Ⅰ. 화학의 언어

바른답 ․ 알찬풀이

01 ③	02 ①	03 ②	04 ②	05 ⑤

06 ②	07 ③	08 ③	09 ③	10 ③

11 ②	12 ③	13 ④	14 ②	15 ④

16 ④	17 ②	18 ⑤	19 ⑤	20 ⑤

21 ⑤     22 ④	23 ④	24 ③	25 [eqn: rm NH _{3}]

26 [eqn: rm HCl], [eqn: rm CO _{2}]	27 해설 참조	28 해설 참조

29 해설 참조	30 2AB + A2 → 2A2B

01 ㄱ, ㄷ. (가)에서 철광석(Fe2O3)은 산소(O2)를 잃고 철(Fe)로 환원되며, (나)에서는 질소(N2)와 수소(H2)가 반응하여 암모니아가 생성된다. 암모니아(NH3)는 질소, 수소로 이루어진 화합물이다.

* 오답 피하기>  ㄴ. (가)에서 반응물은 철광석과 코크스이다. 철광석의 주성분인 산화 철은 철과 산소로 이루어진 화합물이다.

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

02 ㄱ, 철광석(Fe2O3)은 산소(O)를 잃고 철(Fe)로 환원되므로, 일산화 탄소(CO)은 산소를 얻어 이산화 탄소(CO2)로 된다. 따라서 A는 CO2로 3원자 분자이다.

* 오답 피하기>  ㄴ. 화학 반응에서 반응 전후 원자의 종류와 개수가 같으므로 a = 3, b = 6이다. 따라서 a + b = 9이다.
ㄷ. (가), (나)에서 원소는 철(Fe)과 산소(O2)이다. 비금속 원소인 산소(O2)는 분자이나, 금속인 철(Fe)은 수많은 철 원자가 결합한 금속 결정으로 존재한다.

성취 기준	성취 수준
인류 문명 발전에 기여한 화학 반응으로 불의 발견, 철의 이용, 암모니아의 합성, 화석 연료의 이용 등을 제시할 수 있다.	중
화학 반응에 관련된 간단한 물질을 소재로 원소, 화합물, 원자, 분자의 개념을 설명할 수 있다.	중
화학 반응을 화학 반응식으로 나타낼 수 있다.	중

03 분자는 물질의 고유한 성질을 나타내는 가장 작은 입자이다.

* 오답 피하기>  ① 순물질은 원소와 화합물로 분류한다.
③ 분자 중에는 한 가지 성분으로 이루어진 것들도 있다.
④ CO2는 3원자 분자이다.
⑤ Fe은 분자로 존재하지 않는다.

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

04 ㄴ. (가)는 나트륨과 염소, (나)는 수소와 염소로 구성되어 있다. (가)와 (나)는 성분 원소가 2가지 이상인 순물질이므로 화합물이다.

* 오답 피하기>  ㄱ. (가)는 나트륨 이온과 염화 이온으로 이루어진 화합물이고, 독립적인 분자로 존재하지 않는다.
ㄷ. 염화 나트륨(NaCl) 수용액의 불꽃색은 노란색이나 염산(HCl) 수용액의 불꽃색은 노란색이 아니다. 두 화합물의 공통 원소인 염소는 특별한 불꽃색을 나타내지 않는다.

성취 기준	성취 수준
화학 반응에 관련된 간단한 물질을 소재로 원소, 화합물, 원자, 분자의 개념을 설명할 수 있다.	중
불꽃 반응 실험을 수행하여 화합물을 구성하는 원소를 찾을 수 있다.	중

05 ㄱ. 주어진 물질 중 Fe2O3, CO2는 2가지 원소로 이루어진 화합물이고, O2와 Fe은 원소이다.
ㄴ, ㄷ. ㉠에 해당하는 물질은 O2, CO2이고, ㉡에 해당하는 물질은 Fe2O3, Fe이다. 또 ㉢에 해당하는 물질은 O2, Fe이고, ㉣에 해당하는 물질은 Fe2O3, CO2이다.

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

06 ㄴ. 시료 [eqn: rm X]의 불꽃색이 노란색인 것으로 보아 [eqn: rm X]에는 나트륨이 들어 있다.

* 오답 피하기>  ㄱ. 염화 나트륨의 불꽃색은 금속 원소인 나트륨에 의해 나타난다.
ㄷ. [eqn: rmY]의 불꽃색은 질산 구리(Ⅱ)의 불꽃색인 청록색과 다른 보라색이므로 구리가 들어 있지 않다.

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

07 주어진 화학 반응식에서 1가지 성분으로 이루어진 원소 이면서 독립적인 분자로 존재하는 물질은 N2, H2, O2이다. Fe는 원소이지만 분자로 존재하지 않고, 수많은 원자들이 결합하여 금속 결정을 이룬다.

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

08 ㄱ. X의 연소 생성물 중에는 석회수를 뿌옇게 흐려지게 하는 물질인 이산화 탄소가 있으므로 X에는 탄소가 들어 있다.
ㄴ. (나)에서 생성된 액체가 푸른색 염화 코발트 종이를 붉게 변화시킨 것으로 보아 생성된 액체는 물이다.

* 오답 피하기>  ㄷ. X의 연소 생성물로부터 X에는 탄소와 수소가 들어 있음을 알 수 있지만, 그밖에 다른 원소는 확인할 수 없다. 따라서 X는 2가지 이상의 원소로 이루어진 화합물이다.

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

09 원자량은 상대적인 값이므로 단위가 없다.

* 오답 피하기>  ①, ② 원자량은 원자들의 상대적인 질량으로 현재는 12C의 질량을 12로 정하여 사용한다.
④ 대부분의 원소는 동위 원소가 존재하므로 동위 원소의 존재 비율을 고려한 평균 원자량을 사용한다.
⑤ 탄소의 평균 원자량은 12.01로 12에 가깝다. 따라서 12C의 비율이 13C보다 크다.

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

10 ㄱ. C의 원자량이 12이고, X의 질량은 C의 [eqn: {4} over {3}]배이므로 X의 원자량은 16이다. 또 Y의 질량은 X의 [eqn: {7} over {4}]배이므로 Y의 원자량은 28이다.
ㄴ. CX2의 화학식량은 구성 원자의 원자량의 합과 같으므로 12+16×2=44이다.

* 오답 피하기>  ㄷ. 원자량은 Y가 C보다 크므로 1 g에 들어 있는 원자 수는 Y가 C보다 적다.

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

11 ② CB2의 분자량이 44이고, B의 원자량이 16이므로 C의 원자량은 12이다. 따라서 원자량은 B>C이다.

* 오답 피하기>  ① AB2, A2B에서 원소 A, B의 원자량을 각각 a,b라 하면 a+2b=46, 2a+b=44이다. 따라서 A의 원자량(a)는 14, B의 원자량(b)는 16이고, 원자량은 B>A이다.
③ A와 B의 원자량은 각각 14, 16이므로 AB의 분자량은 30이다.
④ 분자 1몰의 질량은 분자량에 g을 붙인 값과 같다. 따라서 물질 1 g에 들어 있는 분자 수는 [eqn: {N _{rmA} (아보가드로수)} over {분자```1몰의```질량}] 이므로 분자량과 반비례한다. 1 g에 들어 있는 분자 수는 (가)([eqn: {N _{rm A}} over {46}]) < (나)([eqn: {N _{rmA}} over {44}])이다.
⑤ AB2 0.5몰에 포함된 B 원자의 몰수는 1몰이다. CB2의 분자량이 44이므로 CB2 22 g은 0.5몰이고, 이에 포함된 B 원자의 몰수는 1몰이다.

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

12 0 ℃, 1기압에서 메테인(CH4) 11.2 L에는 CH4 분자 0.5몰이 들어 있고, 0.5몰의 질량은 8 g이다. CH4 0.5몰에 들어 있는 [eqn: rm H] 원자는 2몰이므로 질량은 2 g이다.

성취 기준	성취 수준
아보가드로의 수와 몰의 의미를 설명할 수 있다.	중

13 원자량은 원자들의 상대적 질량이다. Y의 질량은 X의 [eqn: {4} over {3}]배이므로 Y의 원자량은 16이고, 마찬가지로 Z의 질량은 X의 [eqn: {1} over {12}]배이므로 Z의 원자량은 1이다. 따라서 XZ2Y의 분자량은 30(=12+1×2+16)이다.

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

14 시료관 속의 산화 구리(Ⅱ)(CuO)는 시료에 산소를 공급하여 시료가 완전 연소할 수 있도록 한다.

* 오답 피하기>  ① 장치의 A관은 공기 중의 수분을 제거한다.
③ B관에 들어 있는 염화 칼슘은 시료의 연소 생성물 중 물을 흡수한다.
④ C관에 들어 있는 수산화 나트륨은 시료의 연소 생성물 중 이산화 탄소를 흡수한다.
⑤ 수산화 나트륨은 염기성 물질이고, 또한 조해성이 있어 이산화 탄소뿐만 아니라 물도 흡수하므로 B관과 C관의 순서를 바꾸어 실험하면 연소 생성물 중 물과 이산화 탄소의 질량을 정확히 구할 수 없다.

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

15 ④ H, C, O로 이루어진 시료에 포함된 O 원자의 질량은 실험에 사용한 시료의 질량에서 원소 분석을 통해 얻은 H와 C의 질량의 합을 빼서 구한다. 따라서 ㉢은 ([eqn: a+b])이다.

* 오답 피하기>  ① B관의 염화 칼슘은 물을 흡수한다. 따라서 B관읜 증가한 질량으로부터 H 원자의 질량을 구한다.
② C관의 수산화 나트륨은 이산화 탄소를 흡수한다. 따라서 C관의 증가한 질량으로부터 C 원자의 질량을 구한다.
③ H2O 1몰의 질량인 18 g 중 H 원자의 질량이 2 g이므로 [eqn: x]는 18이다. CO2 1몰의 질량인 44 g 중 C 원자의 질량이 12 g이므로 [eqn: y]는 12이다. 따라서 [eqn: x]+[eqn: y]=30이다.
⑤ 시료에 포함된 수소의 질량은 27 mg×[eqn: {2} over {18}]=3 mg, 탄소의 질량은 66 mg×[eqn: {12} over {44}]=18 mg이고, 산소의 질량은 45 mg-(3+18) mg=24 mg이다. 따라서 시료를 이루는 수소, 탄소, 산소의 원소 개수비는 [eqn: {3} over {1} : {18} over {12} : {24} over {15} =2:1:1]이고, 시료의 실험식은 CH2O이다.

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

16 0 ℃, 1기압에서 N2 44.8 L의 몰수는 2몰이고, H2O 36 g에 들어 있는 O의 질량은 32 g이며, NH3 분자 1.2×1024개에 들어 있는 H의 질량은 6 g이다.

성취 기준	성취 수준
아보가드로의 수와 몰의 의미를 설명할 수 있다.	중

17 ㄴ. 실린더 속 분자 수의 비는 부피비와 같으므로 X2 : Y2 = 8 : 7이다. 또 모두 2원자 분자이므로 원자 수의 비 또한 X : Y = 8 : 7이다.

* 오답 피하기>  ㄱ. 실린더 속 두 기체의 온도와 압력이 같을 때 같은 질량의 부피는 X2 > Y2이므로 분자 수는 X2 > Y2이다. 이로부터 분자량은 X2 < Y2이고, 모두 2원자 분자이므로 원자량은 X < [eqn: rmY]이다.
ㄷ. 원자량은 X < [eqn: rmY]이므로 X2보다 XY의 분자량이 더 크다. 따라서 같은 질량의 분자 수는 X2가 XY보다 많으므로 X2 대신 XY를 넣어 주면 (가)의 부피는 감소한다.

성취 기준	성취 수준
아보가드로의 수와 몰의 의미를 설명할 수 있다.	상

18 ㄱ. 온도와 압력이 일정할 때 기체의 부피비는 분자 수의 비와 같다. 따라서 분자 수는 (다)가 (가)의 4배이다.
ㄴ. 25 ℃, 1기압에서 기체 분자 1몰의 부피는 24 L이다. (가)가 3 L, 2 g이므로 XY4의 분자량은 16, (나)가 4 L, 3 g이므로 Y2Z의 분자량은 18, (다)가 12 L, 22 g이므로 XZ2의 분자량은 44이다. 따라서 X, Y, Z의 원자량은 각각 12, 1, 16이므로 원자량은 X<Z이다.
ㄷ. 1분자당 원자 수는 XY4이 5개, Y2Z가 3개이고, (가)와 (나)의 분자 수의 비가 3 : 4이므로 총 원자 수의 비는 (가) : (나) = 5×3 : 3×4 = 5 : 4이다.

성취 기준	성취 수준
아보가드로의 수와 몰의 의미를 이용하여 문제를 해결할 수 있다.	상

19 ㄱ. 반응 전후에 원자의 종류와 개수가 같아야 한다. 반응 전 X 원자는 4개, Y 원자는 2개이고, 분자 (가)는 2개이므로 (가)의 분자식은 X2Y이다.
ㄷ. X2, Y2의 분자량은 각각 28, 32이므로 28 g의 X2와 32 g의 Y2는 각각 1몰이다. 2X2 + Y2 → 2X2Y에서 계수비는 반응 몰수비와 같으므로 X2 1몰은 0.5몰의 Y2와 반응한다. 따라서 반응 후 Y2 0.5몰이 남는다.

* 오답 피하기>  ㄴ. X와 Y의 원자량이 각각 14, 16이므로 X2Y의 분자량은 44이다. 따라서 X2Y 22g은 0.5몰이고, 분자 수는 3.01×1023개이다.

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

20 ㄱ. 화학 반응 전후에 원자의 종류와 개수가 같으므로 CH4이 H2O과 반응하면 H2 분자 4개와 CO2 분자 1개가 생성된다.
ㄴ. ㉡은 N2이다.
ㄷ. NH3와 H2의 반응 몰수비는 계수비와 같은 2 : 3이므로 NH3 3몰을 얻기 위해 필요한 H2의 최소 몰수는 4.5몰이다.

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

21 ㄱ. 염산 100 mL에 금속 0.36 g을 넣어 주었을 때부터 생성된 [eqn: rm H _{2}] 기체의 부피가 360 mL로 일정하므로, 이때 모두 반응했다고 볼 수 있다. 주어진 조건에서 [eqn: rm H _{2}] 1몰의 부피가 24 L이므로 생성된 [eqn: rm H _{2}]의 몰수는 0.015몰이다.
ㄴ. 금속 M의 안정한 이온의 전하가 2가의 양이온이므로 염산과 금속 M의 반응식은 다음과 같다.
M + 2HCl → MCl2 + H2
화학 반응식에서 M과 H2의 반응 몰수비는 1 : 1로 같으므로 H2 0.015몰이 생성될 때 반응한 M 0.36 g은 0.015몰이다. 따라서 M 1몰의 질량은 24 g이므로 M의 원자량은 24이다.
ㄷ. M과 HCl의 반응 몰수비는 1 : 2이므로 M 0.015몰과 반응한 HCl의 몰수는 0.03몰이다. [eqn: rm HCl] 0.03몰에는 [eqn: rmCl ^{-}] 0.03몰이 들어 있다.

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

22 반응물은 A와 B이고, 생성물은 C이다. 반응물 A 2몰과 B 1몰이 반응하여 C 2몰을 생성하였으므로 주어진 반응의 화학 반응식은 2A(g) + B(g) → 2C(g)이다.

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

23 ㄴ. A와 C의 반응 몰수비가 1 : 2이므로 A 0.2몰과 반응하여 생성된 C의 양은 0.4몰이다.
ㄷ. 반응 후 실린더에는 반응하지 않고 남은 B 0.4몰과 생성된 C 0.4몰, 총 0.8몰이 존재한다. 주어진 조건에서 기체 0.2몰의 부피가 3 L이므로 0.8몰의 부피는 12 L이다.

* 오답 피하기>  ㄱ. 온도와 압력이 같을 때 기체 분자의 몰수비는 부피비와 같으므로 A 0.2몰의 부피가 3 L일 때 B 15 L는 1몰에 해당한다. A와 B는 1 : 3의 몰수비로 반응하므로 A 0.2몰과 B 0.6몰이 반응하여 C 0.4몰을 생성한다. 따라서 반응 후 실린더에는 A가 존재하지 않는다.

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

24 ㄱ, ㄴ. CH4의 연소 반응식은 다음과 같다.
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
CH4 1.6 g은 0.1몰, O2 12.8g은 0.4몰이다. CH4과 O2의 반응 몰수비는 1 : 2이므로 반응한 O2의 몰수는 0.2몰이고, 반응 후에는 O2 0.2몰(6.4 g)이 남는다. 생성된 CO2와 H2O의 몰수는 각각 0.1몰, 0.2몰이다. 반응 전 기체의 총 몰수는 0.5몰, 반응 후 기체의 총 몰수도 0.5몰이다. 온도와 압력이 일정할 때 기체의 몰수비는 부피비와 같으므로 반응 전후 실린더의 부피는 같다.

* 오답 피하기>  ㄷ. 반응 후 생성된 H2O은 0.2몰로 3.6 g이다.

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

25 질소와 수소를 반응시켜 생성하며, 질소 비료의 원료로 사용되는 물질은 암모니아이고, 암모니아의 화학식은 NH3이다.

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

26 제시된 분자 중에서 2가지 이상의 원소로 이루어진 물질은 HCl와 CO2이다.

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

27 평균 원자량은 동위 원소의 존재비를 고려하여 구한다.
[예시 답안] 75 %
35Cl의 존재 비율(%)을 [eqn: x]라 하면, 37Cl의 존재 비율(%)은 100-[eqn: x]이다. 따라서 평균 원자량은 [eqn: {35x`+`37(100-x)} over {100}] = 35.5, [eqn: x]=75(%)이다.

성취 기준	성취 수준
원자량과 분자량을 구할 수 있다.	하

28 [예시 답안] 실험식 CH2O, 분자식 C6H12O6
물질 (가)에 포함된 산소의 질량은 180 mg - (72+12) mg = 96 mg이다. 따라서 구성 원자 수의 비는 C : H : O = [eqn: {72} over {12} `:` {12} over {1} `:` {96} over {16}] = 1 : 2 : 1이고, 물질 (가)의 실험식은 CH2O이다. CH2O의 실험식량은 30이고, 물질 (가)의 분자량이 180이므로 (CH2O)[eqn: {} _{n}]에서 [eqn: n]=6이어야 분자량이 180이 된다. 따라서 물질 (가)의 분자식은 [eqn: rm C _{6} H _{12} O _{6}]이다.

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

채점 기준	배점(%)
실험식과 구하는 과정을 옳게 서술한 경우	100
실험식은 맞으나, 구하는 과정이 틀린 경우	50

29 (1) X 46 mg 중 H 원자의 질량은 생성된 물(H2O)에 들어 있는 H 원자의 질량과 같다.
54 mg×[eqn: {2} over {18}]=6 mg
(2) X 46 mg 중 C 원자의 질량은 생성된 이산화 탄소(CO2)에 들어 있는 C 원자의 질량과 같다.
88 mg×[eqn: {12} over {44}]=24 mg

(3) X 46 mg 중 O 원자의 질량은 시료의 질량에서 (H 원자의 질량 + C 원자의 질량)을 뺀 것과 같다.
46 mg-(6+24) mg = 16 mg

(4) X의 구성 원자 수를 가장 간단한 정수비로 나타낸 것이 실험식이다. 구성 원자 수의 비는 각 구성 원자의 질량을 원자량으로 나누어서 구한다.
[예시 답안] X를 구성하는 원자 수의 비는 C : H : O = [eqn: {24} over {12} : {6} over {1} : {16} over {16} =2:6:1]이므로 실험식은 C2H6O이다.

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

채점 기준	배점(%)
4개 모두 옳게 서술한 경우	100
2개만 옳게 서술한 경우	50

30 반응물은 AB와 A2이고, AB와 A2가 각각 4개, 2개가 반응하여 생성물 A2B 4개를 생성하였으므로, 반응에 참여한 물질의 분자 수비를 가장 간단한 정수로 나타내어 화학 반응식을 표현하면 다음과 같다.
2AB + A2 → 2A2B

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

Ⅱ. 개성 있는 원소

01 ③	02 ③	03 ①	04 ④	05 ①

06 ②	07 ③	08 ②	09 ③	10 ③	11 ③	12 ②	13 ③	14 ②	15 ③

16 ⑤	17 ①	18 ④	19 ①	20 ⑤

21 ⑤	22 ③	23 ④	24 ④

25 (가) 전자 (나) 원자핵   26 (1) 전자 전이 전: [eqn: n]=6, 전자 전이 후: [eqn: n]=2  (2) 해설 참조	27 해설 참조

28 해설 참조	29 B, C, A	30 해설 참조

01 (가)에서 음극선의 진로에 놓인 물체에 의해 그림자가 생긴 것은 음극선이 직진하기 때문이다. 또 (나)에서 음극선이 전기장의 (+)극 쪽으로 휘어진 것으로 보아 음극선은 음전하를 띠고 있다.

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

02 ㄱ. 알파([eqn: alpha]) 입자 산란 실험으로 발견한 입자는 원자핵으로, 원자핵은 양전하를 띠고 있다.

ㄴ. 원자핵은 원자의 중심에 존재한다.

* 오답 피하기>  ㄷ. 원자핵은 원자의 중심에 있는 입자로, 질량이 크고 매우 작은 부분을 차지하고 있어 밀도가 매우 큰 입자이다.

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

03 원자는 원자핵과 전자로 구성되어 있으며, 원자핵은 양전하를 띤 양성자와 전기적으로 중성인 중성자로 구성된다. 이때 양성자와 전자는 전하의 크기는 같고 전하의 종류만 서로 반대이다.

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

04 주어진 X의 이온은 2가의 음이온이므로 원자가 전자 2개를 얻어 형성되었다.

* 오답 피하기>  ① 양성자 수는 원자 번호와 같은 16이다.
②, ③ 질량수는 양성자 수와 중성자 수의 합과 같고, 양성자 수가 16이므로 중성자 수 또한 16이다.
⑤ 음이온이므로 원자가 전자를 얻어 형성되었다.

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

05 ㄱ. 원자는 전기적으로 중성이므로 원자핵을 구성하는 양성자 수와 전자 수가 같다. 주어진 원자의 전자가 3개이므로 핵을 이루는 입자 중 3개인 이 양성자이다.

* 오답 피하기>  ㄴ. X의 양성자는 3개, 중성자는 4개로 질량수가 7이다. 따라서 [eqn: rm RM it _{3} ^{7} X]으로 나타낸다.
ㄷ. 중성 원자가 (-)전하를 띠는 전자()를 잃으면 양전하를 띤다.

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

06 ㄴ. 양성자 수가 같고, 중성자 수가 다른 원소를 동위 원소라고 한다. (다)와 (라)는 양성자인 의 수가 같으므로 동위 원소이다.

* 오답 피하기> ㄱ.  1개,  2개로 이루어진 원자핵을 [eqn: rm rm _{1} ^{3} H ^{+}]로 나타냈다. 따라서 (나)는 양성자가 1개, 중성자가 2개이고, 는 양성자이다. (가)는 양성자인 가 1개이고, (나)는 가 2개이므로 두 입자의 전하량은 다르다.
ㄷ. (라)는 양성자가 2개, 중성자가 2개이므로 질량수가 4인 헬륨 원자핵이다. 중성인 헬륨 원자의 전자가 2개이므로 (라)는 전자 2개를 잃은 [eqn: rm rm _{2} ^{4} He ^{2+}]로 나타낸다.

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

07 ㄱ. 수소 원자의 스펙트럼이 연속적이지 않고 불연속적인 선으로 나타나는 것으로 보아 수소 원자의 에너지는 불연속적이다.
ㄴ. [eqn: a]선은 발머 계열 중 파장이 가장 긴 선에 해당하므로 가시광선에 해당한다.

* 오답 피하기>  ㄷ. 스펙트럼선의 파장은 [eqn: b]가 [eqn: a]보다 짧으므로 에너지는 [eqn: b]가 [eqn: a]보다 크다.

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

08 ㄴ. 주양자수가 작은 전자껍질에서 주양자수가 큰 전자껍질로의 전자 전이에서는 빛에너지를 흡수한다. 따라서 [eqn: n]=1에서 [eqn: n]=2로의 전자 전이에서는 자외선을 흡수한다.

* 오답 피하기>  ㄱ. 보어 모형에서 안쪽 껍질일수록 주양자수([eqn: n])가 작다. 따라서 K 껍질의 주양자수([eqn: n])는 1, L 껍질의 주양자수([eqn: n])는 2이다.
ㄷ. 주양자수가 큰 전자껍질에서 주양자수가 작은 껍질로의 전자 전이에서는 빛을 방출한다. [eqn: n]=2 이상의 전자껍질에서 [eqn: n]=1로의 전자 전이에서 방출하는 빛은 라이먼 계열이고, [eqn: n]=3 이상의 전자껍질에서 [eqn: n]=2로의 전자 전이에서 방출하는 빛이 발머 계열이다.

성취 기준	성취 수준
보어 모형을 이용하여 수소의 선 스펙트럼과 에너지 준위를 설명할 수 있다.	하

09 [eqn: b]는 [eqn: n= INF]→ [eqn: n=1]로의 전이이므로 방출되는 에너지는 [eqn: n=1]→ [eqn: n= INF]로 전이할 때 필요한 에너지, 즉 수소 원자의 이온화 에너지와 크기가 같다.

* 오답 피하기>  ① [eqn: a]와 [eqn: b]는 모두 [eqn: n]=1로의 전이이고, 처음 상태의 에너지 준위는 [eqn: b]가 더 크므로 방출되는 에너지는 [eqn: b]가 [eqn: a]보다 크다.
② [eqn: a]는 들뜬상태에서 [eqn: n]=1로의 전이이므로 라이먼 계열에 해당하며 방출되는 빛은 자외선이다.
④ [eqn: c]는 [eqn: n=2]로 전이하는 경우 중 에너지가 가장 작다.
⑤ [eqn: c]에서는 가시광선을 방출한다.

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

10 ㄱ. (가)는 [eqn: n]=1인 전자껍질에 들어 있는 오비탈이므로 1[eqn: s] 오비탈이다. 또 (나)는 [eqn: n]=2인 전자껍질에 들어 있는 오비탈 중 오비탈의 수가 1개인 2[eqn: s] 오비탈이다. [eqn: s] 오비탈의 모양은 구형이다.
ㄴ. (다)는 [eqn: n]=2인 전자껍질에 들어 있는 오비탈 중 오비탈의 수가 3개인 2[eqn: p] 오비탈이다. [eqn: rm _{6} rm C]와 같은 다전자 원자에서 오비탈의 에너지 준위는 주양자수뿐만 아니라 오비탈의 모양에 의해서도 달라진다. [eqn: rm _{6} rm C]에서 에너지 준위는 (다)가 (나)보다 높다.

* 오답 피하기>  ㄷ. 바닥상태의 3주기 원자는 1[eqn: s], 2[eqn: s], 2[eqn: p] 오비탈에 전자가 모두 채워지고, [eqn: n]=3인 전자껍질까지 전자가 채워진다.

성취 기준	성취 수준
오비탈과 스핀 개념을 설명할 수 있다.	중

11 ㄱ. L 전자껍질은 주양자수 [eqn: n=2]이므로 [eqn: 2s] 오비탈과 [eqn: 2p] 오비탈이 존재한다.

ㄴ. 수소 원자에서 [eqn: 2s] 오비탈의 에너지 준위는 [eqn: 1s] 오비탈보다 크다.

* 오답 피하기>  ㄷ. 각 오비탈의 최대 수용 전자 수는 2개로 같다.

성취 기준	성취 수준
오비탈과 스핀 개념을 설명할 수 있다.	중

12 톰슨의 음극선 실험으로 전자를 발견했다. 원자는 전기적으로 중성이므로 음전하인 전자와 양전하가 고르게 퍼져있는 원자 모형이 톰슨의 원자 모형이다.

성취 기준	성취 수준
원자 모형이 변화해왔음을 말할 수 있다.	하

13 ㄷ. (가)는 러더퍼드의 원자 모형, (나)는 보어의 원자 모형, (다)는 현대적 원자 모형이다. 보어는 수소 원자의 선 스펙트럼을 설명하기 위해 불연속적인 에너지를 갖는 전자껍질에 전자가 위치한다는 원자 모형을 제안하였다. 이후 전자의 위치를 정확하게 나타낼 수 없고, 확률적으로만 나타낼 수 있다는 이론이 제기되면서 전자의 존재 확률을 보여주는 전자 구름 모형이 제안되었다. 현대적 원자 모형에서도 전자는 불연속적인 에너지를 갖는 오비탈에 존재하기 때문에 수소 원자의 선 스펙트럼 현상을 설명할 수 있는 모형은 (나)와 (다)이다.

* 오답 피하기>  ㄱ. (가)는 러더퍼드의 원자 모형이다. 러더퍼드의 α 입자 산란 실험으로 핵의 발견 이후 제안되었다.

ㄴ. (나)는 보어의 원자 모형으로, 수소의 선 스펙트럼을 설명하기 위해 제안되었다.

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

14 B에서 전자가 에너지 준위가 낮은 [eqn: 2s] 오비탈부터 차례대로 채워지지 않고 [eqn: 2p] 오비탈에 먼저 채워졌으므로 쌓음 원리에 위배되는 전자 배치이다. 즉, B는 들뜬상태이다.

* 오답 피하기>  ① A에서 가장 바깥 전자껍질에 들어 있는 전자가 원자가 전자이다. 따라서 원자가 전자 수는 1개이다.

③ C에서 짝을 이루지 않은 전자가 1개이므로 홀전자 수는 1개이다.

④ D에서 전자가 들어 있는 전자껍질 수는 3개이므로 D는 3주기 원소이다.

⑤ A와 D는 원자가 전자 수가 1개로, 같은 1족 원소이다.

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

15 A와 C에서 전자는 모두 7개이므로 같은 원자이다. 이때 C의 전자 배치는 훈트 규칙을 만족하지 않는 들뜬상태이고, A는 바닥상태이다. 즉, 에너지는 A가 C보다 낮으므로 C가 A로 될 때 에너지를 방출한다.

* 오답 피하기>  ① A에서 에너지 준위가 같은 [eqn: 2p] 오비탈에 전자가 채워질 때 먼저 짝을 이루지 않고 홀전자 수가 최대로 되는 전자 배치이므로 훈트 규칙을 만족한다.
② B는 전자가 에너지 준위가 낮은 오비탈부터 차례대로 채워졌으나, 1개의 오비탈에 스핀 방향이 같은 2개의 전자가 들어 있으므로 파울리 배타 원리에 위배된다.
④ D의 전자 배치는 들뜬상태이다.
⑤ A와 B의 홀전자 수는 3개이고, C와 D의 홀전자 수는 1개이다.

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

16 ㄱ. 선 스펙트럼에서 가시광선에 해당하는 빛은 발머 계열에 속한다.
ㄴ. ㉡은 수소 원자의 가시광선 영역 선 스펙트럼 중 파장이 가장 긴 빛이다. 수소 원자의 방출 스펙트럼에서 가시광선에 해당하는 빛은 [eqn: n=3] 이상에서 [eqn: n=2]로 전자 전이가 일어날 때 방출하는 빛이다. 빛의 파장과 에너지는 반비례하므로 ㉡은 [eqn: n=3]에서 [eqn: n=2]로의 전자 전이가 일어날 때 방출한 빛이다.
ㄷ. ㉠은 [eqn: n=4]에서 [eqn: n=2]로의 전자 전이 시에 방출하는 빛에 해당한다. 따라서 방출 에너지는 [eqn: - {k} over {4 ^{2}}]-([eqn: - {k} over {2 ^{2}}])=[eqn: {3} over {16} k]이다.
㉡은 [eqn: n=3]에서 [eqn: n=2]로의 전자 전이 시에 방출하는 빛에 해당한다. 따라서 방출 에너지는 [eqn: - {k} over {3 ^{2}}]-([eqn: - {k} over {2 ^{2}}])=[eqn: {5} over {36} k]이다.
[eqn: {3} over {16} k] : [eqn: {5} over {36} k] = [eqn: {3} over {4}] : [eqn: {5} over {9}] = 27 : 20이다.

성취 기준	성취 수준
보어 모형을 이용하여 수소의 선스펙트럼과 에너지 준위를 설명하고, 전자 배치를 통해 대표적인 원자의 유효 핵전하 차이를 설명할 수 있다.	상

17 각 원자의 전자 배치는 다음과 같다.
A : [eqn: 1s ^{2}2s^1] B : [eqn: 1s ^{2}2s^2 2p^2] C : [eqn: 1s ^{2}2s^2 2p^4]
이로부터 각 원자의 전자 수는 A<B<C이고, 원자의 양성자 수는 전자 수와 같으므로 A~C의 원자 번호를 부등호로 비교하면 A<B<C이다.

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

18

원자	A	B	C	D
[eqn: bold {p``오비탈에```들어`있는```전자```수} over bold{s``오비탈에```들어`있는```전자```수}]	0.5 =[eqn: {2} over {4}]	1 =[eqn: {6} over {6}]	0.75 =[eqn: {3} over {4}]	1 =[eqn: {4} over {4}]
홀전자 수	2	0	3	2
해당 원소	C	Mg	N	O

[eqn: p]오비탈에 전자가 들어 있는 2주기 원소는 [eqn: 1s]와 [eqn: 2s]오비탈이 채워져 있어야 하고, 3주기 원소는 [eqn: 1s], [eqn: 2s], [eqn: 3s] 오비탈이 채워져 있어야 한다. 따라서 A는 [eqn: 1s ^{2} 2s ^{2} 2p ^{2}]인 탄소(C)이고, B는 [eqn: 1s ^{2} 2s ^{2} 2p ^{6} 3s ^{2}]인 마그네슘([eqn: rmMg])이다. C는 [eqn: 1s ^{2} 2s ^{2} 2p ^{3}]인 질소(N), D는 [eqn: 1s ^{2} 2s ^{2} 2p ^{4}]인 산소(O)이다.
④ 같은 주기 원소의 경우, 원자 번호가 클수록 이온화 에너지가 커지는 경향이 있다. 그러나 N과 O은 원자 번호가 더 작은 N의 이온화 에너지가 O보다 크다.

* 오답 피하기>  ① A는 C이고 [eqn: 1s], [eqn: 2s], [eqn: 2p _{x}], [eqn: 2p _{y}]에 전자가 채워져 있다.
② B는 3주기 원소인 Mg이다.
③ C와 D는 각각 N, O로 둘 다 2주기 원소이다. 같은 주기 원소는 원자 번호가 클수록 원자 반지름이 감소하므로 원자 반지름은 N>O이다.
⑤ 전기 음성도는 2주기 16족 원소인 O의 전기 음성도가 가장 크다.

성취 기준	성취 수준
배타 원리, 훈트 규칙, 쌓음 원리를 적용하여 다전자 원자의 전자 배치를 설명할 수 있다.	중
주기율표에서 원자가 전자의 수, 원자 반지름, 이온화 에너지, 전기 음성도 등 원자의 성질이 주기적으로 변화됨을 설명할 수 있다.	중

19 ㄱ. A는 산소(O), B는 플루오린(F), C는 나트륨([eqn: rm rm _{} Na]), D는 마그네슘([eqn: rmMg])이다. 같은 주기에서는 원자 번호가 클수록 원자 반지름이 작아진다. 따라서 원자 반지름은 A > B이다.

* 오답 피하기> ㄴ. 같은 주기에서 원자가 전자의 유효 핵전하는 원자 번호가 클수록 증가하지만, 주기가 바뀌면 핵과 원자가 전자 사이의 거리가 멀어져 유효 핵전하가 급감한다. 따라서 원자가 전자의 유효 핵전하는 B가 가장 크다.
ㄷ. A, B, C, D의 안정한 이온의 전자 배치는 같다. 따라서 유효 핵전하가 가장 작은 A 이온의 반지름이 가장 크다.

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

20 (가)와 (나)의 전자껍질 수는 2개이고, (다)와 (라)의 전자껍질 수는 3개이다. 또 (가)~(라)에 위치하는 원소의 이온화 에너지는 (다)가 가장 작다. 또 원자 반지름은 같은 주기에서는 원자 번호가 작을수록, 같은 족에서는 원자 번호가 클수록 크다. 이로부터 A는 3주기 원소, D는 2주기 원소이고, B는 (다)이다. A는 3주기 원소인 (다) 또는 (라) 중 하나인데, (다)는 B이므로 A는 (라)이다. 이로부터 C와 D는 2주기 원소이고, 원자 반지름이 큰 C가 (가)이며, D가 (나)이다.
ㄱ. A는 3주기 16족 원소이고, C는 2주기 15족 원소이므로 바닥상태에서 홀전자 수는 C가 A보다 많다.
ㄴ. A와 B는 같은 3주기 원소이고, 원자 번호는 A가 B보다 크므로 원자가 전자가 느끼는 유효 핵전하는 A가 B보다 크다.
ㄷ. C와 D는 2주기 원소이고, 원자 번호는 D > C이므로 전기 음성도는 D가 C보다 크다.

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

21 전기 음성도는 같은 주기에서는 원자 번호가 클수록 크고, 같은 족에서는 원자 번호가 클수록 작아진다. 플루오린(F)의 전기 음성도가 4.0으로 가장 크므로 D가 플루오린(F)이다. 전기 음성도가 3.5인 C는 산소(O)이다. A, B중 전기 음성도가 작은 A가 Na이고,  B는 Mg이다.
ㄴ. 제1 이온화 에너지는 원자 번호가 큰 플루오린(F)이 산소(O)보다 크다. 그러나 O+의 전자 배치가 질소와 같고, F+의 전자 배치는 산소와 같으므로 제2 이온화 에너지는 C(O)>D(F)이다.
ㄷ. O, F, Na, Mg의 안정한 이온은 O2-, F-, Na+, Mg2+으로 전자의 개수가 같다. 유효 핵전하는 D(F)가 B(Mg)보다 작으므로 D의 안정한 이온(F-)이 B의 안정한 이온(Mg2+)보다 반지름이 더 크다.

* 오답 피하기>  ㄱ. 원자 번호는 B(Mg) > A(Na) > D(F) > C(F) 순서이다.

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

22 ㄱ. A는 1족 원소이고, B는 2족 원소이므로 원자가 전자 수는 B가 A보다 많다.

ㄴ. 같은 주기에서 원자 번호가 클수록 이온화 에너지가 커지므로 [eqn: b]는 [eqn: a]보다 크다.

* 오답 피하기>  ㄷ. A는 1족 원소이므로 안정한 이온이 될 때 필요한 최소 에너지는 [eqn: a] kJ/mol이다.

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

23 (가) 주어진 원소 중 전기 음성도가 가장 큰 원소는 F이고, 원자가 전자 수는 7개이다.
(나) 원자 반지름이 가장 큰 원소는 [eqn: rmK]이고, 원자 번호는 19번이다.
(다) 이온화 에너지가 가장 작은 원소는 [eqn: rmK]이고 1족 원소이므로 바닥상태에서 홀전자 수는 1개이다.
따라서 (가)+(나)+(다)= 7+19+1=27이다.

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

24 ㄴ. A는 Mg2+이고, C는 O2-이다. A와 C는 전자 수가 같고 핵전하량은 A>C이므로 반지름은 A<C이다.
ㄷ. B는 원자 번호가 9번인 F이고, D는 원자 번호가 11번인 Na이므로 이온화 에너지는 B>D이다.

* 오답 피하기>  ㄱ. A의 양성자 수는 12이고, 전자 수는 10이므로 Mg2+이다.

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

25 (가)는 톰슨의 음극선 실험이고, (나)는 러더퍼드의 [eqn: alpha] 입자 산란 실험이다.

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

26 (1) 수소 원자의 선 스펙트럼에서 가시광선 영역의 빛은 [eqn: n]=3이상의 전자껍질에서 [eqn: n]=2로의 전자 전이가 일어날 때 방출된 빛이다. 방출되는 에너지가 클수록 빛의 파장이 짧아지기 때문에 410 nm의 방출선은 [eqn: n]=6에서 [eqn: n]=2로 전자 전이가 일어날 때 방출된 빛의 스펙트럼에 해당한다.
(2) 434 nm 선에 해당하는 에너지는 -[eqn: {k} over {5 ^{2}}]-(-[eqn: {k} over {2 ^{2}}])= -[eqn: {k} over {25}]+[eqn: {k} over {4}]=[eqn: {21k} over {100}]이고, 486 nm 선에 해당하는 에너지는 -[eqn: {k} over {4 ^{2}}]-(-[eqn: {k} over {2 ^{2}}])=-[eqn: {k} over {16}]+[eqn: {k} over {4}]=[eqn: {3k} over {16}]이다. 따라서 435 nm 선과 486 nm 선의 에너지비는 [eqn: 28`:`25]이다.

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

27 1개의 오비탈에 채워지는 전자는 스핀 방향이 서로 반대인 전자가 2개까지 가능하다.
[예시 답안] (나), 파울리 배타 원리에 위배되기 때문이다.

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

채점 기준	배점(%)
(나)를 고르고, 그 이유를 옳게 설명한 경우	100
(나)를 골랐으나, 그 이유가 틀린 경우	50

28 전자 수가 같은 이온에서 핵전하량이 클수록 이온의 반지름은 작아진다.
[예시 답안]  A- > B+, 전자 수가 같은 이온에서 핵전하량이 클수록 원자핵과 전자 사이의 정전기적 인력이 커지므로 반지름은 작아진다. 핵전하량은 B+ > A-이므로 반지름은 A- > B+이다.

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

채점 기준	배점(%)
반지름을 옳게 비교하고, 그 이유를 옳게 설명한 경우	100
반지름만 옳게 비교한 경우	50

29 A는 13족, B는 1족, C는 2족 원소이다.

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

30 주어진 조건에 따라 각 원자의 전자 배치는 다음과 같다.
A : [eqn: 1s ^{2}2s^1] B : [eqn: 1s ^{2} 2s ^{2} 2p ^{3}] C : [eqn: 1s ^{2} 2s ^{2} 2p ^{4}]
[예시 답안] (1) C > B > A, A~C는 같은 주기이고, 핵전하량의 크기가 C > B > A이기 때문이다.
(2) B > C, C의 전자 배치에서 2[eqn: p] 오비탈에 짝지은 전자 사이에 반발력이 작용하므로 전자 1개를 떼어낼 때 필요한 최소한의 에너지는 B가 C보다 크다.

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(%)
(1)과 (2)의 답이 모두 옳은 경우	100
(1)과 (2)의 답 중 하나만 옳은 경우	50

Ⅲ. 아름다운 분자 세계

01 ④	02 ①	03 ②	04 ①	05 ⑤

06 ②     07 ④	08 ③	09 ①	10 ④	11 ④	12 ①	13 ④	14 ⑤	15 ⑤

16 ③	17 ③	18 ①	19 ⑤	20 ④

21 ②     22 ③	23 ③	24 ④	25 해설 참조

26 A: 6개, 16족, B: 4개, 14족	27 (1) (가) C6H12 (나) C6H6 (2) 해설 참조	28 해설 참조	29 A: 직선형, B: 평면 삼각형, C: 정사면체, D: 삼각뿔형, E: 굽은 형

30 (가) C2H6 (나) C2H4 (다) C2H2

01 흑연의 한 층을 분리한 탄소 동소체는 그래핀이다.

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

02 ㄱ. 주어진 물질 중 풀러렌과 흑연은 탄소 원자 1개가 3개의 탄소 원자와 결합하고 있고, 다이아몬드는 4개의 탄소 원자와 결합하고 있으므로 기준 (가)에 ‘탄소 원자 1개가 3개의 탄소 원자와 결합하고 있는가?’를 적용할 수 있다.

* 오답 피하기>  ㄴ. 주어진 물질 중 풀러렌만 분자로 존재하므로 ㉠에는 풀러렌이, ㉡에는 흑연과 다이아몬드가 해당한다.
ㄷ. 풀러렌에서 탄소 원자는 동일 평면에 존재하지 않는다.

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

03 ㄴ. 그래핀과 풀러렌에서 1개의 탄소 원자는 3개의 탄소 원자와 결합한다.

* 오답 피하기>  ㄱ. (가)에서 탄소 원자들의 결합각은 120°이지만, (나)에서는 육각형 구조를 이루는 탄소 원자 사이의 결합각만 120°이고, 오각형을 이루는 탄소 원자 사이의 결합각은 108°이다.
ㄷ. 풀러렌 분자(C60) 1개는 탄소 원자 60개로 이루어졌다. 풀러렌 1몰은 탄소 원자가 60몰 포함되어 있다.

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

04 ㄱ. (가)의 인(P)은 확장된 옥텟을 만족시킨다.

* 오답 피하기>  ㄴ. DNA의 바깥 사슬을 이루는 것은 (가)와 (나)이다.

ㄷ. DNA 이중 나선에서 인산과 염기는 공유 결합을 하며, 각 사슬의 상보적 염기끼리 수소 결합을 한다.

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

05 ㄱ. (가)는 염기 사이의 결합인 수소 결합이다.
ㄴ, ㄷ. 사이토신과 상보적으로 결합하는 염기는 구아닌이고, 아데닌과 결합하는 염기는 티민이다.

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

06 ㄷ. (-)극에서는 물 분자가 전자를 얻어 환원되면서 수소 기체가 발생한다.

* 오답 피하기>  ㄱ. 순수한 물은 전기가 잘 통하지 않으므로 황산 나트륨과 같은 전해질을 넣어 전기 분해한다.
ㄴ. 물을 전기 분해할 때 (+)극에서는 물 분자가 전자를 잃어 산소 기체가 발생한다.

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

07 ㄴ. A는 수소(H), B는 산소(O), C는 나트륨(Na), D는 염소(Cl)이다. C의 안정한 이온은 Na+, B의 안정한 이온은 O2-이다. 양이온과 음이온이 이온 결합을 형성할 때 주고받은 전자의 개수가 같아야 하므로 C와 B로 이루어진 안정한 화합물은 C2B(Na2O)이다.

ㄷ. CD(NaCl)는 이온 결합 물질로 고체 상태에서는 전기 전도성이 없다.

* 오답 피하기>  ㄱ. AD는 HCl로, 비금속 원소로 이루어진 공유 결합 물질이다.

성취 기준	성취 수준
옥텟 규칙을 이용하여 이온 결합과 공유 결합을 설명할 수 있다.	중

08 ㄱ. X는 원자 A와 원자 B가 전자쌍을 공유하면서 결합한 물질이다.
ㄴ. X에서 B 원자 주위에는 전자쌍이 4개로 옥텟 규칙을 만족한다.

* 오답 피하기>  ㄷ. X는 분자이므로 액체 상태에서도 전기적으로 중성이어서 전기 전도성이 없다.

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

09 ㄱ. AB를 구성하는 A 이온과 B 이온의 전자 배치를 보면 가장 바깥 전자껍질의 전자가 8개로 옥텟 규칙을 만족한다.

* 오답 피하기>  ㄴ. C2에서 C 원자 사이의 결합은 단일 결합이다.
ㄷ. C2에서 공유 전자쌍은 1개, 비공유 전자쌍은 6개이다.

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

10 ㄴ. 이온 결합 물질이므로 고체에 힘을 가하면 쉽게 부서진다.
ㄷ. 이온 결합 물질이므로 액체 상태에서 전기 전도성이 있다.

* 오답 피하기>  ㄱ. A와 B는 3주기 원소이므로 양이온인 A의 이온의 전자 배치는 Ne과 같고, 음이온인 B의 이온은 Ar과 같다.

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

11 ㄴ. 화합물에서 A는 2가의 양이온이 되고, B는 1가의 음이온이 되어 옥텟 규칙을 만족한다.
ㄷ. 이온 결합 물질이므로 액체 상태에서 전기 전도성이 있다.

* 오답 피하기>  ㄱ. A는 3주기 2족 원소이고, B는 3주기 17족 원소이므로 A와 B가 결합하여 옥텟 규칙을 만족하는 안정한 화합물의 화학식은 AB2이다.

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

12 B는 15족 원소이므로 B2에는 3중 결합이 있고, C는 16족 원소이므로 C2에는 2중 결합이 있다.

* 오답 피하기>  ② AD3의 분자 모양은 평면 삼각형이고, BD3의 분자 모양은 삼각뿔형이다.

③ CD2에서 중심 원자에 비공유 전자쌍이 2개 있으므로 분자 모양은 굽은 형이다.

④ BD3에서 B는 옥텟 규칙을 만족한다.

⑤ CD2는 분자이므로 액체 상태에서 전기 전도성이 없다.

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

13 ㄴ. (나)의 분자 모양은 정사면체이고, (다)는 굽은 형이므로 결합각은 (나)가 (다)보다 크다.
ㄷ. (다)는 극성 분자이고, (가)는 무극성 분자이므로 분자의 쌍극자 모멘트는 (다)가 (가)보다 크다.

* 오답 피하기>  ㄱ. (가)는 분자 모양이 평면 삼각형이므로 B 주위에는 공유 전자쌍만 3개 있다. 또 (다)의 분자 모양은 굽은 형이므로 공유 전자쌍이 2개, 비공유 전자쌍이 2개 있다. 따라서 B의 원자가 전자 수는 3개, D의 원자가 전자 수는 6개이다.

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

14 ㄱ. 중심 원자의 비공유 전자쌍 수는 (나)가 (가)보다 많으므로 결합각은 (가)>(나)이다.
ㄴ. (가)의 분자 모양은 정사면체로 결합의 극성이 상쇄되므로 분자의 쌍극자 모멘트는 (다)>(가)이다.
ㄷ. (가)~(다)에서 중심 원자 주위에 존재하는 전자쌍의 총수는 4개이므로 모두 옥텟 규칙을 만족한다.

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

15 ㄱ, ㄴ. 기준 (가)에 해당하는 화합물은 HCN, CO2, H2O, BF3이다. 기준 (나)에 해당하는 화합물은 HCN, CO2, CH4이다. 따라서 (가), (나)에 공통으로 해당하는 분자는 HCN, CO2이고, 두 분자 모두 직선형이다.
ㄷ. 중심 원자에 비공유 전자쌍이 있는 분자는 극성 분자이다.

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

16 주어진 분자 중 중심 원자에 비공유 전자쌍이 있는 것은 NH3와 OF2이다. 이 두 분자는 모두 극성 분자이므로 (가)에 해당하는 분자의 수는 2개이고, (나)는 0이다. 또 BF3, CHCl3, CO2 중 극성 분자는 CHCl3이므로 (다)에 해당하는 분자의 수는 1개이고, (라)는 2개이다.

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

17 ㄱ. A는 극성 분자로 이루어진 물질이므로 극성 공유 결합을 포함한다.

ㄴ. B는 무극성 분자로 이루어진 액체이다. 무극성 액체에는 무극성 분자로 이루어진 아이오딘(I2)이 잘 녹는다.

* 오답 피하기>  ㄷ. A는 극성 물질이고, B는 무극성 물질이므로 분자의 쌍극자 모멘트는 A가 B보다 크다.

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

18 ㄱ. 반응물은 모두 무극성 분자이고, 생성물은 모두 극성 분자이므로 분자의 쌍극자 모멘트는 생성물이 반응물보다 크다.

* 오답 피하기>  ㄴ, ㄷ. 화학 반응 전후에 원자의 종류와 개수는 변하지 않으므로 분자량 총합과 전자의 총수는 반응물과 생성물에서 같다.

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

19 ㄱ. (나)에서 각 탄소 원자와 결합한 3개의 원자가 평면 삼각형으로 배열하고 있으므로 (나)는 평면 구조이다.
ㄴ. 결합각(∠HCC)은 (가)에서는 약 109.5°, (나)에서는 약 120°, (다)에서는 180°이다.
ㄷ. 각 분자에서 수소 원자 수는 (가)가 (다)의 3배이므로 물질 1몰을 완전 연소시킬 때 생성되는 물의 질량은 (가)가 (다)의 3배이다.

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

20 ㄱ. A, B, C는 각각 C3H8, C3H6, C3H4이다. 따라서 A(C3H8)는 포화 탄화수소이다.
ㄷ. A, B, C는 탄소 수가 같으므로 1분자당 수소의 개수가 많을수록 분자 1몰을 연소시킬 때 필요한 산소의 몰수가 커진다.

* 오답 피하기>  ㄴ. 1 g을 완전 연소시켰을 때 생성되는 H2O의 질량은 B가 [eqn: {54} over {42}] g, C가 [eqn: {36} over {40}]g이다.

성취 기준	성취 수준
탄소 화합물의 다양성과 구조적 특징을 설명할 수 있다.	중
화학 반응을 화학 반응식으로 나타내고, 그 의미를 설명할 수 있다.	상

21 ㄴ. (나)에서 탄소 원자 사이의 결합은 모두 단일 결합이므로 포화 탄화수소이다.

* 오답 피하기>  ㄱ. 물질의 실험식은 (가)와 (다)가 CH로 같으므로 물질 1 g당 탄소와 수소 원자 수는 같다.
ㄷ. 결합각(∠CCC)은 (나)에서는 약 109.5°이고, (다)에서는 120°이다.

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

22 주어진 탄화수소 C6H6은 고리 모양의 불포화 탄화수소이고, C6H14은 사슬 모양의 포화 탄화수소이다. C6H12이 고리 모양이라면 포화 탄화수소인 사이클로헥세인이고, 사슬 모양이라면 2중 결합이 1개 있는 헥센이다. 따라서 고리 모양이면서 포화 탄화수소인 A는 C6H12(사이클로헥세인)이고, B는 C6H6(벤젠), C는 C6H14(헥세인), D는 C6H12(헥센)이다.

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

23 ㄷ. (가)~(다) 모두 1분자당 C 원자가 6개 있으므로 물질 1몰을 완전 연소시키면 이산화 탄소 6몰이 생성된다.

* 오답 피하기>  ㄱ. (가)와 (다)는 불포화 탄화수소이고, (나)는 포화 탄화수소이다.
ㄴ. (가)와 (나)에는 H 원자 2개와 결합한 C 원자가 있지만 (다)에는 없다.

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

24 ㄴ. 분자식이 [eqn: rmC _{it x} rmH _{it y}]인 탄화수소의 완전 연소 반응식은 [eqn: rmC _{it x} rmH _{it y}] + [eqn: (x+ {y} over {4} )rmO _{2}] → [eqn: x rm CO _{2}] + [eqn: {y} over {2}rm H _{2} O]이다. 따라서 (가)는 [eqn: rm H _{2} C=CH _{2}], (나)는 [eqn: rm H-C==C-CH _{3}]이다. (가), (나) 모두 탄소 간 다중 결합을 포함하므로 불포화 탄화수소이다.
ㄷ. (가),(나) 모두 1분자당 수소 원자 수가 4개이다. 따라서 각 물질 1몰을 완전 연소시켰을 때 생성되는 H2O는 2몰이다.

* 오답 피하기>  ㄱ. (가)는 평면 구조이나, (나)는 [eqn: RM-CH _{3}] 부분이 입체 구조이다.

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

25 붕소(B)는 13족 원소로 단일 결합을 3개 할 수 있고, 질소(N)는 15족 원소로 단일 결합은 3개 할 수 있으나 비공유 전자쌍 1개를 갖는다.
[예시 답안]

중심 원자에 비공유 전자쌍이 있는 NF3은 극성 분자이다.

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

채점 기준	배점(%)
루이스 전자점식과 각 분자의 극성 여부를 옳게 설명한 경우	100
분자의 극성 여부만 옳게 설명한 경우	20

26 A, B 원자 사이의 공유 전자쌍을 이루는 전자 중 [eqn: {1} over {2}]은 A의 원자가 전자이고, 나머지 [eqn: {1} over {2}]은 B의 원자가 전자이다. 따라서 A는 원자가 전자가 6개인 16족 원소이고, B는 원자가 전자가 4개인 14족 원소이다.

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

27 (1) (가), (나)의 분자식은 각각 C6H12, C6H6이다.
(2) (가)의 각 탄소 원자에는 탄소 원자 2개, 수소 원자 2개가 결합하고 있다. 4개의 원자가 가장 멀리 떨어지기 위해서는 사면체 배열을 해야 하므로 결합각은 109.5°이다. (나)의 각 탄소 원자에는 탄소 원자 2개, 수소 원자 1개가 결합하고 있다. 3개의 원자가 가장 멀리 떨어지기 위한 결합각은 120°이다.
[예시 답안] (가)의 각 탄소 원자에 결합한 원자는 4개로 사면체 배열을 하고 결합각은 109.5°이다. (나)의 각 탄소 원자에 결합한 원자는 3개로 평면 삼각형 배열을 하고 결합각은 120°이다. 따라서 결합각은 (나)>(가)이다.

성취 기준	성취 수준
탄소 화합물의 다양성과 구조적 특징을 설명할 수 있다.	중
전자쌍 반발 이론을 통해 분자의 구조를 설명할 수 있다.	중

채점 기준	배점(%)
이유와 결과를 옳게 설명한 경우	100
결과만 옳게 설명한 경우	50

28 전기 음성도가 가장 큰 D는 F, C는 O이다. 또 전기 음성도가 가장 작은 A는 Na, B는 Mg이다.
[예시 답안] (1) AD (2) 이온 결합, 금속 원소인 B와 비금속 원소인 C가 결합하여 형성된 화합물이기 때문이다.

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

채점 기준	배점(%)
화학 결합의 종류와 그 이유가 모두 옳은 경우	100
화학 결합만 옳은 경우	50

29 분자의 구조는 중심 원자 주위에 전자쌍의 종류와 개수에 따라 결정된다.

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

30 실험식이 CH3인 탄화수소는 C2H6뿐이고, 실험식이 CH이면서 탄소 수가 2개인 것은 C2H2이다. 실험식이 CH2이면서 평면 구조인 것은 C2H4뿐이다.

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

Ⅳ. 닮은꼴 화학 반응

01 ⑤	02 ⑤	03 ①	04 ②	05 ⑤

06 ③	07 ③	08 ②	09 ③	10 ③	11 ⑤	12 ⑤	13 ③	14 ③	15 ①

16 ④	17 ①	18 ③	19 ④	20 ③

21 ③	22 ⑤	23 ③	24 ④

25 (1) -2 (2) +2 (3) -1 (4) +5 (5) -3 (6) +4

26 (1) 해설 참조 (2) 산화제: [eqn: rm Ag ^{+}]([eqn: rm AgNO _{3}]) 환원제: [eqn: rm Fe]	27 해설 참조	28 해설 참조

29 (1) 1 : 3 (2) 3 : 1	30 (1) 글라이신, 인산

(2) 해설 참조

01 전자 이동에 의한 산화 환원 반응에서 산화된 물질이 잃은 전자 수와 환원된 물질이 얻은 전자 수는 같다.

* 오답 피하기>  ① 어떤 물질이 산소를 얻는 반응이 산화이다.

② 금속이 금속 이온이 될 때 전자를 잃고 산화된다.

③ 자신이 산화되면서 다른 물질을 환원시키는 물질이 환원제이다.

④ 산화수가 감소하는 물질은 환원된다.

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

02 (나)에서 이산화 탄소(CO2)와 수산화 칼슘(Ca(OH)2)이 반응하여 탄산 칼슘(CaCO3)이 생성된다. 이 반응에서 산화수가 변하는 원소가 없으므로 (나)에서 일어나는 반응은 산화 환원 반응이 아니다.

* 오답 피하기>  ①, ② (가)에서 구리(Cu)는 공기 중의 산소와 결합하여 산화 구리(Ⅱ)(CuO)로 산화된다. 산소는 구리를 산화시키는 산화제이다.
③, ④ (나)에서 C는 CuO의 산소를 빼앗아 Cu로 환원시키는 환원제이다. 이 반응에서 C는 CO2로 되고, 산화수는 0에서 +4로 증가한다.

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

03 ㄱ. NO2, HNO3, HNO2에서 질소의 산화수는 각각 +4, +5, +3이다.

* 오답 피하기>  ㄴ. NH3, NH4+에서 질소의 산화수는 모두 -3이므로 (나)는 산화 환원 반응이 아니다.
ㄷ. SO3, H2SO4에서 황(S)의 산화수는 모두 +6이므로 (다)는 산화 환원 반응이 아니다.

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

04 ㄱ. (가)에서 C는 CO로 산화되면서 산소(O2)를 환원시키는 환원제이다.
ㄴ. (가)에서 Fe의 산화수는 +3에서 0으로 감소한다.

* 오답 피하기>  ㄷ. (다)에서 CaCO3와 CaO에서 Ca의 산화수는 +2이다. 다른 원소들도 산화수가 변하지 않았으므로 산화 환원 반응이 아니다.
ㄹ. (라)에서 Ca, Si, O의 산화수는 각각 +2, +4, -2로 반응 전후 같으므로 산화 환원 반응이 아니다.

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

05 ㄱ. (가)에서 Mg은 공기 중의 산소와 결합하여 MgO으로 산화된다.
ㄴ. (나)에서 C는 CO2가 환원되어 생성된 것이다.
ㄷ. (나)에서 일어나는 반응식은 다음과 같다.
2Mg + CO2 → 2MgO + C
따라서 검은색의 탄소 가루와 함께 생성된 흰색 가루는 산화 마그네슘(MgO)이다.

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

06 반응이 진행됨에 따라 은 이온(Ag+) 2개가 은으로 석출되면서 구리 이온(Cu2+) 1개가 생성되는데, 원자량이 Ag>Cu이므로 수용액의 밀도는 감소한다.

* 오답 피하기>  ① 반응 전후 원자의 수가 같아지려면 [eqn: a]=2여야 한다.
② 반응이 진행됨에 따라 수용액 중 양이온 수는 감소한다.
④ Cu(NO3)2에서 Cu는 2가 이온으로 존재하므로 산화수는 +2이다.
⑤ 금속과 금속 이온의 반응에서 음이온은 반응하지 않는다.

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

07 산화 환원 반응에서 산화되는 물질이 잃는 전자 수와 환원되는 물질이 얻는 전자 수는 같다. 따라서 금속 이온과 금속의 반응에서 두 물질의 (금속 이온의 산화수×금속 이온의 개수)는 같아야 한다.
ㄱ. Y 이온의 산화수가 +2이므로 X 이온의 산화수×6= +2×3이고 X 이온의 산화수는 +1이다. +2×3=Z 이온의 산화수×2이므로 Z 이온의 산화수는 +3이다.
ㄴ. 양이온으로 존재하는 금속이 산화되기 쉽다. 따라서 Z는 X보다 산화되기 쉽다.

* 오답 피하기>  ㄷ. Y 이온이 포함된 수용액에 금속 Z를 넣으면 Y 이온은 금속 Y로 환원되고, 금속 Z는 Z 이온으로 산화된다. 즉, Z는 환원제이다.

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

08 산소가 철의 부식에 미치는 영향을 알아보기 위해서는 다른 조건은 모두 같고 산소의 영향이 서로 다른 두 조건의 시험관을 비교해야 한다. 각 실험 조건에서의 요인은 표와 같다.

시험관	(가)	(나)	(다)	(라)	(마)
요인	물 산소	물 산소 아연	물 산소 주석	물	산소

따라서 (가)와 (라)를 비교하면 산소가 철의 부식에 미치는 영향을 알아볼 수 있다.

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

09 ㄱ. N의 산화수는 NO2에서 +4이고, NH3에서 -3이므로 (가)에서 N의 산화수는 감소한다.
ㄷ. (다)의 생성물 HNO3과 NO에서 N의 산화수는 각각 +5, +2이다.

* 오답 피하기>  ㄴ. (나)에서 N의 산화수는 NO2와 N2O4에서 각각 +4로 같으므로 산화되거나 환원되지 않는다.

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

10 ㄱ. 금속 A 이온이 들어 있는 수용액에 금속 B를 넣었을 때 수용액의 밀도가 변한 것으로 보아 반응이 일어났다. 즉, B는 전자를 잃고 산화되어 수용액에 녹아 들어가고, 금속 A 이온은 전자를 얻어 금속으로 석출된다. 이로부터 금속 B는 A보다 산화되기 쉽다는 것을 알 수 있다.
ㄴ. 반응이 일어날 때 양이온 수가 변하지 않는 것으로 보아 반응한 A 이온과 생성된 B 이온의 산화수는 같다.

* 오답 피하기>  ㄷ. 수용액의 밀도가 증가하고, 반응한 A 이온과 생성된 B 이온의 수가 같으므로 B 이온의 질량이 A 이온의 질량보다 크다. 따라서 원자량은 B가 A보다 크다.

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

11 ㄱ. HA는 물에 녹아 H+을 내놓으므로 아레니우스 산이다.
ㄴ. BOH는 물에 녹아 OH-을 내놓으므로 아레니우스 염기이다.
ㄷ. (가)는 산성이고, (나)는 염기성이므로 수용액의 pH는 (나)>(가)이다.

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

12 ㄱ. 푸른색 리트머스 종이를 붉게 변화시키는 물질은 산이 내놓는 H+이다.
ㄴ. Cl-는 음전하를 띠고 있으므로 (+)극 쪽으로 이동한다.
ㄷ. 질산 칼륨은 전해질이므로 거름종이에 질산 칼륨 수용액을 적셔 전류가 잘 흐르게 한다.

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

13 ㄱ. 수용액 속 이온 수가 HCl([eqn: aq])이 CH3COOH([eqn: aq])보다 많으므로 HCl는 CH3COOH보다 이온화가 잘 된다.
ㄷ. 두 수용액에 모두 H+이 존재하므로 BTB 용액을 떨어뜨리면 노란색으로 변한다.

* 오답 피하기>  ㄴ. 두 수용액에 모두 H+이 존재하므로 Mg 조각을 넣어 주면 수소 기체가 발생한다.

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

14 ㄷ. Mg은 약산보다는 강산과의 반응에서 반응 초기에 기포가 격렬하게 발생한다.

* 오답 피하기>  ㄱ, ㄴ. HA([eqn: it aq])가 이온화되면 같은 수의 H+과 A-이 생성되고, HB([eqn: it aq])가 이온화되면 같은 수의 H+와 B-가 생성된다. 따라서 ㉠과 ㉡은 각각 이온화되지 않고 남은 HA, HB이다. 따라서 이온화 정도가 더 큰 것은 HB([eqn: it aq])이고, 전기 전도도는 HB([eqn: it aq])가 HA([eqn: it aq])보다 크다.

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

15 ㄱ. X 수용액은 붉은색 리트머스 종이를 푸르게 변화시키므로 염기성 용액이다.

* 오답 피하기>  ㄴ. 붉은색 리트머스 종이를 푸르게 변화시키는 물질은 OH-이므로 전극 A는 (+)극이다.
ㄷ. X 수용액 대신 HCl([eqn: it aq])을 적신 실을 사용하면 색 변화가 일어나지 않는다.

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

16 ㄴ. (나)에서 NH3은 H+을 받으므로 브뢴스테드-로우리 염기이다.
ㄷ. (다)에서 HCl의 H+은 NH3의 비공유 전자쌍과 결합하므로 루이스 산이다.

* 오답 피하기>  ㄱ. (나)에서 H2O은 CH3COO-에 H+을 주므로 브뢴스테드-로우리 산이다. 또, CH3COO-의 비공유 전자쌍과 결합하므로 루이스 산이라고도 할 수 있다.

성취 기준	성취 수준
산과 염기의 정의를 말할 수 있다.	하

17 (가)에서 NaOH은 물에 녹아 OH-을 내놓으므로 아레니우스 염기이다. (나)에서 H2O은 비공유 전자쌍이 있는 O 원자가 염산이 내놓은 H+에 비공유 전자쌍을 주므로 루이스 염기이다. (다)에서 NH3는 H+에 비공유 전자쌍을 주므로 루이스 염기이다.

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

18 ㄱ. NaOH([eqn: aq])과 HCl([eqn: aq])을 같은 부피로 혼합한 용액에 OH-이 존재하는 것으로 보아 단위 부피당 이온 수는 NaOH([eqn: aq])>HCl([eqn: aq])이다.
ㄴ. 혼합 용액은 염기성이므로 페놀프탈레인 용액을 떨어뜨리면 붉게 변한다.

* 오답 피하기>  ㄷ. NaOH([eqn: it aq])과 HCl([eqn: it aq])의 중화 반응에서 Cl-은 구경꾼 이온이므로 HCl([eqn: it aq]) 10 mL에 들어 있는 H+과 Cl-의 개수는 각각 1개이다. 따라서 혼합 용액에 HCl([eqn: it aq]) 10 mL를 더 넣어 주어도 혼합 용액 속에 여전히 OH-이 남아 있으므로 용액은 염기성이다.

성취 기준	성취 수준
산과 염기의 중화 반응을 설명할 수 있다.	중

19 ㄴ. (나) 지점에서 OH-의 개수가 0이 되므로 중화점이다. 중화점에서 H+과 OH-이 같은 개수로 반응하므로 Na+과 Cl-의 개수는 같다.
ㄷ. A는 HCl([eqn: aq])을 넣어 주는 대로 그 개수가 증가하므로 구경꾼 이온인 Cl-이고, B는 개수가 변하지 않으므로 Na+이다.

* 오답 피하기>  ㄱ. HCl([eqn: it aq])을 넣어 줄 때 그 개수가 감소하는 C는 OH-이다. (가) 지점에서 혼합 용액에 OH-이 존재하므로 혼합 용액의 액성은 염기성이다.

성취 기준	성취 수준
산과 염기의 중화 반응을 설명할 수 있다.	중

20 1가 산과 염기의 중화 반응에서 혼합 용액의 액성이 염기성이면 혼합 용액의 양이온 수는 혼합 전 염기 수용액의 OH- 수와 같다. 혼합 용액의 액성이 산성이면 혼합 용액의 양이온 수는 혼합 전 산 수용액의 H+ 수와 같다.
ㄱ. (가)에서는 혼합 용액의 액성이 염기성이므로 혼합 전 NaOH([eqn: aq]) 100[eqn: RMmL]에 포함된 OH-의 수는 10N이다. (다)에서는 혼합 용액의 액성이 산성이므로 혼합 전 HCl([eqn: aq]) 80 [eqn: RMmL]에 포함된 [eqn: rm H ^{+}]의 수는 20N이다. 따라서 단위 부피당 양이온 수는 HCl([eqn: aq]) : NaOH([eqn: aq]) = [eqn: rm {20N} over {80``mL}] : [eqn: rm {10N} over {100``mL}] =  5 : 2이다.
ㄴ. 혼합 전 HCl([eqn: aq]) 40 mL에 포함된 H+ 수는 10N, 혼합 전 NaOH([eqn: aq]) 80 mL에 포함된 OH- 수는 8N이므로 (나)의 액성은 산성이다.

* 오답 피하기>  ㄷ. 혼합 전 HCl([eqn: it aq]) 80 mL와 NaOH([eqn: it aq]) 40 mL에 각각 포함된 H+ 20N, OH- 4N이므로 혼합 용액 중 H+ 수는 16N이다.

성취 기준	성취 수준
산과 염기의 중화 반응을 이온 모형이나 화학 반응식으로 나타낼 수 있고, 양적 관계를 설명할 수 있다.	상

21 ㄱ. 글라이신은 HCl로부터 H+을 받으므로 브뢴스테드-로우리 염기이다.
ㄴ. HCl의 H+은 비공유 전자쌍이 있는 -NH2와 결합하므로 루이스 산이다.

* 오답 피하기>  ㄷ. 주어진 반응에서 물질을 구성하는 원자의 산화수는 변하지 않으므로 산화되거나 환원되는 물질이 없다.

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

22 ㄱ. (가)는 인산으로, DNA에서 인산은 H+을 내놓고 음전하를 띤다.
ㄴ. (다)는 염기로, 염기의 배열에 따라 유전 정보가 저장된다.
ㄷ. DNA가 복제될 때 염기 사이의 수소 결합이 끊어졌다가 다시 형성된다.

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

23 ㄱ. (가)의 P 원자는 비어 있는 [eqn: 3d] 오비탈을 이용하여 전자쌍을 5개 갖는 확장된 옥텟 규칙을 만족한다.
ㄷ. DNA에서 염기인 아데닌은 티민과 짝을 지어 수소 결합을 한다.

* 오답 피하기>  ㄴ. (나)는 당으로, 분자 내에 -OH 부분이 있지만 물에서 이온화하지 않으므로 염기로 작용하지 않는다.

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

24 주어진 물질 중 핵산의 구성 성분은 아데닌과 인산이고, 이 중 물에서 브뢴스테드-로우리 산으로 작용하는 것은 인산이다. 따라서 (가)는 인산, (나)는 아데닌, (다)는 글라이신이다.

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

25 (1) H2O에서 O의 산화수는 –2이다.
(2) OF2에서 F의 산화수가 -1이므로 O의 산화수는 +2이다.
(3) [eqn: RMH-O-O-H]은 과산화물로 산소와 산소 사이의 공유 결합에서는 전자가 한쪽으로 쏠리지 않는다. 따라서 산소의 산화수는 –1이다.
(4) HNO3에서 +1+[eqn: x]-6=0, N의 산화수는 +5이다.
(5) [eqn: RMNH _{3}]에서 N의 산화수는 –3이다.
(6) NO2에서 O의 산화수가 -2이므로 N의 산화수는 +4이다.

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

26 (1) 2Ag+ + Fe → 2Ag + Fe2+
(2) Ag+은 전자를 얻어 환원되고, Fe은 전자를 잃고 산화된다.

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

27 (가)에서 반응이 일어났으므로 Y는 산화되면서 X+을 환원시킨다. 또 (나)에서도 반응이 일어났으므로 Z는 Y2+을 환원시킨다.
[예시 답안] Z > Y > X, (가)에서는 금속 Y가 X 이온에 전자를 내놓고 산화되고, X 이온이 전자를 얻어 환원되어 금속으로 석출되므로 Y가 X보다 산화되기 쉽다. (나)에서는 금속 Z가 Y 이온에 전자를 내놓고 산화되고, Y 이온이 전자를 얻어 환원되어 금속으로 석출되므로 Z가 Y보다 산화되기 쉽다.

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

채점 기준	배점(%)
금속이 산화되는 순서를 옳게 나열하고, 그 이유를 옳게 설명한 경우	100
산화되는 순서만 옳게 나열한 경우	50

28 전하를 운반하는 이온의 농도가 클수록 전구의 불빛이 밝다.
[예시 답안] [eqn: rm HB( it aq)]보다 [eqn: rm HA( it aq)]에서 전구의 불빛이 밝으므로 [eqn: rm HA( it aq)]에서 이온의 농도가 더 크다. 따라서 이온화하는 정도는 [eqn: rm HA]>[eqn: rm HB]이므로 HA가 HB보다 더 강한 산이다.

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

채점 기준	배점(%)
산의 세기의 비교와 그 까닭이 모두 옳은 경우	100
산의 세기만 옳게 비교한 경우	50

29 (1) 중화 반응한 산과 염기의 양이 많을수록 용액의 온도가 높다. 중화점에서 HCl([eqn: aq])과 NaOH([eqn: aq])의 부피비가 3 : 1이므로 단위 부피당 이온 수의 비는 1 : 3이다.
(2) 중화 반응한 HCl([eqn: aq])의 양은 (가)가 (나)의 3배이므로 생성된 물 분자 수의 비는 3 : 1이다.

성취 기준	성취 수준
산과 염기의 중화 반응을 설명할 수 있다.	상

30 (1) 글라이신의 –COOH에서 H+을 내놓을 수 있고, 인산의 -OH에서 H+을 내놓을 수 있다.
(2) 글라이신과 수산화 나트륨 수용액의 반응에서 글라이신은 산으로 작용한다. 따라서 반응 후 구조식은 다음과 같다.

H

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