기체의 네 값 사이에 숨은 일정한 몫

화학 2 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
학년
이름
점수

안내 — 아래 표는 어떤 기체의 상태를 네 값(압력·부피·양 n·온도)으로 적어 둔 것입니다. 지시를 따라 손으로 계산한 뒤, 그 결과를 여러분의 말로 해석하고 성찰하여 서술하세요. 정답 문장이 정해져 있지 않으니 이유를 붙인 자기 생각이면 됩니다.

압력(atm)부피(L)양 n온도
122.41273 K
144.82273 K
222.41546 K
122.410 ℃
 예제: 아래 표의 세 가지 기체 상태 (비교용: 표 맨 아랫줄(온도를 섭씨로 적은 상태))

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. 줄 ㉮·㉯·㉰에서 각각 압력 값과 부피 값을 곱해 그 결과를 [칸 A]에 세 개 적으세요.
  2. 같은 세 줄에서 각각 양 n 값과 온도 값을 곱해 그 결과를 [칸 B]에 세 개 적으세요.
  3. 줄마다 [칸 A]의 값을 [칸 B]의 값으로 나눈 몫을 소수 넷째 자리까지 [칸 C]에 적으세요.
  4. [칸 C]에 적은 세 몫을 서로 비교하고, 공통으로 나타나는 값에 ◯표 하세요.
  5. 줄 ㉱는 온도가 섭씨(℃)로 적혀 있습니다. 그 0을 그대로 넣어 나눗셈을 해 보고 [칸 D]에 적으세요.
  6. 이번에는 줄 ㉱의 온도에 273을 더한 값으로 다시 나눈 몫을 [칸 D] 옆에 적으세요.
칸 A — 압력 × 부피 (세 줄)
칸 B — 양 n × 온도 (세 줄)
칸 C — ㉮·㉯·㉰의 나눈 몫
칸 D — ㉱의 나눈 몫 (섭씨 그대로 / 273 더함)
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)[칸 C]의 세 몫이 거의 같게 나온 것은 이 세 줄이라 생긴 우연일까요, 어떤 기체 상태에서도 생기는 규칙일까요? 표에 없는 값을 스스로 하나 골라 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 고른 상태 압력 ___·부피 ___·양 ___·온도 ___로 해 보니 …

(2)줄 ㉱에서 온도를 섭씨 그대로 넣었을 때와 273을 더해 넣었을 때, [칸 D]의 몫은 [칸 C]와 각각 어떻게 달랐나요? 무엇 때문에 그런 차이가 생겼을지 쓰세요. (15점)

✎ 섭씨 그대로 넣으면 ___이(가) 되어 …, 273을 더하면 …

(3)네 값(압력·부피·양 n·온도) 중 하나만 2배로 키우면서 [칸 C]의 몫을 그대로 유지하려면, 나머지 중 무엇을 어떻게 바꿔야 할까요? (10점)

3

성찰 — 활동을 내 것으로 만들기

30점

(1) 순서 다시 짜기 — 이 활동을 처음 하는 친구에게 나라면 어떤 순서로 시킬지 쓰고, 왜 그 순서인지 한 문장으로 이유를 붙이세요. 지워도 되는 단계가 있다면 그것도 쓰세요. (15점)

(2) 이름 붙이기 — 오늘 한 일을 세 문장으로 정리한 뒤, 각 문장이 가리키는 것(공통으로 나온 몫, 그 값을 담은 식, 온도를 K로 재야 하는 이유)에 화학에서 배운(또는 배울) 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)

평가 기준
활동 수행 (30점)네 값의 곱과 나눗셈을 정확히 계산하고, 공통으로 나온 몫에 표시함상 · 중 · 하
해석 (40점)규칙/우연 판단에 이유를 붙였고, 표에 없는 값을 직접 골라 확인한 근거가 있음상 · 중 · 하
성찰 (30점)순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음상 · 중 · 하
1/2

연습 문제

기체의 네 값 사이에 숨은 일정한 몫 · 각 20점 · 총 100점
학년
이름
점수

안내 — 1쪽에서 스스로 찾은 관계 PV=nRT (R=0.082 atm·L/mol·K)를 이번에는 반복해서 적용해 봅니다. 풀이 과정을 빈 곳에 쓰고, 다 푼 뒤 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.

1.0 ℃(273 K), 1 atm에서 어떤 기체 2몰의 부피를 구하시오. (R=0.082)
2.27 ℃(300 K), 2 atm에서 부피가 8.2 L인 기체의 몰수를 구하시오.
3.1몰의 기체가 2 atm, 22.4 L일 때 절대 온도 T를 구하시오.
4.0 ℃, 1 atm에서 기체 1몰의 부피 22.4 L를 이상 기체 법칙 PV/nT=k에 대입하여 기체 상수 값을 구하시오.
5.0.5몰의 기체가 300 K에서 부피 10 L를 차지할 때 압력을 구하시오.
정답
1. V=nRT/P=2×0.082×273÷1≒44.8 L 2. n=PV/RT=(2×8.2)/(0.082×300)≒0.67 mol 3. T=PV/nR=(2×22.4)/(1×0.082)≒546 K 4. k=(1×22.4)/(1×273)≒0.082 atm·L/mol·K 5. P=nRT/V=(0.5×0.082×300)/10=1.23 atm
2/2