2014학년도 수시모집 일반전형 학업역량평가 출제 영역 및 채점기준

시험유형	자연계
	화학

1. 출제의도 및 문제해설

2014년도 수시모집 일반전형 서술형 평가에서 실시된 자연계열 학업역량평가 화학과목 시험에서는 모의 서술형 평가에서 공지된 유형 및 형식을 유지하면서 문제를 출제하였다. 제시문은 고등학교 화학 I 교과서 내용을 단순화하여 활용하였으며 모든 문항은 교육 과정 내에서 학습한 내용을 바탕으로 출제하였다. 모든 문항은 제시문의 내용, 그림과 표를 바탕으로 한 이해력, 분석력, 논리력의 평가에 중점을 두었다.

[문항 1]은 화학반응에서 양적 관계를 기술할 수 있는 몰의 개념을 적용하여 제시된 화학 반응식의 완성을 통해 양적관계를 제대로 이해하고 있는지를 평가하고자 하였다.

[문항 2]은 주기율표에서 같은 족 원소들과 같은 주기의 원소들은 주기적인 성질을 가지고 있어 물리적 성질에 규칙성이 있음을 알고 있는지 평가하고자 하였다. 또한 원자나 등전자 이온의 반지름이 유효핵전하의 영향을 받는다는 사실을 그래프를 통해서 분석할 수 있는지를 평가하고자 하였다.

[문항 3]은 탄화수소 화합물이 가지는 구조를 이해하고 있는지와 다양한 이성질체의 구조를 그릴 수 있는지 평가하고자 하였다.

[문항 4]은 산염기의 중화반응에 대한 이해를 생성되는 물분자수, 중화열, 전기전도도를 통해 평가하고자 하였다.

2. 종합평가 기준

문항	평가영역	평가내용	난이도	배점	출제영역		제시문
					교과목	교과서 개념
1-1	개념 이해	화학식 및 화학 반응식의 계수	중	3	화학I	금속 산화물의 화학식 및 화학 반응식	(가) 상상 아카데미 p. 33-35
1-2	자료 해석 및 결과 도출	화학 반응식 양적 관계	중	3	화학I	화학반응식	(나) 천재교육 p. 41-45
1-3	자료 해석 및 결과 도출	화학 반응식 양적 관계	중	3	화학I	화학반응식	(나) 천재교육 p. 41-45
2-1	자료 분석 및 논리 추론	원소의 주기적 성질	상	4	화학I	유효 핵전하	(라) 비상교육 p. 89-90, p. 107-109
2-2	자료 분석	화학결합	하	2	화학I	이온 결합	(다) 비상교육 137-138
2-3	자료 해석	전자 배치	중	4	화학I	오비탈과 전자	(라) 비상교육 p. 89-90, p. 107-109
3-1	논리 추론	분자의 구조	상	6	화학I	탄화수소의 이성질체	(라) 천재교육 p. 168-172
3-2	논리 추론	분자의 구조	중	4	화학I	탄화수소의 구조	라) 천재교육 p. 168-172
4-1	자료 분석	산염기 반응	하	2	화학I	중화 반응	(사) 비상교육 p. 212-222
4-2	자료 분석 및 논리 추론	산염기 반응	상	5	화학I	중화 반응과 전기 전도도	(사) 비상교육 p. 212-222
4-3	자료 분석 및 논리 추론	산염기 반응	중	4	화학I	중화반응의 양적 관계	(사) 비상교육 p. 212-222

모 범 답 안

■ 모범답안

1-1>

10NaN3 (s) + 2KNO3 (s)   →   K2O (s) + 5Na2O (s) + 16N2 (g)

1-2>

10NaN3 (s)  +  2KNO3 (s)   →   K2O (s) + 5Na2O (s) + 16N2 (g)

반응 전 몰 수(mol)      130/65.0=2.00   202/101=2.00

반응하는 몰 수(mol)         -2.00       -0.40           +0.20      +1.00      +3.20

반응 후 몰 수(mol)            0          1.60           0.20       1.00       3.20

질소 기체의 부피= 3.20 mol × 22.4 L/mol = 71.7 L이다.

1-3>

반응 후 남아 있는 고체는 KNO3, K2O, Na2O이므로, 몰 수의 합은 1.60 + 0.20 + 1.00 = 2.80 mol이 된다.

2-1>

(a) - ④ 이온상태에서 최외각전자의 유효핵전하

원소 A~F가 네온과 같은 전자배치를 가지면 최외각 전자수는 모두 두 번째 껍질에 존재하므로 유효핵전하는 양성자수가 많을수록 커진다. 따라서 A가 가장 크고 B~F로 갈수록 순차적으로 작아진다.

(c) - ② 원자상태에서 최외각 전자의 유효핵전하

같은 주기 내에서는 양성자 수가 많을수록 유효핵전하가 커진다. (2주기: D>E>F, 3주기: A>B>C) 2주기 원소의 최외각 전자가 3주기 원소의 최외각 전자보다 핵에 더 가까우므로 2주기 비금속 원소의 유효 핵전하가 3주기 금속 원소보다 대체로 크다.

2-2>

그림에서 (a) 그래프가 이온상태의 유효핵전하를 나타낸다. 네 번째로 큰 원소는 D 원소인 플루오린(F)이다. 원자반지름이 두 번째로 큰 원소는 B 원소인 Mg이다. 화학식은 MgF2 이고, 금속 원소와 비금속 원소가 결합하였으므로 이온결합을 하는 화합물이다.

2-3>

	A	B	C
원소 기호	Al	Mg	Na
홀전자 수	1	0	1
전자가 들어있는 오비탈의 수	7	6	6

[eqn: rm {1} over {7} + 0 over {6} + {1} over {6}] = [eqn: rm {13} over {42}]

3-1>

a=1, b=6이므로

CmHn (g)   +   6O2 (g)  →  xCO2 (g)   +   yH2O (l)

산소 원자의 개수를 맞추면 12=2x+y   x=4, y=4이다.

CmHn (g)   +   6O2 (g)  →  4CO2 (g)   +   4H2O (l)      그러므로 m=4, n=8

분자식은 [eqn: rmC_4`H_8] 이다.

3-2>

aCmHn (g)   +   bO2 (g)  →  xCO2 (g)   +   yH2O (l)   x=2y 대입

aCmHn (g)   +   bO2 (g)  →  2yCO2 (g)   +   yH2O (l)

원자수 비  C : H = 1 : 1 이다. 평면 구조에는 다음 구조 등이 있다.

4-1>

pH가 가장 높은 혼합 용액: (ㄱ), 온도가 최저인 혼합 용액: (ㄱ)

혼합 용액 (ㄷ)이 중화점에 도달했으므로 혼합 용액 (ㄱ)과 (ㄴ)은 염기성을 나타낸다. 생성된 물 분자 수가 가장 적어 남아 있는 OH-의 수가 가장 많으므로 혼합 용액 (ㄱ)이 염기성이 가장 강하다. 또한 생성된 물 분자 수가 가장 적어 중화열도 가장 작으므로 혼합 용액 (ㄱ)의 온도가 가장 낮다.

4-2>

전기 전도도 크기 :  (ㄹ) > (ㄱ) = (ㄴ) = (ㄷ) 이다.

혼합 용액 (ㄱ)에서 HBr(aq)이 모두 반응하게 되고 이 때 생성된 물 분자수가 3이므로 30mL HBr(aq)에 들어 있는 H+의 개수는 3이다. 혼합 용액 (ㄴ)의 경우, 20mL HBr 용액에 들어 있는 H+의 개수는 2이고, 생성된 물 분자수가 4이므로, 10 mL HCl 수용액에 들어 있는 H+의 수는 2이다. 혼합 용액(ㄱ)과 (ㄴ)의 결과로 볼 때, 각 용액 속에 존재하는 이온의 수는 다음과 같다.

표 1  혼합 용액을 만들기 전 각 수용액에 들어 있는 이온의 개수

혼합용액	Na+의 개수	OH-의 개수	H+의 개수	Cl-의 개수	H+의 개수	Br-의 개수	생성된 물분자 개수
(ㄱ)	5	5	-	-	3	3	3
(ㄴ)	5	5	2	2	2	2	4
(ㄷ)	5	5	4	4	1	1	5
(ㄹ)	5	5	6	6	-	-	5

표 2 혼합 용액을 만든 후 용액에 들어 있는 이온의 개수

혼합용액	Na+의 개수	OH-의 개수	H+의 개수	Cl-의 개수	H+의 개수	Br-의 개수	총 이온 개수
(ㄱ)	5	2	-	-	0	3	10
(ㄴ)	5	1	0	2	0	2	10
(ㄷ)	5	0	0	4	0	1	10
(ㄹ)	5	0	1	6	-	-	12

혼합 용액의 총 부피가 모두 같으므로 이온의 수가 가장 많은 (ㄹ)이 가장 전기 전도도가 크게 나타나며, (ㄱ), (ㄴ), (ㄷ)은 이온의 수가 같으므로 전기 전도도가 같다.

4-3>

염산 20 mL 속에는 4개의 H+와 Cl-가 들어 있다.

수산화 나트륨 12 mL 속에 들어 있는 이온의 수는

30 mL : 5 = 12 mL : x 이므로 Na+ 2, OH- 2이다.

두 용액을 혼합했을 때 알짜반응식은

H+   +   OH-   →  H2O

반응 전      4         2

반응 후      2         0         2

그러므로 [eqn: rm { 생성되는``물``분자`수} over {남아``있는 `양이온의 ``수}]=[eqn: rm { 2} over {4}]=[eqn: { 1} over {2 }]