Ⅰ. 화학의 언어

바른답 ․ 알찬풀이

1 ④	2 ②	3 ④	4 ②	5 ④

6 ③	7 ②	8 ⑤	9 ⑤	10 ⑤

11 ①	12 ②	13 ⑤	14 ⑤	15 ④

16 ②	17 ②	18 ④	19 ⑤	20 ④

21 ⑤	22 ⑤	23 ③	24 ②	25 (1) 순물질-(가), (다), 혼합물-(나)  (2) (가)-H2O (나)-H2, O2 (다)-H2O2, (다)	26 (1) 모두 0.1몰 (2) (가) 3.2 g

(나) 4.4 g, (다) 1.6 g	27 (1) 1  (2) 16

28 (1) 3.2 g (2) 30	29 해설 참조

30 해설 참조

1 불은 물질이 산소와 반응하는 연소 과정에서 빛과 열을 내며 타는 상태이다. 인류는 불을 이용하여 금속과 유리를 얻을 수 있었으며, 불을 이용한 조리법의 발전으로 많은 영양분을 섭취할 수 있게 되어 뇌 기능이 발달한 호모 사피엔스가 출현할 수 있게 되었다.

성취 기준	성취 수준
인류 문명 발전에 기여한 화학 반응으로 불의 발견, 철의 이용, 암모니아의 합성, 화석 연료의 이용 등을 제시할 수 있다.	하

2 암모니아(NH3)는 수소 원자(H) 3개와 질소 원자(N) 1개로 이루어진 4원자 분자이다. 암모니아의 합성에 따른 질소 비료의 대량 생산은 인류의 식량 증산에 크게 기여하였다.

성취 기준	성취 수준
인류 문명 발전에 기여한 화학 반응으로 불의 발견, 철의 이용, 암모니아의 합성, 화석 연료의 이용 등을 제시할 수 있다.	하

3 인류는 새로운 물질을 생산하는 과정에서 많은 에너지를 사용하며, 그 과정에서 온실 기체인 이산화 탄소를 배출한다. 제철소, 암모니아 공장뿐만 아니라 식량을 생산, 유통, 조리하는 과정에서도 이산화 탄소가 배출된다.

성취 기준	성취 수준
화학 반응이 인류 문명 발전에 기여하고 있음을 인식하고, 우리 주변에서 일어나는 현상을 화학적으로 설명하려는 태도를 갖는다.	중

4 철은 지각에서 알루미늄 다음으로 많이 존재하는 금속 원소이며, 자연에서 산화 철(Fe2O3)의 형태로 존재하므로 제련 과정을 거쳐 순수한 철을 얻는다. 철로 된 농기구의 이용으로 농업 생산력이 증대되었고, 철로와 강철 바퀴의 생산은 교통수단의 발달에 기여하였다.

성취 기준	성취 수준
인류 문명 발전에 기여한 화학 반응으로 불의 발견, 철의 이용, 암모니아의 합성, 화석 연료의 이용 등을 제시할 수 있다.	중

5 화석 연료는 지질 시대 생물의 사체에 오랜 시간 동안 열과 압력이 가해져서 만들어진 물질로, 주성분은 탄소와 수소이다. 화석 연료가 연소할 때 온실 기체인 이산화 탄소가 배출된다.

성취 기준	성취 수준
인류 문명 발전에 기여한 화학 반응으로 불의 발견, 철의 이용, 암모니아의 합성, 화석 연료의 이용 등을 제시할 수 있다.	중

6 일산화 탄소가 산화 철을 철로 환원시키고, 일산화 탄소는 산화 철이 내어 놓은 산소와 결합하여 이산화 탄소(A)가 된다. 메테인과 같은 탄화수소가 연소하면 물과 이산화 탄소(B)가 생성된다. 이산화 탄소는 온실 기체 중 하나로 지구 온난화를 가속화하는 물질이다. 수소(C)는 화합물이 아닌 원소이다.

성취 기준	성취 수준
화학 반응이 인류 문명 발전에 기여하고 있음을 인식하고, 우리 주변에서 일어나는 현상을 화학적으로 설명하려는 태도를 갖는다.	중

7 ㉠은 이산화 탄소(CO2)이다. 반응에서 홑원소 물질은 철(Fe) 1가지이다.

* 오답 피하기>  ① 화합물은 Fe2O3, CO, CO2의 3가지이다.

③ 이산화 탄소(CO2)는 3원자 분자이다.

⑤ 일산화 탄소(CO)가 산소를 얻어 산화되어 이산화 탄소(CO2)가 생성된다.

성취 기준	성취 수준
화학 반응에 관련된 간단한 물질을 소재로 원소, 화합물, 원자, 분자의 개념을 설명할 수 있다.	중

8 나트륨은 금속 원소로, 분자로 구성되어 있지 않고 원자가 끊임없이 결합한 형태로 존재한다.

성취 기준	성취 수준
화학 반응에 관련된 간단한 물질을 소재로 원소, 화합물, 원자, 분자의 개념을 설명할 수 있다.	하

9 산소, 철, 다이아몬드, 포도당은 순물질이고, 유리는 혼합물이다. 순물질 중 산소, 철, 다이아몬드는 홑원소 물질이고, 포도당은 3가지 원소로 이루어진 화합물이면서 분자로 구성되어 있다.

성취 기준	성취 수준
화학 반응에 관련된 간단한 물질을 소재로 원소, 화합물, 원자, 분자의 개념을 설명할 수 있다.	하

10 수소(H2)와 산소(O2)는 원자 2개로 이루어진 2원자 분자인 동시에 홑원소 물질이고, 이산화 탄소(CO2)는 탄소와 산소 원자로 이루어진 3원자 분자인 동시에 화합물이다. (가)와 (나)에 비해 (다)의 원자 수가 더 많다.

성취 기준	성취 수준
화학 반응에 관련된 간단한 물질을 소재로 원소, 화합물, 원자, 분자의 개념을 설명할 수 있다.	중

11 오존은 한 가지 원소로 구성된 홑원소 물질이다. 원소는 물질을 이루는 기본 성분이므로, 철광석에 들어 있는 철과 운석에 들어 있는 철은 같은 원소이다. 포도당은 3가지 원소로 구성된 분자이다.

성취 기준	성취 수준
화학 반응에 관련된 간단한 물질을 소재로 원소, 화합물, 원자, 분자의 개념을 설명할 수 있다.	중

12 3원자 분자인 것은 이산화 탄소(CO2) 1가지이고, 홑원소 물질인 것은 질소(N2), 수소(H2), 철(Fe)의 3가지이다. 화합물이면서 분자인 것은 암모니아(NH3), 일산화 탄소(CO), 이산화 탄소(CO2)의 3가지이다.

성취 기준	성취 수준
화학 반응에 관련된 간단한 물질을 소재로 원소, 화합물, 원자, 분자의 개념을 설명할 수 있다.	중

13 염화 나트륨은 2가지 원소로 구성된 화합물이며, Na+과 Cl-이 1 : 1의 개수비로 결합하고 있다. 화학식은 NaCl이다.

성취 기준	성취 수준
화학 반응에 관련된 간단한 물질을 소재로 원소, 화합물, 원자, 분자의 개념을 설명할 수 있다.	중

14 금속 원소가 포함된 화합물은 고유의 불꽃색을 나타내는 경우가 있다. 이에 따라 불꽃색을 이용하여 화합물에 포함된 금속 원소를 찾을 수 있다.

성취 기준	성취 수준
불꽃 반응 실험을 수행하여 화합물을 구성하는 원소를 찾을 수 있다.	중

15 C의 질량=44 mg×(12÷44)=12 mg

H의 질량=36 mg×(2÷18)=4 mg

O의 질량=32 mg-(12+4) mg =16 mg

C 원자의 몰수 : H 원자의 몰수 : O 원자의 몰수

=(12÷12) : (4÷1) : (16÷16)=1 : 4 : 1

따라서 실험식은 CH4O이다.

성취 기준	성취 수준
원소 분석을 통하여 화합물의 조성을 찾아내고 화학식을 알아내는 과정을 설명할 수 있다.	상

16 CH4O의 실험식량은 32이고, 분자량은 실험식량의 정수배이다. 따라서 실험식과 분자식은 같다.

성취 기준	성취 수준
원소 분석을 통하여 화합물의 조성을 찾아내고 화학식을 알아내는 과정을 설명할 수 있다.	상

17 물을 흡수하는 A관은 염화 칼슘(CaCl2)관으로, 증가한 질량은 수소(H)의 질량이 아니라 물(H2O)의 질량이다. 또한 이산화 탄소를 흡수하는 B관은 수산화 나트륨(NaOH) 또는 수산화 칼륨(KOH) 관으로, 증가한 질량은 이산화 탄소(CO2)의 질량이다. X의 질량에서 수소와 탄소의 질량을 뺀 값이 산소의 질량에 해당한다.

성취 기준	성취 수준
원소 분석을 통하여 화합물의 조성을 찾아내고 화학식을 알아내는 과정을 설명할 수 있다.	중

18 화학 반응식은 N2(g)+3H2(g)→2NH3(g)이고, 화학 반응식의 계수비는 N2 : H2 : NH3 = 1 : 3 : 2이다. 계수비는 기체의 부피비와 같으므로, 0 ℃, 1기압에서 22.4 L의 NH3가 생성되는 데 필요한 H2의 부피는 33.6 L이다.

* 오답 피하기> ① A와 B의 합은 5이다.

② 기체와 기체가 반응하여 기체가 생성되는 반응이다.

③ 3 g, 즉 1.5몰의 H2가 모두 반응하는 데 필요한 N2의 몰수는 0.5몰이고, 질량은 14 g이다.

⑤ 10개의 N2 분자가 모두 반응하여 생성된 NH3 분자의 수는 20개이다.

성취 기준	성취 수준
화학 반응을 화학 반응식으로 나타내고, 그 의미를 설명할 수 있다.	상

19 원자량의 기준이 달라지면 모든 원자의 원자량이 달라지며, 원자로 구성된 모든 분자의 분자량도 달라진다. 또, 탄소 12 g에 들어 있는 탄소 원자의 수가 아보가드로수인데, 원자량의 기준을 산소로 바꾸었으므로 아보가드로수도 달라진다. 아보가드로수가 달라지므로 0 ℃, 1기압에서 수소 기체 1몰의 부피도 달라진다.

성취 기준	성취 수준
아보가드로수와 몰의 의미를 설명할 수 있다.	상

20 반응물과 생성물이 모두 기체 상태인 반응은 계수비=몰수비=분자 수비=0 ℃, 1기압에서 부피비이다.

성취 기준	성취 수준
화학 반응을 화학 반응식으로 나타내고, 그 의미를 설명할 수 있다.	중

21 화학 반응식에서 화살표 양쪽의 원자 종류 및 개수가 같아야 한다.

성취 기준	성취 수준
화학 반응을 화학 반응식으로 나타내고, 그 의미를 설명할 수 있다.	중

22 과산화 수소가 분해되어 물과 산소가 생성되는 반응의 화학 반응식은 2H2O2 → 2H2O + O2이다.

성취 기준	성취 수준
화학 반응을 화학 반응식으로 나타내고, 그 의미를 설명할 수 있다.	중

23 반응 전후에 원자의 개수가 같도록 화학 반응식을 완성하면 A는 4, B는 2임을 알 수 있다.
(가) 4Cu(s)+O2(g) → 2Cu2O(s)
(나) 2Cu(s)+O2(g) → 2CuO(s)
이때 Cu2O 160 g은 1몰이고, 화학 반응식의 계수비는 몰수비에 해당하므로 CuO 1몰을 얻는 데 필요한 산소의 몰수는 0.5몰이고, 0 ℃, 1기압에서의 부피는 11.2 L임을 알 수 있다. 산소 1몰과 반응하는 구리의 몰수는 (가)에서 4몰, (나)에서 2몰이므로 (가)가 (나)의 2배이다.

성취 기준	성취 수준
원자량과 분자량 등을 이용하여 화학 반응식에서 반응물과 생성물의 양적 관계를 구할 수 있다.	상

24 화학 반응식의 계수비는 몰수비와 같으므로 1몰의 O2와 반응하기 위해 필요한 C의 몰수는 2몰, 즉 24 g(=12×2)이다. 또한, 12 g의 C는 1몰에 해당하므로 이때 생성되는 CO의 몰수도 1몰이고, 0 ℃, 1기압에서의 부피로 환산하면 22.4 L이다. 한편 0 ℃, 1기압에서 CO 33.6 L, 즉 1.5몰을 얻기 위해 필요한 산소의 몰수는 0.75몰이고, 그 질량은 24 g (=0.75×32)이다.

성취 기준	성취 수준
원자량과 분자량 등을 이용하여 화학 반응식에서 반응물과 생성물의 양적 관계를 구할 수 있다.	중

25 (가)는 3원자 분자인 물(H2O), (나)는 2원자 분자인 수소(H2)와 산소(O2)의 혼합물, (다)는 4원자 분자인 과산화 수소(H2O2)이다. 순물질은 (가)와 (다), 혼합물은 (나)이며, 분자 1개를 구성하는 원자의 수가 가장 많은 것은 (다)이다.

성취 기준	성취 수준
화학 반응에 관련된 간단한 물질을 소재로 원소, 화합물, 원자, 분자의 개념을 설명할 수 있다.	중

26 0 ℃, 1기압에서 기체 1몰이 차지하는 부피는 22.4 L이므로 (가)~(다)에서 기체의 몰수는 각각 0.1몰이다. (가)~(다)의 질량은 각 기체의 분자량에 몰수를 곱한 값이므로 (가)는 3.2 g, (나)는 4.4 g, (다)는 1.6 g이다.

성취 기준	성취 수준
아보가드로수와 몰의 의미를 설명할 수 있다.	하

27 (1) X의 원자량×1개=Y의 원자량×12개이고, X의 원자량이 12이므로 Y의 원자량은 1이다.

(2) X의 원자량×4개=Z의 원자량×3개이고, X의 원자량이 12이므로 Z의 원자량은 16이다.

성취 기준	성취 수준
원자량과 분자량 등을 이용하여 화학 반응식에서 반응물과 생성물의 양적 관계를 구할 수 있다.	하

28 (1) 산소의 분자량은 32이므로 산소 1몰의 질량은 32 g이다. 따라서 산소 0.1몰의 질량은 3.2 g이다.

(2) 같은 온도와 압력에서 기체의 밀도비는 분자량의 비와 같다. 1.28 : 1.2=32 : X의 분자량이므로 X의 분자량은 30이다.

성취 기준	성취 수준
아보가드로수와 몰의 의미를 설명할 수 있다.	상

29 [예시 답안]  (1) 암모늄 이온(NH4+) 또는 질산 이온(NO3-) 등

(2) 질소 분자는 질소 원자 사이의 결합이 강하고 매우 안정하여 화학적으로 반응성이 작으므로 식물은 공기 중의 질소를 직접 이용할 수 없다.

성취 기준	성취 수준
화학 반응이 인류 문명 발전에 기여하고 있음을 인식하고, 우리 주변에서 일어나는 현상을 화학적으로 설명하려는 태도를 갖는다.	중

채점 기준	배점(%)
예시 답안과 같이 옳게 설명한 경우	100
(2)만 옳게 설명한 경우	60
(1)만 옳게 쓴 경우	40

30 [예시 답안]  (1) 반응 후 생성된 이산화 탄소 기체가 삼각 플라스크에서 빠져나가기 때문이다.

(2) 화학 반응식에서 계수비=몰수비이고, CaCO3의 몰수 : CO2의 몰수=1 : 1이므로 생성된 CO2의 질량을 구하면 다음과 같다.

[eqn: {5`` rm g it} over {100`` rm g/몰 it}] : [eqn: {rm CO _{2} `의`질량 it} over {44`` rm g/몰 it}]=1 : 1 , CO2의 질량=2.2 g

따라서 반응이 종료되면 질량이 2.2 g 감소한다.

성취 기준	성취 수준
원자량과 분자량 등을 이용하여 화학 반응식에서 반응물과 생성물의 양적 관계를 구할 수 있다.	상

채점 기준	배점(%)
예시 답안과 같이 옳게 설명한 경우	100
(2)만 옳게 구한 경우	70
(1)만 옳게 설명한 경우	30

Ⅱ. 개성 있는 원소

1 ⑤	2 ②	3 ③	4 ③	5 ④

6 ②	7 ⑤	8 ③	9 ③	10 ④

11 ③	12 ③	13 ③	14 ③	15 ②

16 ⑤	17 ⑤	18 ⑤	19 ①	20 ③

21 ②	22 ⑤	23 ②	24 ②	25 (1) (나)

(2) (다) (3) (라)	26 해설 참조	27 (1) 13족

(2) 3개	28 (1) A : 3주기 16족, B : 4주기 2족

(2) A : 6, B : 2 (3) A 이온 ˃ B 이온

29 (1) 질소(7N) (2) 28	30 해설 참조

1 원자의 구성 입자인 양성자와 중성자는 원자핵을 구성하며, 원자핵 주위에서 전자가 운동하고 있다. 전자의 질량은 양성자나 중성자에 비해 매우 작다. 원자가 이온으로 될 때는 전자인 C의 개수만 변한다.

성취 기준	성취 수준
원자를 구성하는 입자의 종류와 성질을 설명할 수 있다.	하

2 ㄱ. 원자의 질량은 대부분 양성자와 중성자가 차지한다.

ㄷ. 원자핵의 전하량이 양성자 1개 전하량의 20배이므로 원자핵 속에는 20개의 양성자가 들어 있다. 중성자 수=질량수-양성자 수이므로 중성자 수는 20이다.

* 오답 피하기>  ㄴ. 원자에서 양성자 수와 중성자 수가 항상 같은 것은 아니다.

성취 기준	성취 수준
원자를 구성하는 입자의 종류와 성질을 설명할 수 있다.	중

3 분자나 이온을 구성하는 원자들의 전자 수를 모두 더하여 총 전자 수를 구하면, CO2는 22개(6+8×2), NH4+은 10개(7+1×4-1), NO3-은 32개(7+8×3+1=32), OH-은 10개(8+1+1), CH4은 10개(6+1×4)이다.

성취 기준	성취 수준
지구에서 가장 흔하게 존재하는 원자들의 공통점과 차이점을 바탕으로 원자 번호와 질량수의 개념을 설명할 수 있다.	중

4 A는 양성자 수와 전자 수가 같으므로 원자이고, B와 C는 양성자 수보다 전자 수가 많으므로 음이온, D는 전자 수보다 양성자 수가 많으므로 양이온이다. A와 B의 질량은 비슷하지만, 양성자 수가 다르므로 화학적 성질은 다르다.

성취 기준	성취 수준
지구에서 가장 흔하게 존재하는 원자들의 공통점과 차이점을 바탕으로 원자 번호와 질량수의 개념을 설명할 수 있다.	중

5 톰슨은 음극선 실험 결과를 통해 (-)전하를 띠고 질량을 가진 입자인 전자(A)를 발견하였고, 러더퍼드는 [eqn: alpha]입자 산란 실험을 통해 원자의 중심에 존재하며 (+)전하를 띠고 원자 질량의 대부분을 차지하는 입자인 원자핵(B)을 발견하였다. 원자에서 전자와 원자핵의 전하량 총합은 0이다. 전자는 원자 내 대부분의 공간을 돌아다니지만, 원자핵은 원자의 중심에 밀집되어 있다.

* 오답 피하기>  ㄱ. 원자의 질량은 원자핵을 구성하는 양성자와 중성자 질량의 합과 거의 같다. 전자의 질량은 원자핵의 질량에 비해 무시할 수 있을 정도로 매우 작다.

성취 기준	성취 수준
원자를 구성하는 입자가 밝혀지기까지 여러 과학자들의 헌신적인 노력이 있었음을 깨닫고 그 가치를 인식한다.	중

6 톰슨은 음극선 실험 결과를 토대로 양전하를 띤 원자 속에 음전하를 띤 전자가 듬성듬성 박혀 있는 원자 모형을 제안하였다.

성취 기준	성취 수준
원자를 구성하는 입자가 밝혀지기까지 여러 과학자들의 헌신적인 노력이 있었음을 깨닫고 그 가치를 인식한다.	하

7 알파(𝝰) 입자 산란 실험으로 원자 중심에 (+)전하를 띠며 크기가 작고 원자 질량의 대부분을 차지하는 원자핵의 존재를 확인하였다.

성취 기준	성취 수준
원자를 구성하는 입자가 밝혀지기까지 여러 과학자들의 헌신적인 노력이 있었음을 깨닫고 그 가치를 인식한다.	중

8 A와 B, C와 D는 각각 양성자 수가 같고, 중성자 수가 다른 동위 원소 관계이다. 이때 질량수는 양성자 수와 중성자 수의 합과 같으므로 B와 C의 질량수는 서로 같다.

* 오답 피하기>  ㄷ. 원자 번호는 양성자 수와 같으므로 D의 원자 번호는 2이고 A는 1이다.

성취 기준	성취 수준
지구에서 가장 흔하게 존재하는 원자들의 공통점과 차이점을 바탕으로 원자 번호와 질량수의 개념을 설명할 수 있다.	중

9 (가)~(다)는 수소의 동위 원소로서 양성자 수가 모두 1개로 같아 화학적 성질이 같다. (가), (나), (다)의 중성자 수는 각각 0, 1, 2이므로 질량수는 각각 1, 2, 3이다.

* 오답 피하기>  ㄷ. (가)~(다)는 질량수가 다르므로 원자의 질량도 각각 다르다.

성취 기준	성취 수준
원소의 기원, 핵반응 및 방사성 동위 원소의 특성을 설명할 수 있다.	하

10 (가)는 중수소([eqn: {} ^{2 } _{ 1}RMH]) 원자핵, (나)는 헬륨([eqn: {} _{2} ^{3} rm He])원자핵, (다)는 삼중수소([eqn: {} _{1} ^{3} rm H]) 원자핵이다.

* 오답 피하기>  ㄴ. (가)의 동위 원소는 (다)이다.

성취 기준	성취 수준
원소의 기원, 핵반응 및 방사성 동위 원소의 특성을 설명할 수 있다.	상

11 실험 Ⅰ은 음극선 실험으로 이를 통해 전자가 발견되었고, 실험 Ⅱ는 알파 입자 산란 실험으로 이를 통해 원자핵이 발견되었다. (다)의 모형으로 수소 원자의 선 스펙트럼을 설명할 수 없다.

성취 기준	성취 수준
원자 모형의 변천 과정을 통해 현대 원자 모형이 등장하게 된 배경을 설명할 수 있다.	중

12 (나)를 통해 알 수 있는 것은 원자 내부의 공간이 대부분 비어 있으며, 일부 알파 입자가 튕겨 나오는 것은 알파 입자가 원자 질량의 대부분을 차지하고 (+)전하를 띤 원자핵과 충돌하기 때문에 나타나는 현상임을 알 수 있다.

성취 기준	성취 수준
원자 모형의 변천 과정을 통해 현대 원자 모형이 등장하게 된 배경을 설명할 수 있다.	중

13 (가)는 러더퍼드 모형이고, (나)는 보어 모형이다. 두 모형으로 음극선 실험, 질량 보존 법칙, 알파 입자 산란 실험을 공통적으로 설명할 수 있지만, 수소 원자의 선 스펙트럼은 보어 원자 모형으로만 설명할 수 있다.

성취 기준	성취 수준
원자 모형의 변천 과정을 통해 현대 원자 모형이 등장하게 된 배경을 설명할 수 있다.	상

14 ①은 돌턴 모형, ②는 러더퍼드 모형, ③은 보어 모형, ④는 현대 모형, ⑤는 톰슨 모형이다.

성취 기준	성취 수준
원자 모형의 변천 과정을 통해 현대 원자 모형이 등장하게 된 배경을 설명할 수 있다.	하

15 (가)는 바닥상태, (나)는 들뜬상태에 해당한다. (나)에서 (가)로 될 때는 에너지를 방출하며, n=3 → n=1의 전자 전이에 해당하므로 자외선 영역의 라이먼 계열에 해당한다. 또한 전자 전이에서 방출되는 에너지는 -[eqn: {1} over {3 ^{2}} k]-(-[eqn: k])=[eqn: {8} over {9} k] kJ/mol이다.

성취 기준	성취 수준
보어 모형을 이용하여 수소의 선 스펙트럼과 에너지 준위, 대표적인 원자의 유효 핵전하 차이를 설명할 수 있다.	중

16 파장이 작을수록 진동수가 크므로 방출되는 빛의 에너지가 크다. 가시광선 영역의 선 스펙트럼은 n=3, 4, 5□□□에서 n=2로의 전자 전이이므로 발머 계열에 해당한다. 486 nm의 스펙트럼은 발머 계열에서 두 번째로 파장이 긴 빛으로, N 전자껍질(n=4)에서 L 전자껍질(n=2)로 전자가 전이할 때 방출되는 빛이다.

성취 기준	성취 수준
보어 모형을 이용하여 수소의 선 스펙트럼과 에너지 준위, 대표적인 원자의 유효 핵전하 차이를 설명할 수 있다.	중

17 ⑤ 전자가 n=1에서  n=∞로 전이할 때 흡수하는 에너지는 E∞ – E1=1312 kJ/mol이다.

* 오답 피하기>  ① 전자 전이 A는 자외선 영역의 빛을 방출한다.

② B와 C는 가시광선 영역의 빛을 방출한다.

③ C보다 B에서 방출하는 빛의 에너지가 크므로 파장이 짧다.

④ A에서 방출하는 에너지는 다음과 같다.

E2–E1=-[eqn: {1312} over {2 ^{2}}] kJ/mol-(-1312 kJ/mol)=984 kJ/mol

성취 기준	성취 수준
보어 모형을 이용하여 수소의 선 스펙트럼과 에너지 준위, 대표적인 원자의 유효 핵전하 차이를 설명할 수 있다.	상

18 현대 원자 모형은 전자가 존재할 확률 분포를 점의 밀도로 나타내므로 원자의 경계가 뚜렷하지 않아 구름처럼 보인다.

* 오답 피하기>  ④ 현대 원자 모형에서 전자의 위치와 운동량은 동시에 정확하게 측정할 수 없다.

성취 기준	성취 수준
오비탈과 스핀 개념을 설명할 수 있다.	하

19 주양자수가 n인 전자껍질에서 오비탈의 종류는 n가지이고, 오비탈의 총수는 n2개이다.

* 오답 피하기>  ㄷ. 오비탈을 전자구름 모형으로 나타낼 때 찍는 점들은 전자가 발견될 확률을 나타내는 것으로 점의 개수만큼 전자가 있다는 것을 의미하지 않는다.

ㄹ. 수소 원자에서 에너지 준위를 결정하는 것은 주양자수이며, 같은 전자껍질에 있는 오비탈의 에너지 준위는 오비탈의 종류에 관계없이 서로 같다.

성취 기준	성취 수준
오비탈과 스핀 개념을 설명할 수 있다.	중

20 (가)는 2s, (나)~(라)는 각각 2px, 2py, 2pz 오비탈이다. 전자가 발견될 확률이 핵으로부터의 거리에 따라서만 달라지는 것은 (가)이다. (가)~(라)에 채워질 수 있는 최대 전자 수는 각각 2개로서 서로 같다. 다전자 원자의 경우 오비탈의 에너지 준위는 (가)<(나)=(다)=(라)이다.

성취 기준	성취 수준
오비탈과 스핀 개념을 설명할 수 있다.	중

21 탄소 원자는 2p 오비탈에 2개의 홀전자를 가진다. 2px, 2py, 2pz는 에너지 준위가 모두 같으므로 ㄱ과 ㄴ의 전자 배치는 동일한 전자 배치로 볼 수 있다.

성취 기준	성취 수준
배타 원리, 훈트 규칙, 쌓음 원리를 적용하여 다전자 원자의 전자 배치를 설명할 수 있다.	중

22 수소(A)와 리튬(B)은 1족으로 원자가 전자 수가 같다. 산소(D)의 안정한 이온은 D2-로서 네온(Ne)의 전자 배치를, 리튬(B)의 안정한 이온은 B+로 헬륨(He)의 전자 배치를 하므로 이온 반지름은 D가 B보다 크다. 질소(C)와 산소(D)의 전자 배치는 각각 1s22s22p3와 1s22s22s4인데, 질소의 이온화 에너지가 산소보다 큰 이유는 2p 오비탈에 들어 있는 전자들의 반발력 때문이다.

성취 기준	성취 수준
주기율표에서 원자가 전자의 수, 원자 반지름, 이온화 에너지, 전기 음성도 등 원자의 성질이 주기적으로 변화됨을 설명할 수 있다.	상

23 E-과 F+은 모두 전자가 10개로 같은 등전자 이온이다. 등전자 이온은 원자 번호가 클수록 원자핵의 전하량이 증가하므로 이온 반지름이 작아진다.

성취 기준	성취 수준
주기율표에서 원자가 전자의 수, 원자 반지름, 이온화 에너지, 전기 음성도 등 원자의 성질이 주기적으로 변화됨을 설명할 수 있다.	상

24 X는 산소(O)이고, Y는 칼륨(K)이다. 비금속인 산소의 원자 반지름과 이온 반지름이 차이가 나는 주된 이유는 전자 사이의 반발력 때문이다. Y는 금속 원소로 양이온이 되면 전자껍질 수가 감소하여 원자 반지름이 이온 반지름보다 크게 나타난다. X와 Y로 이루어진 안정한 화합물의 화학식은 Y2X이다.

성취 기준	성취 수준
주기율표에서 원자가 전자의 수, 원자 반지름, 이온화 에너지, 전기 음성도 등 원자의 성질이 주기적으로 변화됨을 설명할 수 있다.	중

25 같은 주기에서 (가)는 전자껍질 수, (나)는 원자가 전자 수, (다)는 원자 반지름, (라)는 이온화 에너지의 변화를 나타낸 것이다.

성취 기준	성취 수준
주기율표에서 원자가 전자의 수, 원자 반지름, 이온화 에너지, 전기 음성도 등 원자의 성질이 주기적으로 변화됨을 설명할 수 있다.	중

26 [예시 답안]  (1) (나)와 (라), 쌓음 원리에 따라 에너지가 낮은 오비탈부터 전자를 차례대로 채우지 않고 에너지가 높은 오비탈에도 전자를 채웠기 때문이다.

(2) (가), 파울리 배타 원리에 의하면 한 오비탈에 전자가 2개까지만 들어갈 수 있는데, 2s 오비탈에 3개의 전자가 들어 있기 때문이다.

성취 기준	성취 수준
배타 원리, 훈트 규칙, 쌓음 원리를 적용하여 다전자 원자의 전자 배치를 설명할 수 있다.	중

채점 기준	배점(%)
예시 답안과 같이 옳게 설명한 경우	100
둘 중 하나만 옳게 설명한 경우	50

27 (1) E1 ˂ E2 ˂ E3 ≪ E4이므로 13족 원소이다.

(2) 13족 원소의 원자가 전자 수는 3개이다.

성취 기준	성취 수준
주기율표에서 원자가 전자의 수, 원자 반지름, 이온화 에너지, 전기 음성도 등 원자의 성질이 주기적으로 변화됨을 설명할 수 있다.	중

28 (1), (2) 전자 배치를 통해 전자껍질 수와 원자가 전자를 알 수 있다. A는 전자껍질 수가 3이고, 원자가 전자 수가 6이므로 3주기 16족 원소이다. B는 전자껍질 수가 4이고, 원자가 전자 수가 2이므로 4주기 2족 원소이다.

(3) A는 이온이 될 때 전자 2개를 얻어 A2-이 되고, B는 이온이 될 때 전자 2개를 잃어 B2+이 된다. A2-과 B2+은 전자 수가 18개로 같은 등전자 이온이므로 원자 번호가 큰 B2+의 이온 반지름이 더 작다.

성취 기준	성취 수준
주기율표에서 원자가 전자의 수, 원자 반지름, 이온화 에너지, 전기 음성도 등 원자의 성질이 주기적으로 변화됨을 설명할 수 있다.	상

29 (1) 2주기에서 홀전자 수가 3개인 원소는 질소(7N)이다.

(2) 원자 반지름이 가장 큰 금속 원소는 칼륨(19K)이고, 전기 음성도가 가장 큰 원소는 플루오린(9F)이므로 두 원소의 원자 번호 합은 19+9=28이다.

성취 기준	성취 수준
주기율표에서 원자가 전자의 수, 원자 반지름, 이온화 에너지, 전기 음성도 등 원자의 성질이 주기적으로 변화됨을 설명할 수 있다.	중

30 [예시 답안]  (1) 같은 족에서 원자 번호가 증가할수록 전자껍질 수가 많아지므로 원자 반지름이 커진다.

(2) 같은 주기에서는 전자껍질 수가 같고, 원자 번호가 증가할수록 유효 핵전하가 증가하여 원자핵과 전자껍질 사이의 전기적 인력이 증가하므로 원자 반지름이 작아진다.

성취 기준	성취 수준
주기율표에서 원자가 전자의 수, 원자 반지름, 이온화 에너지, 전기 음성도 등 원자의 성질이 주기적으로 변화됨을 설명할 수 있다.	상

채점 기준	배점(%)
예시 답안과 같이 옳게 설명한 경우	100
둘 중 하나만 옳게 설명한 경우	50

Ⅲ. 아름다운 분자 세계

1 ④	2 ⑤	3 ③	4 ③	5 ①

6 ⑤	7 ④	8 ②	9 ③	10 ②

11 ④	12 ④	13 ⑤	14 ③	15 ②

16 ②	17 ①	18 ②	19 ⑤	20 ④

21 ③	22 ④	23 ③	24 ④

25 (1) 4개, 3개, 3개 (2) 해설 참조	26 (1) 해설 참조 (2) CH4, NH3, H2O	27 (1) (b) (2) (b)

28 (1) 436 kJ/mol (2) 37 pm

29 (1) 해설 참조 (2) 해설 참조

30 (1) (가), (다)  (2) 해설 참조 (3) 해설 참조

1 탄소의 동소체에는 그래핀, 풀러렌, 탄소 나노 튜브, 다이아몬드 등이 있는데, 이 중 각 탄소 원자가 4개의 인접한 탄소 원자와 사면체 모양의 공유 결합을 이루는 것은 다이아몬드이다.

성취 기준	성취 수준
흑연과 다이아몬드, 풀러렌과 나노 튜브 등의 구조를 설명할 수 있다.	하

2 (가)는 다이아몬드, (나)는 흑연, (다)는 풀러렌, (라)는 탄소 나노 튜브, (마)는 그래핀이다.

* 오답 피하기>  ① 다이아몬드는 원자가 전자 4개가 모두 공유 결합에 참여하므로 전기 전도성이 없다.

② 흑연은 층 사이의 결합이 약하여 힘을 가하면 층이 쉽게 미끄러진다.

③ 풀러렌은 각각의 탄소 원자 1개가 이웃한 탄소 원자 3개와 결합한다.

④ 탄소 나노 튜브는 전기 전도성과 열 전도성이 매우 크다.

성취 기준	성취 수준
흑연과 다이아몬드, 풀러렌과 나노 튜브 등의 구조를 설명할 수 있다.	중

3 (가)는 풀러렌이고, (나)는 그래핀으로, 두 물질 모두 탄소(C)로 이루어져 있다. 따라서 완전 연소 생성물은 CO2이고, 각 탄소 원자는 공유 결합을 형성하고 있다.

* 오답 피하기>  ㄷ. 각 탄소 원자는 인접한 3개의 탄소 원자와 결합한다.

성취 기준	성취 수준
흑연과 다이아몬드, 풀러렌과 나노 튜브 등의 구조를 설명할 수 있다.	중

4 2중 나선 구조의 바깥 골격을 구성하는 것은 당-인산의 공유 결합이고, 안쪽에서는 염기쌍이 수소 결합을 이룬다. 염기는 유전 정보를 전달한다.

* 오답 피하기>  ㄴ. 당(디옥시리보스)은 입체 구조이다.

성취 기준	성취 수준
DNA 2중 나선 구조의 특성과 기능을 설명할 수 있다.	중

5 (가)는 염기쌍 사이의 수소 결합이다. DNA 골격을 이루는 인산은 (-)전하를 띠고 있으므로 DNA는 물에 잘 녹는다.

* 오답 피하기>  ㄴ. 사이토신은 구아닌과, 아데닌은 티민과 수소 결합을 이룬다.

ㄹ. 인산의 중심 원자인 인(P) 주위에는 5쌍의 공유 전자쌍이 존재하므로 옥텟 규칙을 만족하지 않는다.

성취 기준	성취 수준
DNA 2중 나선 구조의 특성과 기능을 설명할 수 있다.	상

6 염화 나트륨 용융액에 전류를 흘려 주면 (-)극에서는 금속 나트륨이 생성되고, (+)극에서는 염소 기체가 생성된다. 염화 마그네슘 용융액으로 실험해도 (+)극에서 염소 기체가 생성된다.

성취 기준	성취 수준
물과 용융 NaCl의 전기 분해 비교 등을 통해 화학 결합의 전기적 성질을 설명할 수 있다.	중

7 (-)극에서는 전자를 얻는 환원 반응이 일어나 수소 기체가 생성되고, (+)극에서는 전자를 잃는 산화 반응이 일어나 산소 기체가 생성된다. 두 기체는 모두 물에 용해되지 않으며, 수소 : 산소 = 2 : 1의 부피비로 얻어진다. 이처럼 공유 결합 물질인 물에 전류를 흘려 주었을 때 전기 분해가 일어나는 것으로 보아 공유 결합이 형성될 때 전자가 관여한다는 것을 알 수 있다.

성취 기준	성취 수준
물과 용융 NaCl의 전기 분해 비교 등을 통해 화학 결합의 전기적 성질을 설명할 수 있다.	중

8 Na은 전자를 잃기 쉬운 금속 원소이고 Cl는 전자를 얻기 쉬운 비금속 원소이다. Na은 전자 1개를 잃고 Na+이 되어 Ne과 같은 전자 배치를 이루고, Cl는 전자 1개를 얻고 Cl-이 되어 Ar과 같은 전자 배치를 이룬다. Na+과 Cl-은 1 : 1의 개수비로 결합하여 NaCl을 이룬다.

성취 기준	성취 수준
비활성 기체의 전자 구조를 통해 옥텟 규칙을 설명하고, 옥텟 규칙으로 화학 결합을 설명할 수 있다.	중

9 양이온과 음이온은 인력과 반발력이 균형을 이루어 에너지의 합이 최소가 되는 거리인 r0에서 이온 결합을 형성한다. 이때 r0는 양이온과 음이온의 반지름 합에 해당하므로, r0의 크기는 CaO이 MgO보다 크다. 또한 이온 결합력이 강할수록 E의 크기도 커지며, 이온 사이의 거리가 짧을수록 이온 결합력이 강해지므로 NaCl이 KCl보다 E의 크기가 더 크다.

성취 기준	성취 수준
비활성 기체의 전자 구조를 통해 옥텟 규칙을 설명하고, 옥텟 규칙으로 화학 결합을 설명할 수 있다.	중

10 이온 결합 화합물은 양전하의 총합과 음전하의 총합이 같아서 전기적으로 중성이다.

성취 기준	성취 수준
비활성 기체의 전자 구조를 통해 옥텟 규칙을 설명하고, 옥텟 규칙으로 화학 결합을 설명할 수 있다.	하

11 A와 B가 화합물을 이룰 때 A는 원자가 전자 수가 6개이므로 전자 2개를 얻어 A2-이 되고, 네온과 같은 전자 배치를 이룬다. 또 B는 원자가 전자 수가 1개이므로 전자 1개를 잃어 B+이 되고, 헬륨과 같은 전자 배치를 이룬다. A와 B가 결합하여 형성한 화합물의 화학식은 B2A이다.

성취 기준	성취 수준
비활성 기체의 전자 구조를 통해 옥텟 규칙을 설명하고, 옥텟 규칙으로 화학 결합을 설명할 수 있다.	중

12 A는 금속 결합 물질, B는 이온 결합 물질, C는 공유 결합 물질이다. 이온 결합은 금속 양이온과 비금속 음이온 사이의 결합이고, 공유 결합은 비금속 원자 사이의 결합이다.

성취 기준	성취 수준
여러 가지 수용액의 전기 전도도 측정 실험을 수행하여 화학 결합의 종류별 성질을 설명할 수 있다.	중

13 고체 상태에서 전기가 통하는 물질은 Mg과 C(흑연)이고, 힘을 가했을 때 쉽게 부서지는 것은 C(흑연)이다. 고체 상태에서 전기가 통하지 않는 LiCl과 I2 중에서 용융 상태에서 전기가 통하는 것은 이온 결합 물질인 LiCl이다.

성취 기준	성취 수준
여러 가지 수용액의 전기 전도도 측정 실험을 수행하여 화학 결합의 종류별 성질을 설명할 수 있다.	상

14 (가)는 이온 결합 물질로, 고체 상태에서는 전기 전도성이 없지만 액체 상태에서는 전기 전도성이 있다. 이온 결합 물질은 외부에서 힘을 가하면 쉽게 부스러진다. (나)는 금속으로, 고체 상태와 액체 상태에서 모두 전기 전도성이 있다. (가)에서 (-)전하를 띠는 입자는 음이온이고, (나)에서 (-)전하를 띠는 입자는 자유 전자이다.

성취 기준	성취 수준
여러 가지 수용액의 전기 전도도 측정 실험을 수행하여 화학 결합의 종류별 성질을 설명할 수 있다.	중

15 서로 다른 원자들 사이의 공유 결합으로 이루어진 공유 결합 화합물은 NH3 뿐이다. 전기 음성도가 다른 N와 H 사이의 공유 결합은 극성 공유 결합이다.

성취 기준	성취 수준
루이스 구조를 통해 공유 결합의 성질과 쌍극자 모멘트와 관련된 결합의 극성을 설명할 수 있다.	하

16 BCl3와 CH3+은 중심 원자의 공유 전자쌍 수가 3개이며 평면 구조이다. 비공유 전자쌍 수가 가장 많은 것은 BCl3로서, 각 Cl에 3개씩 총 9개의 비공유 전자쌍이 있다. 중심 원소가 옥텟 규칙을 만족하는 것은 NH3와 NH4+이다. NH3에는 공유 전자쌍 3개, 비공유 전자쌍 1개가 있고, NH4+에는 공유 전자쌍 4개가 있어서 총 전자쌍 수는 서로 같다.

성취 기준	성취 수준
루이스 구조를 통해 공유 결합의 성질과 쌍극자 모멘트와 관련된 결합의 극성을 설명할 수 있다.	중

17 H2D의 구조는 굽은 형, BH4의 구조는 정사면체, CH3의 구조는 삼각뿔형이다. A는 3개의 H와 공유 결합을 하여 AH3를 형성하는데, 이때 A 원자 주위의 전자 수는 6개가 되어 옥텟 규칙을 만족하지 않는다.

성취 기준	성취 수준
전자쌍 반발 이론을 통해 분자의 구조를 설명할 수 있다.	중

18 BA2에서 중심 원자 B 주위에 비공유 전자쌍이 없으므로 분자의 구조는 직선형이다. 반면 AC2에서 중심 원자 A 주위에 비공유 전자쌍이 2개 있으므로 분자의 구조는 굽은 형이다.

성취 기준	성취 수준
전자쌍 반발 이론을 통해 분자의 구조를 설명할 수 있다.	중

19 비공유 전자쌍에 의한 반발력은 공유 전자쌍에 의한 반발력보다 크므로, 비공유 전자쌍이 많을수록 결합각의 크기가 작아진다.

성취 기준	성취 수준
전자쌍 반발 이론을 통해 분자의 구조를 설명할 수 있다.	하

20 CF4, CCl4, CO2, CCl2=CCl2는 극성 공유 결합을 가지고 있지만, 대칭 구조에 의해 극성이 상쇄되어 쌍극자 모멘트의 합이 0이 된다.

성취 기준	성취 수준
전자쌍 반발 이론을 통해 분자의 구조를 설명할 수 있다.	중

21 수소 원자보다 산소 원자의 전기 음성도가 크므로 공유 전자쌍이 산소 원자 쪽으로 치우치게 되어 산소 원자는 부분적인 음전하(δ-)를 띠고, 수소 원자는 부분적인 양전하(δ+)를 띤다. 물 분자는 쌍극자 모멘트의 합이 0이 아닌 극성 분자이다.

* 오답 피하기>  ⑤ 물 분자에 부분적인 양전하(δ+)를 띠는 부분이 있으므로 (-)전하로 대전된 대전체를 가까이 대어도 물줄기가 대전체 쪽으로 끌려온다.

성취 기준	성취 수준
분자의 물리적, 화학적 성질을 분자의 구조를 이용하여 설명할 수 있다.	중

22 탄소 화합물은 탄소를 기본 골격으로 하여 수소, 산소, 질소 등이 결합한 화합물이다. 이때 탄소 원자 1개는 최대 4개의 다른 원자와 결합할 수 있다. 대부분의 탄소 화합물은 분자 간 인력이 작아 녹는점과 끓는점이 낮다.

성취 기준	성취 수준
탄소 화합물의 다양성과 구조적 특징을 설명할 수 있다.	하

23 A는 사이클로뷰테인(C4H8), B는 사이클로뷰텐(C4H6), C는 뷰테인(C4H10), D는 뷰타인(C4H6), E는 뷰텐(C4H8)이다.

성취 기준	성취 수준
탄소 화합물의 다양성과 구조적 특징을 설명할 수 있다.	상

24 탄소 원자를 중심으로 한 결합각이 109.5∘인 탄화수소는 (가)와 (라)이고, 평면 구조인 탄화수소는 (나), (다), (바)이다. 따라서 a+b의 값은 5이다.

성취 기준	성취 수준
탄소 화합물의 다양성과 구조적 특징을 설명할 수 있다.	상

25 (가)는 다이아몬드, (나)는 풀러렌, (다)는 탄소 나노 튜브이다.

(1) 탄소 원자가 인접한 탄소 원자와 결합을 이루는 수는 (가)가 4개, (나)와 (다)는 3개이다.

(2) [예시 답안]  CO2, (가)~(다)는 모두 탄소로 이루어져 있으므로 완전 연소하면 이산화 탄소(CO2)가 생성된다.

성취 기준	성취 수준
흑연과 다이아몬드, 풀러렌과 나노 튜브 등의 구조를 설명할 수 있다.	하

채점 기준	배점(%)
(1)을 옳게 쓰고, (2)를 예시 답안과 같이 옳게 설명한 경우	100
(2)만 예시 답안과 같이 옳게 설명한 경우	60
(1)만 옳게 쓴 경우	40

26 (1)

(2) 중심 원자 주위에 비공유 전자쌍의 수가 많아질수록 결합각이 작아지므로 결합각은 CH4 > NH3 > H2O이다.

성취 기준	성취 수준
전자쌍 반발 이론을 통해 분자의 구조를 설명할 수 있다.	중

27 (1), (2) 인력과 반발력이 균형을 이루어 에너지의 합이 최소가 되는 지점인 (b)에서 이온 결합이 형성된다.

성취 기준	성취 수준
비활성 기체의 전자 구조를 통해 옥텟 규칙을 설명하고, 옥텟 규칙으로 화학 결합을 설명할 수 있다.	중

28  (1) 핵간 거리가 74 pm일 때 에너지가 가장 낮아 공유 결합이 형성되며, 이때의 에너지 값인 436 kJ/mol이 공유 결합 에너지이다.

(2) 공유 결합 반지름은 핵간 거리의 절반인 37 pm이다.

성취 기준	성취 수준
루이스 구조를 통해 공유 결합의 성질과 쌍극자 모멘트와 관련된 결합의 극성을 설명할 수 있다.	중

29  (1)

(2) [예시 답안]  α˃β, 탄소 원자 주위에는 비공유 전자쌍이 존재하지 않지만, 질소 원자 주위에는 비공유 전자쌍이 1개 존재한다. 따라서 비공유 전자쌍의 반발력에 의해 공유 전자쌍 사이의 거리가 좁아진다.

성취 기준	성취 수준
전자쌍 반발 이론을 통해 분자의 구조를 설명할 수 있다.	상

채점 기준	배점(%)
(1)을 옳게 나타내고, (2)를 예시 답안과 같이 옳게 설명한 경우	100
(2)만 예시 답안과 같이 옳게 설명한 경우	60
(1)만 옳게 나타낸 경우	40

30 (1) (가)와 (다)는 중심 원자에 4개의 전자쌍이 있어 옥텟 규칙을 만족하고, (나)는 3개의 전자쌍이 있어 옥텟 규칙을 만족하지 않는다.

(2) [예시 답안]  (나), 대칭 구조이므로 쌍극자 모멘트의 합이 0이 된다.

(3) [예시 답안]  (가)와 (다)는 극성 분자이고, (나)는 무극성 분자이다.

성취 기준	성취 수준
전자쌍 반발 이론을 통해 분자의 구조를 설명할 수 있다.	상

채점 기준	배점(%)
(1)∼(3) 모두 옳은 경우	100
(1)∼(3) 중 2개만 옳은 경우	70
(1)∼(3) 중 1개만 옳은 경우	40

Ⅳ. 닮은꼴 화학 반응

1 ②	2 ①	3 ①	4 ④	5 ②

6 ④	7 ⑤	8 ①	9 ③	10 ①

11 ③	12 ③	13 ④	14 ⑤	15 ⑤

16 ③	17 ②	18 ④	19 ⑤	20 ②

21 ⑤	22 ④	23 ②	24 ②	25 (1) A:CO, B:CO2  (2) 0 → +2  (3) 산화제 : Fe2O3, 환원제 : CO	26 음극화 보호	27 A, Zn, B, Cu

28 A : 염산, B : 질산, C : 수산화 칼륨, D : 암모니아

29 해설 참조	30 (1) 해설 참조 (2) 알짜 이온 반응식 : H+ + OH- → H2O, 구경꾼 이온 : Cl-, A (3) 해설 참조

1 ② 호흡이 일어날 때 포도당의 탄소(C)는 산화되어 이산화 탄소(CO2)가 되고, 산소(O2)는 환원되어 물(H2O)이 된다.

* 오답 피하기>  ① 철의 제련 과정에서 산화 철(Fe2O3)은 철(Fe)로 환원된다.

③ 광합성 반응이 일어날 때 이산화 탄소의 탄소(C)는 환원된다.

④ 메테인의 연소 반응에서 탄소(C)는 산화되어 이산화 탄소(CO2)가 된다.

⑤ 이산화 규소(SiO2)는 환원되어 규소(Si)가 된다.

성취 기준	성취 수준
광합성과 호흡, 철광석의 제련과 철의 부식이 산소에 의한 화학적 산화 환원 반응임을 설명할 수 있다.	하

2 ㄱ. (가)에서 질소(N2)는 산소를 얻어 산화된다.

* 오답 피하기>  ㄴ. (나)에서 일산화 질소(NO)는 산소를 얻어 산화되므로 환원제이다.

ㄷ. (다)는 산화수의 변화가 없으므로 산화 환원 반응이 아니다. 따라서 (가)와 (나)만 산화 환원 반응이다.

성취 기준	성취 수준
광합성과 호흡, 철광석의 제련과 철의 부식이 산소에 의한 화학적 산화 환원 반응임을 설명할 수 있다.	중

3 ㄱ. (가)에서 구리는 산소와 결합하여 산화된다.

* 오답 피하기>  ㄴ.(나)에서 산화 구리(Ⅱ)는 환원되어 구리가 되고, 탄소는 산화되어 이산화 탄소가 된다. 따라서 산화 구리(Ⅱ)는 산화제이다.

ㄷ. 석회수가 뿌옇게 변한 이유는 이산화 탄소가 발생했기 때문이다.

성취 기준	성취 수준
광합성과 호흡, 철광석의 제련과 철의 부식이 산소에 의한 화학적 산화 환원 반응임을 설명할 수 있다.	중

4 (가)와 (나)에서 a~c는 모두 2이다. 따라서 a+b는 c가 아니다. (나)에서 탄소는 산화되어 이산화 탄소가 된다. (가)와 (나)는 모두 산화 환원 반응이다.

성취 기준	성취 수준
광합성과 호흡, 철광석의 제련과 철의 부식이 산소에 의한 화학적 산화 환원 반응임을 설명할 수 있다.	중

5 드라이아이스(CO2) 통 안에 마그네슘(Mg) 가루를 넣고 불을 붙이면 마그네슘은 이산화 탄소에 있는 산소 원자와 결합하여 산화 마그네슘(MgO)이 되고. 이산화 탄소는 산소를 잃고 검은색의 탄소(C) 가루가 된다.

성취 기준	성취 수준
광합성과 호흡, 철광석의 제련과 철의 부식이 산소에 의한 화학적 산화 환원 반응임을 설명할 수 있다.	중

6 (나)는 산소만 있는 조건이고, (라)는 산소와 물이 모두 없는 조건이므로, (나)와 (라)를 비교하면 산소가 철의 부식에 미치는 영향을 알 수 있다.

성취 기준	성취 수준
광합성과 호흡, 철광석의 제련과 철의 부식이 산소에 의한 화학적 산화 환원 반응임을 설명할 수 있다.	중

7 ㄱ. 은의 산화수는 +1 ⟶ 0으로 감소하고, 알루미늄의 산화수는 0 ⟶ +3으로 증가한다.

ㄴ. 알루미늄은 은 이온을 은으로 환원시키는 환원제로 작용한다.

ㄷ. 전자는 알루미늄에서 은으로 이동한다.

성취 기준	성취 수준
질소와 수소의 반응에 의해 암모니아의 합성이 전자 이동에 의한 산화 환원 반응임을 설명할 수 있다.	상

8 질산 은 수용액에 구리판을 담그면 구리(Cu)가 전자를 잃고 구리 이온(Cu2+)으로 산화된다. 구리가 내놓은 전자는 은 이온(Ag+)으로 이동하여 은(Ag)으로 환원된다.

* 오답 피하기>  ④ 원자량이 Ag>Cu이고, 은 이온 2개가 반응할 때 구리 이온 1개가 생성되므로 수용액의 밀도는 감소한다.

⑤ 기체가 생성되지 않는 반응이므로 산화 환원 반응 전후에 질량은 보존된다.

성취 기준	성취 수준
질소와 수소의 반응에 의해 암모니아의 합성이 전자 이동에 의한 산화 환원 반응임을 설명할 수 있다.	중

9 반응성이 큰 아연(Zn(s))은 전자를 잃고 산화되어 아연 이온(Zn2+(aq))이 되고, 구리 이온(Cu2+(aq))은 아연이 내놓은 전자를 얻어 구리(Cu(s))로 환원된다.

성취 기준	성취 수준
질소와 수소의 반응에 의해 암모니아의 합성이 전자 이동에 의한 산화 환원 반응임을 설명할 수 있다.	하

10 탄소의 산화수는 +4 ⟶ 0으로 감소하고, 산소의 산화수는 -2 ⟶ 0으로 증가한다. 수소의 산화수는 반응 전후에 변화가 없다.

성취 기준	성취 수준
전기 음성도 차이를 이용하여 분자를 이루는 원자들의 산화수를 계산하고, 산화수를 이용하여 산화 환원 반응을 설명할 수 있다.	중

11 암모니아에서 질소의 산화수는 –3이고, 메탄올에서 탄소의 산화수는 –2이다. 질산 이온에서 질소의 산화수는 +5이다.

성취 기준	성취 수준
전기 음성도 차이를 이용하여 분자를 이루는 원자들의 산화수를 계산하고, 산화수를 이용하여 산화 환원 반응을 설명할 수 있다.	중

12 (가) 황이 산화되어 이산화 황이 된다.

(나) 이산화 황이 산화되어 삼산화 황이 된다.

(다) 황의 산화물이 물에 용해되면 산성 용액이 되지만, 이 과정에서는 산화수의 변화가 없으므로 산화 환원 반응이 아니다.

성취 기준	성취 수준
산과 염기가 원소의 산화와 환원에 의해 만들어진다는 사실을 설명할 수 있다.	중

13 산이 물에 녹아 공통적인 성질을 나타내는 것은 수소 이온(H+)때문이다. 따라서 A는 H+이고, B는 NO3-이다.

성취 기준	성취 수준
산과 염기가 원소의 산화와 환원에 의해 만들어진다는 사실을 설명할 수 있다.	하

14 물은 (가)에서는 양성자를 받는 물질(염기)이고, (나)에서는 양성자를 내놓는 물질(산)이다. 즉, 물은 (가)와 (나)에서 양쪽성 물질로 작용한다.

* 오답 피하기> ① (가)에서 HCl은 비공유 전자쌍을 받는 루이스 산이다.

② 아레니우스 산은 수용액에 녹아 H+을 내놓는 물질이므로 NH3는 아레니우스 산이 아니다.

③ (가)에서 HCl은 양성자를 내놓는 물질이다.

④ (나)에서 H2O은 양성자를 내놓는 물질이므로 브뢴스테드-로우리 산이다.

성취 기준	성취 수준
암모니아, 아미노산, 핵산과 같은 산과 염기의 화학적 특성을 설명할 수 있다.	중

15 ㄱ. 생선의 비린내는 염기성 물질이므로 레몬즙을 뿌려서 중화시킨다.

ㄴ. 산성비로 인해 산성화된 토양이나 호수에 염기성 물질인 석회 가루를 뿌려 중화시킨다.

ㄷ. 위산이 과다하게 분비될 때 먹는 제산제는 약한 염기성 물질이므로 위산을 중화시킬 수 있다.

ㄹ. 비누는 염기성 물질이므로 빨래를 헹굴 때 산성 물질인 식초를 떨어뜨려 중화시킨다.

성취 기준	성취 수준
생활 속에서 산과 염기의 예를 찾을 수 있다.	하

16  ③ 온도가 가장 높은 C는 중화점에 해당하며, 이때 생성된 물의 양이 가장 많다.

* 오답 피하기>  ① A와 B는 pH가 7보다 작은 산성 용액이고, C는 중성, D는 염기성이다.

② 반응 전 각 수용액의 전체 이온 수를 합한 값은 A와 C가 같지만, A보다 C에서 H+과 OH-이 더 많이 반응하여 H2O이 되므로 혼합 용액의 전체 이온 수는 A가 C보다 많다.

③ 중화점인 C에서 생성된 물의 양이 가장 많다.

④ D에 가장 많이 존재하는 이온은 나트륨 이온이다.

⑤ BTB 용액을 떨어뜨렸을 때 노란색을 나타내는 것은 산성 용액이므로 두 가지이다.

성취 기준	성취 수준
산과 염기의 중화 반응을 설명할 수 있다.	상

17 P 지점은 중화점이다. 수산화 나트륨 수용액과 염산의 단위 부피당 이온 수비가 1 : 2이므로, 중화점에서 수산화 나트륨 수용액과 염산의 부피비는 2 : 1이다.

성취 기준	성취 수준
산과 염기의 중화 반응을 설명할 수 있다.	중

18 중화 반응이 진행되는 동안 혼합 용액 속 이온 수의 변화는 다음과 같다.

A

B

P

A 구간에는 Na+, OH-, Cl-이 존재하고, P 지점에는 Na+, Cl-이 존재하며, B 구간에는 Na+, H+, Cl-이 존재한다. A 구간에서 혼합 용액에 OH-이 존재하므로 pH가 7보다 크고, B 구간에서 혼합 용액에 H+이 존재하므로 pH가 7보다 작다.

성취 기준	성취 수준
산과 염기의 중화 반응을 설명할 수 있다.	중

19 혼합 용액 속에 수산화 이온이 존재하므로 혼합 용액의 액성은 염기성이다. 같은 부피의 염산과 수산화 나트륨 수용액을 혼합하였는데 혼합 용액 속에 존재하는 이온 수는 나트륨 이온이 염화 이온의 2배인 것으로 보아 단위 부피당 이온 수는 수산화 나트륨 수용액이 염산의 2배라는 것을 알 수 있다.

성취 기준	성취 수준
산과 염기의 중화 반응을 설명할 수 있다.	상

20 제시된 물질 중 핵산의 구성 성분은 아데닌과 인산이고, 이 중 루이스 염기로 작용하는 것은 아데닌이다. 글라이신은 단백질을 구성하는 기본 단위이다.

성취 기준	성취 수준
암모니아, 아미노산, 핵산과 같은 산과 염기의 화학적 특성을 설명할 수 있다.	상

21 아미노산은 단백질을 이루는 기본 단위로, 산성을 띠는 카복시기(-COOH)와 염기성을 띠는 아미노기(-NH2)를 지니고 있다. 카복시기는 아레니우스 산 또는 브뢴스테드-로우리 산으로 작용하고, 아미노기는 브뢴스테드-로우리 염기 또는 루이스 염기로 작용한다.

성취 기준	성취 수준
암모니아, 아미노산, 핵산과 같은 산과 염기의 화학적 특성을 설명할 수 있다.	중

22 (가)의 질소는 3개의 공유 전자쌍과 1개의 비공유 전자쌍을 가진 구조이다. (나)에서 인산을 구성하는 P 원자 주위에 5개의 공유 전자쌍이 존재하므로 확장된 옥텟 규칙이 적용된다. (다)는 염기(구아닌)로, DNA 2중 나선 구조에서 상보적 염기(아데닌)와 수소 결합을 한다.

성취 기준	성취 수준
확장된 옥텟 규칙으로 DNA에서 인산의 구조와 역할을 설명하고, A, T, G, C 염기의 수소 결합을 설명할 수 있다.	상

23 DNA 구조에서 당과 염기는 공유 결합을 하며, 한 가닥의 염기는 다른 가닥의 상보적 염기와 수소 결합을 하여 쌍을 이룬다. 이때 아데닌(A)과 티민(T)은 2개의 수소 결합을 하고, 구아닌(G)과 사이토신(C)은 3개의 수소 결합을 한다. DNA의 염기 순서에 따라 유전 정보가 기록된다.

성취 기준	성취 수준
확장된 옥텟 규칙으로 DNA에서 인산의 구조와 역할을 설명하고, A, T, G, C 염기의 수소 결합을 설명할 수 있다.	상

24 제시된 뉴클레오타이드에서 당(디옥시리보스)은 입체 구조이다. 뉴클레오타이드의 인산은 이온화하여 H+을 내놓는 아레니우스 산으로 작용할 수 있다. 제시된 염기의 종류는 아데닌(A)이며, 아데닌은 티민(T)과만 쌍을 이뤄 결합한다.

성취 기준	성취 수준
확장된 옥텟 규칙으로 DNA에서 인산의 구조와 역할을 설명하고, A, T, G, C 염기의 수소 결합을 설명할 수 있다.	중

25 (1) (가)에서 코크스(C)는 일산화 탄소(CO)로 산화되고, (나)에서 산화 철(Fe2O3)은 일산화 탄소(CO)와 반응하여 철(Fe)로 환원되고 이산화 탄소(CO2)가 생성된다. 따라서 A는 일산화 탄소(CO)이고, B는 이산화 탄소(CO2)이다.

(2) (가)에서 탄소의 산화수는 0에서 +2로 증가한다.

(3) (나)에서 산화제는 산화 철(Fe2O3), 환원제는 일산화 탄소(CO)이다.

성취 기준	성취 수준
광합성과 호흡, 철광석의 제련과 철의 부식이 산소에 의한 화학적 산화 환원 반응임을 설명할 수 있다.	상

26 철보다 반응성이 큰 금속을 철에 연결하거나 부착하여 그 금속이 철보다 먼저 부식되게 함으로써 철을 보호하는 방법을 음극화 보호라고 한다.

성취 기준	성취 수준
광합성과 호흡, 철광석의 제련과 철의 부식이 산소에 의한 화학적 산화 환원 반응임을 설명할 수 있다.	하

27 금속 A는 구리 이온과 아연 이온을 환원시킨다. 즉, 금속 A는 구리, 아연보다 산화되기 쉽다. 금속 B는 구리 이온은 환원시키지만 아연 이온은 환원시키지 못하므로, 금속 B는 구리보다 산화되기 쉽고 아연보다 산화되기 어렵다. 따라서 A, Zn, B, Cu 순서로 산화되기 쉽다.

성취 기준	성취 수준
질소와 수소의 반응에 의해 암모니아의 합성이 전자 이동에 의한 산화 환원 반응임을 설명할 수 있다.	중

28 BTB 용액을 가할 때 노란색을 띠는 물질은 산성 물질이므로 염산과 질산이며, 이 중에서 질산 은 용액을 넣었을 때 흰색 앙금을 생성하는 것은 염산이다. BTB 용액을 가할 때 푸른색을 띠는 물질은 염기성 물질이므로 수산화 칼륨과 암모니아이며, 이 중에서 불꽃 반응색이 보라색인 것은 수산화 칼륨이다.

성취 기준	성취 수준
산과 염기가 원소의 산화와 환원에 의해 만들어진다는 사실을 설명할 수 있다.	하

29 [예시 답안]  산과 마그네슘이 반응할 때 생성되는 기체는 수소 기체(H2)이고, (가)보다 (나)의 고무풍선이 더 크게 부풀어 오른 이유는 수용액 상태에서 HB가 HA보다 이온화하는 정도가 더 크기 때문이다.

성취 기준	성취 수준
산과 염기가 원소의 산화와 환원에 의해 만들어진다는 사실을 설명할 수 있다.	중

채점 기준	배점(%)
예시 답안과 같이 옳게 설명한 경우	100
고무풍선의 크기에 차이가 나는 이유만 옳게 설명한 경우	70
기체의 종류만 옳게 쓴 경우	30

30 (1) [예시 답안]  +2, 용액 속 전하의 총합이 0이어야 하기 때문이다.

(2) 산성 용액인 (가)와 염기성 용액인 (나)를 혼합하면 중화 반응이 일어나며, 알짜 이온 반응식은 H+ + OH- → H2O이다. 이때 반응에 참여하지 않는 구경꾼 이온은 Cl-과 A이다.

(3) [예시 답안]  (나), 수용액 속에 수산화 이온(OH-)이 존재하기 때문이다.

성취 기준	성취 수준
산과 염기의 중화 반응을 설명할 수 있다.	중

채점 기준	배점(%)
예시 답안과 같이 옳게 설명한 경우	100
(1)∼(3) 중 2가지만 옳은 경우	70
(1)∼(3) 중 1가지만 옳은 경우	50