제

08 표는 탄소의 통소체인 다이아몬드와 흑연의 구조와 성질을 나타낸 것이다.

구분	다이아몬드	흑연
구조
전기 전도성	없다.	있다.
단단한 정도	매우 단단하다.	깨지기 쉽다.

(1) 다이아몬드와 흑연의 전기 전도성이 다른 이유를 구조     와 관련하여 설명하시오.

(2) 다이아몬드와 흑연의 단단한 정도가 다른 이유를 구조    와 완련하여 설명하시오.

정답과 해설

01 ②  02 (1)(가) (2)(다) (3)(가) (4)(다)  03 (1)(가)Cl- (2)Na+ (3)(가)산화반응, (나)환원반응 (3)전자  04 ③ 05 ⑤  06 ④  07 ②

08 해설참조

01

같은 종류의 한 가지 원소로 이루어져 있지만 성질이 다른 물질을 동소체라고 한다. 그러므로 동소체는 서로 성질이 다르며, 두 가지 원소로 이루어진 이산화 탄소와 일산화 탄소는 동소체가 아니다. 동소체는 서로 성분 원소가 같으므로 연소 생성물도 같다.

02

(1),(2)탄소의 동소체 중에서 다이아몬드가 가장 단단하고,

풀러렌만 분자성 물질이다.

(3)다이아몬드만 1개의 탄소 원자가 4개의 다른 탄소 원자와 결합하고, 나머지는 1개의 탄소 원자가 3개의 다른

탄소 원자와 결합한다.

(4) 다이아몬드는 탄소로 이루어진 고리가 없으나 흑연, 탄소 나노튜브, 그래핀은 육각형 고리로 된 구조를

포함하며, 풀러렌은 오각형 고리와 육각형 고리로 된

축구공 모양의 구조를 갖는다.

03

(1), (2) NaCl의 용융 전기 분해에서 (+)극으로 움직이는 (가)는 Cl-로 (+)극에서 산화되며, (-)극으로 이동하는 (나)는 Na＋로 (-)극에서 환원된다.

(3) 산화 -환원 반응은 전자가 관여하는 반응으로 전자를

얻으면 환원 반응, 전자를 잃으면 산화 반응이다.

04

(가)는 탄소 나노튜브이고, (나)는 그래핀이다. 두 물질은

모두 전기 전도성이 있으며, 서로 동소체이다. 두 물질은

1개의 탄소 원자가 3개의 다른 탄소 원자와 결합하는데,

이때 탄소의 원자가 전자 4개 중 3개가 결합에 사용되고,

다른 1개는 결합에 참여하지 않는다.

05

DNA에서 (가) 골격은 인산과 당의 공유 결합으로 이루어

지며, 두 가닥의 DNA 골격은 (나)의 염기쌍 사이의 수소

결합으로 연결되어 2중 나선 구조를 갖는다. DNA에서 염

기쌍의 배열이 유전 정보가 된다.

06

NaCl의 용융 전기 분해에서 양쪽 극에서의 변화는 다음과 같다.

(+)극 : 2Cl- →  Cl2 +2e- (산화 반응)

(-)극 : Na++e- →  Na (환원 반응)

(+)극과 (-)극의 두 반응에서 전자가 관여함을 알 수 있으

며, 전기 분해에서 양쪽 극에 흐르는 전자의 몰수는 같으

므로 생성되는 Cl2와 Na의 몰수비는 1:2이다.

07 물이 전기 분해될 때 양쪽 극에서의 반응은 다음과 같다.

(+)극 : 2H2O → O2+4H++4e-

(-)극 : 2H2O+2e- H2+2OH-

수소와 산소의 부피비가 2Û1이므로 생성된 기체의 부피가

큰 (가) 전극은 (-)극이다. 물이 수소와 산소로 분해되는

반응에서 전자가 관여했으므로 수소와 산소로부터 물이

생성되는 반응에서도 전자가 관여하는 것을 알 수 있다.

08

모범답안_ (1) 다이아몬드는 탄소의 원자가 전자가 모두 결합에 참여하여 전하를 운반할 전자가 없으나, 흑연은 탄소의 원자가 전자 중 3개만 결합에 참여하고 결합에 참여하지 않은 전자가 전 하를 운반하기 때문이다.

(2) 다이아몬드는 모든 탄소 원자가 공유 결합을 하고 있

어서 단단하지만, 흑연은 층과 층 사이의 결합이 약하여

층들이 미끄러지기 쉬우므로 깨지기 쉽다.

(1)원자가 전자, 3개 (2)층

정답 키워드

문항	등급	채점 기준	배점(%)
(1)	A	이유를 정확하게 서술한 경우, 정답 키워드를 모두 정확하게 정답에 서술한 경우	100
	B	결합에 참여한 원자가 전자 수의 차이를 서술하지 않은 경우	70
(2)	A	이유를 정확하게 서술한 경우, 정답 키워드를 모두 정확하게 정답에 서술한 경우	100
	B	층과 층 사이의 결합이 약한 것을 서술하지 않은 경우	70