3. 화학

문항번호	1	교과명	과학	과목명	화학 I
대 단 원	I. 주변의 물질		중 단 원	1. 물
성취기준	온도 변화에 따른 물의 밀도 변화 그래프를 해석할 수 있다.
내용요소	물의 상태 변화에 따른 밀도 변화
행동요소	이해		문항유형	서술형
난 이 도	상		배 점	10

	평 가 문 항

그래프는 온도 변화에 따른 얼음과 물의 밀도 변화를 나타낸 것이다.

(1) 얼음이 물로 될 때 밀도가 증가하는 이유를 물 분자 간 결합의 변화, 물 분자의  모양과 관련지어 설명하시오. (5점)

(2) 4℃이후 물의 밀도가 감소하는 이유를 설명하시오. (5점)

	예 시 답 안

문항번호	예시 답안	배점(점)
1	(1) 물 분자는 굽은 형이며 분자 간에 수소 결합을 하기 때문에 얼음은 육각형 구조를 하고 있다. 얼음이 녹을 때는 수소 결합의 일부가 끊어지면서 내부의 공간을 채우게 되어 부피가 감소하여 밀도가 증가한다.	5
	(2) 온도가 높아지면 물 분자의 운동이 활발해져서 분자 한 개당 차지하는 공간이 넓어져 부피가 증가하고 밀도는 감소한다.	5

	채 점 기 준

문항번호	채점 기준	배점(점)	유의 사항
1-(1)	굽은 형, 수소 결합임을 밝히고 이유를 타당하게 설명한 경우	5	내부의 빈 공간이 채워진다거나 분자간 평균 거리가 짧아진다는 등의 표현을 사용하여 부피 감소를 타당하게 진술해야 함
	위 두 가지 중 한 가지만 사용하여 타당하게 설명한 경우	3
1-(2)	분자 운동이 활발하게 일어나 분자 한 개당 차지하는 공간의 크기가 증가함을 밝힌 경우	5	분자 운동의 변화를 밝히는 것이 중요함
	분자 운동이 활발해지는 것만 밝힌 경우	3

문항번호	2	교과명	과학	과목명	화학Ⅱ
대 단 원	Ⅲ. 화학 반응		중 단 원	8. 산화 환원 반응
성취기준	전기분해에서 나타나는 결과를 해석할 수 있다.
내용요소	표준 환원 전위
행동요소	적용		문항유형	서술형
난 이 도	상		배 점	10

	평 가 문 항

다음은 한 학생이 염화구리 수용액을 전기분해하면서 관찰한 결과를 정리한 것이다.

두 개의 탄소 전극 A, B를 사용하여 염화구리(CuCl2) 수용액을 전기 분해하였더니 A전극에서는 자극성 냄새가 나는 염소 기체가 발생하였고 B전극에는 붉은색 구리 금속이 석출되어 전극에 달라붙었다. 어느 정도 전기 분해가 진행된 후 두 개의 전극에 연결된 전원의 (+), (-)극을 바꾸어 연결하였더니 A전극에서 붉은색 구리 금속이 석출되었고, B전극에서는 석출되어 있던 구리가 다시 용액 속으로 녹아 들어가기 시작했고 구리가 모두 없어진 후 자극성 냄새가 나는 염소 기체가 발생하기 시작하였다.

(1) 처음 A극과 B극은 각각 (+)극과 (-)극 중 어느 것이었는지 밝히고, 그 이유를 쓰시오. (3점)

(2) 아래 두 반쪽 반응의 표준 환원 전위 값 E1, E2중 어느 것이 더 큰지 밝히고, 그 이유를 쓰시오. (7점)

Cl2  + 2e- → 2Cl-    E° = E1

Cu2+ + 2e- →  Cu     E° = E2

	예 시 답 안

문항번호	예시 답안	배점
2	(1) A극 : (+)극, B극 : (-)극 이유 : A극에서 음이온인 염화이온(Cl-)이 산화되고, B극에서 양이온인 구리이온(Cu2+)이 환원되므로	3
	(2) E1> E2 이유 : 표준 환원 전위가 작을수록 산화되기 쉬운데 구리의 산화가 염화 이온의 산화보다 먼저 일어났으므로	7(3점, 4점)

	채 점 기 준

문항번호	채점 기준	배점(점)	유의 사항
2-(1)	각 전극을 바르게 밝히고 이유를 타당하게 진술한 경우	3
	각 전극만 바르게 밝힌 경우	1
2-(2)	크기를 바르게 비교하고 이유를 타당하게 밝힌 경우	7
	크기만 바르게 비교한 경우	3

문항번호	3	교과명	과학	과목명	화학Ⅱ
대 단 원	Ⅱ. 물질의 구조		중 단 원	분자간 인력
성취기준	물질의 끓는점에 영향을 미치는 요인을 설명할 수 있다.
내용요소	끓는점에 영향을 미치는 요인
행동요소	적용		문항유형	서술형
난 이 도	상		배 점	10점

	평 가 문 항

그래프는 14~17족 원소들의 수소 화합물의 분자량에 따른 끓는점을 나타낸 것이다.

(1) H2O, HF, NH3가 다른 물질에 비해 끓는점이 비교적 높은 이유를 쓰시오. (3점)

(2) 분자량과 끓는점은 어떤 관계가 있는지 설명하시오. (7점)

	예 시 답 안

문항번호	예시 답안	배점
3	(1) 분자 간에 수소 결합을 할 수 있으므로	3
	(2) 수소 결합이 없다면, 같은 주기 원소의 수소 화합물 중 분자량이 큰 물질의 끓는점이 높다.	7

	채 점 기 준

문항번호	채점 기준	배점(점)	유의 사항
3-(1)	수소 결합을 할 수 있음을 밝힌 경우	3	수소 결합이란 용어를 사용해야 함
3-(2)	수소 결합이 없고 같은 주기라는 전제를 한 후 분자량이 클수록 끓는점이 높다고 밝힌 경우	7	PH3는 분자량이 GeH4보다 작지만 끓는점은 큰 차이가 없으므로 같은 주기라는 전제가 없으면 불완전한 진술임
	두 가지 전제 중 한 가지만 제시한 후 관계를 타당하게 밝힌 경우	3
	전제 없이 관계만 타당하게 밝힌 경우	1

문항번호	4	교과명	과학	과목명	화학 I
대 단 원	I. 주변의 물질		중 단 원	1. 물
성취기준	중화반응이 일어날 때 용액의 전류의 세기 변화를 이해한다.
내용요소	중화반응
행동요소	이해		문항유형	서술형
난 이 도	상		배 점	10점

	평 가 문 항

그래프는 염산에 수산화나트륨 수용액을 넣어 중화시킬 때 수용액의 전류의 세기 변화를 나타낸 것이다.

(1) B에서 전류의 세기가 가장 작은 이유 두 가지를 쓰시오. (4점)

(2) NaOH의 부피에 따라 수용액 중의 H+, OH-, Cl-이온의 수는 B점 전후로 어떻게 변하는지 설명하시오. (각 2점)

	예 시 답 안

문항번호	예시 답안	배점
4	(1) NaOH수용액이 들어가면서 용액의 총 부피도 커지고 중화반응으로 물 분자가 생성되므로 전류의 세기는 감소한다.	4
	(2) H+수는 점차 감소하여 B에서 0이 됨 OH-수는 0이었다가 B점에서부터 증가 Cl-는 구경꾼이온이므로 처음부터 끝까지 일정하게 유지됨	6

	채 점 기 준

문항번호	채점 기준	배점(점)	유의 사항
4-(1)	NaOH수용액이 첨가됨에 따라 용액의 총 부피가 증가하고 중화반응에서 물이 생성됨을 모두 밝힌 경우	4	이 반응은 중화반응이고 물이 생성되는 것을 아는 것이 용액의 총 부피 증가보다 중요하므로 배점을 달리함
	중화반응에서 물이 생성되는 것만을 밝힌 경우	3
	NaOH수용액의 첨가에 따라 용액의 총 부피가 증가함만을 밝힌 경우	2
4-(2)	세 개 모두 맞은 경우	2
	두 개만 맞은 경우	2
	한 개만 맞은 경우	2

문항번호	5	교과명	과학	과목명	화학 I
대 단 원	I. 주변의 물질		중 단 원	2. 공기
성취기준	질소 산화물로 인한 피해를 줄이는 방안을 제시할 수 있다.
내용요소	질소 산화물
행동요소	이해		문항유형	논술형
난 이 도	중		배 점	10점

	평 가 문 항

[가]는 질소 산화물에 대한 설명이고, [나]는 오염 물질에 대한 해결 방안들을 정리한 것이다.

[가] 질소(N2)는 반응성이 매우 작은 기체로 공기 중의 약 78%를 차지하고 있다. 공기 중의 약 20%를 차지하는 산소는 반응성이 훨씬 크지만 질소의 반응성이 워낙 작기 때문에 상온에서는 쉽게 질소와 반응하여 질소산화물을 형성하지 못하여 대기 중 질소와 산소의 비율은 거의 일정하게 유지된다. 그러나 자동차의 엔진 주변에서처럼 고온의 조건이 되면 질소는 산소와 반응하여 질소 산화물을 형성한다. 실제로 대기 중 질소 산화물의 대부분이 자동차에서 발생하고 있는 것으로 알려져 있다.

[나] 일반적으로 오염 물질이 환경에 해를 미치지 않도록 하는 방안으로는 세 가지가 있다. 첫째, 오염 물질의 생성을 최소화하는 것으로, 화석 연료 대신 무공해 에너지를 사용하는 것이 이에 속한다. 둘째는 오염 물질이 해롭지 않도록 희석시키는 것으로 굴뚝을 아주 높게 만드는 것이 이에 속한다. 셋째는 오염 물질이 배출되기 전에 해롭지 않은 물질로 바꾸는 것인데, 탈황장치에서 이산화황을 아황산칼슘으로 바꾸는 것이 이에 해당한다.

[가]를 고려할 때, [나]에 나타난 방법 중 질소 산화물로 인한 피해를 감소시키기 위한 방안으로 가장 적절한 것은 어떤 것인지 한 가지를 골라 그 이유를 설명한 후, 그 방안이 적용된 실제 사례를 한 가지만 쓰시오.

	예 시 답 안

<제시문 2>의 세 가지 방법 중, 질소 산화물로 인한 피해를 감소시키는 가장 좋은 방법은 세 번째 방법이다. 질소 산화물을 생성하는 질소와 산소 기체는 매우 많은 양이 공기 중에 언제나 존재하며, 고온의 조건만 만족되면 비교적 쉽게 생성될 수 있으므로 오염 물질의 생성을 최소화하는 첫 번째 방법을 적용하기 어렵다. 두 번째 방법은 오염 물질을 근본적으로 해결할 수 있는 방법이 아니다. 아무리 희석한다고 하더라도 그 물질은 없어지지 않고 어딘가에 남아있게 되고, 결국 피해를 입히기는 마찬가지일 것이다.

따라서, 질소 산화물의 피해를 줄이기 위한 가장 효과적인 대책은 세 번째 방법이다. 즉, 생성되더라도 배출되기 전에 해롭지 않은 물질로 재빨리 바꾸어주는 것이다. 이 방법을 실제 적용하는 예가 자동차에 촉매 변환기를 부착하는 경우이다. 촉매 변환기는 배기가스 중의 질소 산화물을 인체에 해롭지 않은 질소와 산소로 바꾸어 준다.

	채 점 기 준

문항번호	채점 기준	배점(점)	유의 사항
5	세 번째 방법을 고르고, 그것이 가장 적절한 이유를 제시하고, 첫 번째 방법이 적합하지 않은 이유를 제시하고, 두 번째 방법이 적합하지 않은 이유를 제시하고, 실제 예를 바르게 제시한 경우	10	세 번째 방법이 가장 적절하다는 것을 밝히는 것이 중요함
	세 번째 방법을 고르고, 위 4가지 중 3가지를 제시한 경우	8
	세 번째 방법을 고르고, 위 4가지 중 2가지를 제시한 경우	6
	세 번째 방법을 고르고, 위 4가지 중 1가지를 제시한 경우	4
	세 번째 방법만 골랐을 경우	2