2015 개정 교육과정

단원별· 주제별 평가원 모의고사 / 수능 기출 문제

화학Ⅰ

Ⅱ. 원자의 세계

1. 원자의 구조

04. 원자 구조

□ 2012년 시행된 2014 예비 대학수학능력시험 모의고사를 포함하여 2013년부터 출제된 평가원 모의고사와 대학수학능력시험 기출 문제를 단원별 • 주제별로 정리하여 기출 문제의 흐름을 효과적으로 파악할 수 있도록 하였으며, 자세한 정답과 해설을 함께 구성하였습니다.

□ 단, 2015 개정 교육과정 적용 전의 기출 문제이므로 새로운 개념에 대한 문제가 충분치 않을 수 있으며, 2015 개정 교육과정에 포함되지 않은 개념의 보기가 있을 수 있습니다.

□ 기출 문제 원본 그대로의 용어로 되어 있습니다. 따라서 2015 개정 교육과정의 용어와 다를 수 있습니다.

□ 평가원 모의고사의 경우 시행년도와 월을 표기하였고, 대학수학능력시험의 경우 대비학년도로 표기하였습니다.

□ ▪2013년 6월에 실시한 평가원 모의고사의 경우 [2013. 6. 평가원 1번 문제]

▪2013년 11월 실시한 대학수학능력시험의 경우 [2014. 수능 1번 문제]

04. 원자 구조

Ⅱ-1-04. 원자 구조

■ [eqn: alpha] 입자 산란 실험

[2013. 9. 평가원 2번 문제] - 화학Ⅰ

그림은 러더퍼드의 [eqn: alpha]입자 산란 실험을 나타낸 것이다.

이 실험으로 발견한 것은?

① X선	② 전자	③ 원자핵

④ 중성자	⑤ 동위 원소

[2014. 6. 평가원 8번 문제] - 화학Ⅰ

다음은 러더퍼드의 [eqn: alpha]입자[eqn: LEFT ( RMHe ^{2+} RIGHT )] 산란 실험 결과와, 이를 토대로 민수가 가설을 세운 후 수행한 실험이다.

〔러더퍼드의 실험 결과〕

〔민수의 가설〕

〔민수의 실험 결과〕

러더퍼드의 [eqn: alpha]입자 산란 실험에서 사용한 금[eqn: LEFT ( {} _{79} rmAu RIGHT )]박 대신 알루미늄[eqn: LEFT ( {} _{13} rmAl RIGHT )]박으로 실험하였더니 경로가 휘거나 튕겨 나온 [eqn: alpha]입자의 수가 감소하였다.

민수가 실험을 통해 검증하고자 했던 가설로 가장 적절한 것은? [3점]

① 모든 원자에는 음전하를 띠는 입자가 있다.

② 원자에서 전자의 위치는 확률적으로만 나타낼 수 있다.

③ 전자는 원자핵 주변의 허용된 원형 궤도를 따라 움직인다.

④ 경로가 휘거나 튕겨 나온 [eqn: alpha]입자의 수는 원자핵의 전하량에 따라 달라진다.

⑤ 원자에서 음전하를 띤 전자는 퍼져 있는 양전하 구름에 무질서하게 분포한다.

■ 음극선 실험

[2015. 9. 평가원 2번 문제] - 화학Ⅰ

다음은 톰슨의 원자 모형과 관련된 자료이다.

○ 방전관에 들어 있는 두 금속에 고전압을 걸어 주었더니 직진하는 음극선이 관찰되었고, 그림과 같이 전기장을 걸어 주었더니 음극선이 (+)극 쪽으로 휘어졌다. 이를 토대로 톰슨은 (-)전하를 띤 입자가 원자의 구성 입자임을 알았고, 원자는 전기적으로 중성이므로 (+)전하를 포함하여야 한다고 추론하였다.

다음 중 톰슨의 원자 모형으로 가장 적절한 것은?

■ 원자 모형의 변천

[2015. 6. 평가원 4번 문제] - 화학Ⅰ

그림은 3가지 원자 모형 A～C를 주어진 기준에 따라 분류한 것이다. A～C는 각각 톰슨, 보어, 현대적 원자 모형 중 하나이다.

(가)～(다)에 해당하는 원자 모형으로 옳은 것은?

	(가)	(나)	(다)
①	A	B	C
②	A	C	B
③	B	A	C
④	B	C	A
⑤	C	A	B

■ 원자의 구성 입자

[2014. 예비수능 9번 문제] - 화학Ⅰ

그림은 중성 원자 X～Z의 구조를 모형으로 나타낸 것이다. 은 원자를 구성하는 입자이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, X～Z 는 임의의 원소 기호이다.) [3점]

	<보 기>
ㄱ. Y는 X의 동위원소이다. ㄴ. 질량수는 Z 가 Y보다 크다. ㄷ. Z에 원자 번호와 질량수를 표시하면 [eqn: pile{2#3}]Z이다.

① ㄱ    ② ㄷ    ③ ㄱ, ㄴ  ④ ㄴ, ㄷ  ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2014. 수능 2번 문제] - 화학Ⅰ

다음은 [eqn: rm _{11} ^{23}rm Na] 원자와 관련된 낱말 맞추기이다.

	<가로 열쇠> 1. [eqn: rm Na]의 □□□□□ 수는 [eqn: x]이다. <세로 열쇠> 1. [eqn: rm Na]의 □□□은(는) 22.99이다. 2. [eqn: rm Na]의 □□□ 수는 11이다. 3. [eqn: rm Na]의 □□ 수는 11이다. 4. [eqn: rm Na]의 □□□ 수는 12이다.

<가로 열쇠> 1번의 [eqn: x]로 가장 적절한 것은?

① 1	② 2	③ 3	④ 23	⑤ 34

[2014. 9. 평가원 10번 문제] - 화학Ⅰ

표는 X 이온과 Y 이온을 구성하는 입자 [eqn: a]～[eqn: c]의 수를 나타낸 것이다. 입자 [eqn: a]와 [eqn: b]는 원자핵을 구성한다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?(단, X와 Y는 임의의 원소 기호이다.) [3점]

	<보 기>
ㄱ. [eqn: a]는 중성자이다. ㄴ. X 이온은 [eqn: rm `` _{11} ^{23} X ^{-}]이다. ㄷ. 이온 반지름은 X 이온이 Y이온보다 크다.

① ㄱ    ② ㄷ    ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2016. 9. 평가원 7번 문제] - 화학Ⅰ

그림은 원자의 구성 입자인 양성자, 중성자, 전자를 A～C로 분류한 것이고, 표는 원자 [eqn: rm ^{15} rm X]와 이온 [eqn: rm ^{18} rm Y ^{-}]에 대한 자료이다.

구분	A 수	B 수	C 수
[eqn: rm ^{15} rm X]	[eqn: a]	7	[eqn: b]
[eqn: rm ^{18} rm Y ^{-}]	[eqn: c]	[eqn: d]	10

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, X, Y는 임의의 원소 기호이다.)

	<보 기>
ㄱ. A는 양성자이다. ㄴ. X의 원자 번호는 8이다. ㄷ. [eqn: a+d=b+c]이다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄱ, ㄷ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2017. 6. 평가원 12번 문제] - 화학Ⅰ

표는 원자 X～Z 에 대한 자료이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, X～Z는 임의의 원소 기호이다.)

	<보 기>
ㄱ. Y는 [eqn: rm _{6} ^{13} rm C]이다. ㄴ. X와 Z는 동위원소이다. ㄷ. 질량수는 Z > Y이다.

① ㄱ     ② ㄴ     ③ ㄷ     ④ ㄱ, ㄴ     ⑤ ㄴ, ㄷ

[2018. 수능 11번 문제] - 화학Ⅰ

표는 원자 X, Y와 이온 Z- 에 대한 자료이다. X～Z 는 2 주기 원소이고, ㉠～㉢은 각각 양성자, 중성자, 전자 중 하나이다.

	X	Y	Z-
㉠의 수	[eqn: a]	7	[eqn: b]+1
㉡의 수	5	[eqn: {1} over {2} (a+b)]	[eqn: b]
㉢의 수	[eqn: a]+1	8	[eqn: b]+1

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, X～Z 는 임의의 원소 기호이다.)

	<보 기>
ㄱ. ㉠은 중성자이다. ㄴ. X의 질량수는 11 이다. ㄷ. X～Z 에서 중성자 수는 Z가 가장 크다.

① ㄱ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2019. 9. 평가원 4번 문제] - 화학Ⅰ

표는 원자 X~Z에 대한 자료이다.

원자	중성자수	질량수	전자 수
X	6	㉠	6
Y	7	13
Z	9	17

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, X~Z는 임의의 원소 기호이다.)

	<보 기>
ㄱ. ㉠은 12이다. ㄴ. Y는 X의 동위 원소이다. ㄷ. Z2-의 전자 수는 10이다.

① ㄱ    ② ㄷ    ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

■ 동위 원소

[2015. 6. 평가원 6번 문제] - 화학Ⅰ

표는 C, N, O의 동위 원소에 대한 자료이다.

원자 번호	6	7	8
동위 원소	12C, 13C	14N, 15N	16O, 17O, 18O

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 전자 수는 15N가 14N보다 크다. ㄴ. 중성자 수는 13C와 14N가 같다. ㄷ. 12C16O2와 13C18O2의 화학 결합의 종류는 다르다.

① ㄱ     ② ㄴ     ③ ㄷ     ④ ㄱ, ㄴ     ⑤ ㄴ, ㄷ

[2016. 6. 평가원 6번 문제] - 화학Ⅰ

그림은 분자 X2가 자연계에 존재하는 비율을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, X는 임의의 원소 기호이다.)

	<보 기>
ㄱ. aX와 a+2X의 존재 비율은 같다. ㄴ. aX와 a+2X의 중성자 수는 같다. ㄷ. aX와 a+2X의 화학적 성질은 같다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄱ, ㄷ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2018. 6. 평가원 12번 문제] - 화학Ⅰ

다음은 3주기 원자 A～D에 대한 자료이다. (가)와 (나)는 각각 양성자 수와 중성자 수 중 하나이고, ㉠～㉣은 각각 A～D 중 하나이다.

◦ A는 B의 동위원소이다.

◦ C와 D의 [eqn: {중성자``수}over{전자``수} =1]이다.

◦ 질량 수는 B > C > A > D 이다.

◦ A～D 의 양성자 수와 중성자 수

원자	㉠	㉡	㉢	㉣
(가)	18		20
(나)	17	18		16

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, A~D는 임의의 원소 기호이다.)

	<보 기>
ㄱ. (가)는 중성자 수이다. ㄴ. B의 질량수는 37이다. ㄷ. D의 원자 번호는 18이다.

① ㄱ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

[2018. 9. 평가원 15번 문제] - 화학Ⅰ

그림은 용기 속에 [eqn: rm ^{4} rmHe]과 [eqn: {}^{1} rmH], [eqn: {}^{12} rmC], [eqn: {}^{13} rmC]만으로 이루어진 [eqn: rmCH _{4}]이 들어 있는 것을 나타낸 것이다.

용기 속에 들어 있는 [eqn: {}^{12} rmC]와 [eqn: {}^{13} rmC]의 원자 수 비가 1:1일 때, 용기 속 [eqn: {전체``중성자``수} over {전체``양성자``수}]는? [3점]?

① [eqn: {5} over {6}]      ② [eqn: {4} over {5}]      ③ [eqn: {3} over {4}]     ④ [eqn: {2} over {3}]     ⑤ [eqn: {2} over {5}]

[2019. 수능 14번 문제] - 화학Ⅰ

그림은 부피가 동일한 용기 (가)와 (나)에 기체가 각각 들어 있는 것을 나타낸 것이다. 두 용기 속 기체의 온도와 압력은 같고, 두 용기 속 기체의 질량 비는 (가) : (나)=45 : 46이다.

(가)                  (나)

(나)에 들어 있는 기체의 [eqn: rm{ 전체`` 양성자`` 수} over { 전체 ``중성자`` 수}]는? (단, H, O 의 원자 번호는 각각 1,8이고, [eqn: {}^{1} rmH], [eqn: {}^{16} rmO], [eqn: {}^{18} rmO]의 원자량은 각각 1, 16, 18이다.)

① [eqn: {8} over {15}]   ② [eqn: {17} over {29}]    ③ [eqn: {19} over {27}]     ④ [eqn: {21} over {25}]     ⑤ [eqn: {8} over {9}]

[2019.  6. 평가원 7번 문제] - 화학Ⅰ

학 생: 12C의 원자량은 12.00인데 주기율표에는 왜 C의 원자량이12.01인가요?

선생님: 아래 표의 13C와 같이, 12C와 원자 번호는 같지만 질량수가 다른 동위 원소가 존재합니다. 따라서 주기율표에 제시된 원자량은 동위 원소가 자연계에 존재하는 비율을 고려하여 평균값으로 나타낸 것입니다.

동위 원소	12C	13C
양성자수	[eqn: a]	[eqn: b]
중성자수	[eqn: c]	[eqn: d]

다음은 원자량에 대한 학생과 선생님의 대화이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, C의 동위 원소는 12C와 13C만 존재한다고 가정한다.)

	<보 기>
ㄱ. [eqn: b]>[eqn: a]이다. ㄴ. [eqn: d]>[eqn: c]이다. ㄷ. 자연계에서 12C의 존재 비율은 13C보다 크 다.

① ㄱ    ② ㄴ    ③ ㄱ, ㄷ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ