2014년 4월 고3 학력평가 과학탐구 화학Ⅰ

2014년 4월 고3 학력평가 화학Ⅰ 해설

2026-10-15 수정 · 이 회차 전체 해설 보기

19번: 계수 2가 숨긴 분자량 비

가장 많이 틀린 19번은 A(g) + 2B(g) → C(g) 반응에 같은 질량의 A와 B를 넣고, A가 다 쓰인 뒤 남은 B와 생긴 C의 질량비가 3 : 4라는 조건만 주었습니다. 전체 질량을 7로 두면 처음 A와 B가 각각 3.5이고, 질량 보존에 따라 C 4는 A 3.5와 B 0.5가 합쳐진 것입니다. 반응한 B의 몰수는 A의 2배이므로, 분자량 비는 A : B = (3.5 ÷ 1) : (0.5 ÷ 2) = 14 : 1이 됩니다. 계수를 무시하고 1 : 1로 계산하면 보기의 7 : 1이 그럴듯하게 맞아떨어져 함정이 됩니다.

B의 분자량을 1로 두면 처음 B는 3.5몰, 반응한 B는 0.5몰, 생긴 C는 0.25몰이므로 반응 뒤 B와 C의 몰수 비는 3 : 0.25 = 12 : 1입니다. 온도와 압력이 일정하니 부피는 전체 몰수에 비례하고, 질량은 그대로이므로 밀도는 몰수에 반비례합니다. 반응 전 3.75몰, 반응 후 3.25몰이니 밀도 비는 13 : 15로 ㄴ과 ㄷ이 옳습니다.

15번: 막대 세 개로 읽는 발머 계열

15번은 수소의 가시광선 스펙트럼(656·486·434 nm)과 발머 계열 전이 A~C의 에너지 막대를 함께 주었습니다. 에너지 준위가 Eₙ = −k/n²이니 n = 2로 떨어지는 전이의 에너지는 k(1/4 − 1/n²)입니다. 3/16 k인 B는 n = 4 → 2이고, 가장 작은 A는 n = 3 → 2로 5/36 k입니다. C는 막대가 1/4 k에 닿아 있어 아주 높은 준위에서 n = 2로 떨어지는 경우이고, 434 nm(n = 5 → 2)보다 에너지가 커서 파장이 더 짧습니다. 옳은 것은 ㄱ, ㄴ입니다.

20번: 전체 이온 수가 같다는 조건

20번은 NaOH와 HCl을 30 : 20, 10 : 40으로 섞은 두 용액의 전체 이온 수가 같다는 표 하나로 풀어야 했습니다. 중화 반응에서 H⁺와 OH⁻는 물이 되어 사라지고 그 자리를 구경꾼 이온이 채우므로, 혼합 용액의 전체 이온 수는 남는 쪽(염기성이면 NaOH, 산성이면 HCl) 용액이 처음 가졌던 이온 수와 같습니다. NaOH가 많은 (가)를 염기성, HCl이 많은 (나)를 산성으로 놓으면 NaOH와 HCl의 단위 부피당 이온 수 비가 4 : 3으로 정해지고, 두 가정이 모두 성립하는지 확인됩니다.

이 비율로 보면 (가)는 염기성이라 ㄱ은 틀리고, 생성된 물은 (가)에서 HCl 20 mL, (나)에서 NaOH 10 mL가 한계를 정해 3 : 2입니다. (나)에 NaOH 20 mL를 더하면 NaOH가 모두 30 mL가 되어 Na⁺와 Cl⁻의 수가 같아집니다.

16번: 형성 평가 답안 세 줄

16번은 Li, N, O, Na 가운데 원자 반지름이 가장 큰 것(Na), 안정한 이온의 반지름이 가장 작은 것(Li), 제1 이온화 에너지가 가장 큰 것(N)을 쓴 철수의 답안을 채점하게 했습니다. N³⁻, O²⁻, Na⁺는 모두 네온과 같은 전자 배치라 크지만 Li⁺는 전자 껍질이 하나뿐이어서 가장 작고, 2주기에서 N이 O보다 이온화 에너지가 큰 예외까지 맞아 세 문항 모두 옳은 답이었습니다. 세 줄이 모두 맞는 경우도 있으니 끝까지 하나씩 확인해야 하는 문항입니다.