무게 순서를 벗어나 튀어 오르는 물질 찾기

화학 2 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
학년
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안내 — 아래는 여러 물질이 액체에서 기체로 변하기 시작하는 온도(℃)입니다. 각 줄은 주기 2→5 순서(위쪽 원소일수록 가벼움)입니다.  ▸14족 CH₄ −161, SiH₄ −112, GeH₄ −88, SnH₄ −52  ▸15족 NH₃ −33, PH₃ −88, AsH₃ −62, SbH₃ −17  ▸16족 H₂O +100, H₂S −60, H₂Se −41, H₂Te −2  ▸17족 HF +20, HCl −85, HBr −67, HI −35. 지시를 따라 직접 정리한 뒤, 그 결과를 여러분의 말로 해석하고 성찰하여 서술하세요.  예제: 16족 H₂O·H₂S·H₂Se·H₂Te (비교용: 14족 CH₄·SiH₄·GeH₄·SnH₄)

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. 표의 14족 네 물질을 주기 순으로 [칸 A]에 옮겨 적고, 뒤로 갈수록(무거워질수록) 온도가 오르는지 내리는지 화살표(↑/↓)로 표시하세요.
  2. 표의 16족 네 물질을 주기 순으로 [칸 B]에 옮겨 적으세요.
  3. [칸 B]에서 첫 물질과 두 번째 물질의 온도 차를 구해 옆에 적고, 첫 물질(H₂O)에 ◯표 하세요.
  4. 15족과 17족도 주기 순으로 [칸 C]에 적고, 각 줄의 첫 물질(NH₃, HF)에 ◯표 하세요.
  5. ◯표 한 세 물질(H₂O, NH₃, HF)이 같은 줄 나머지보다 온도가 높은지 낮은지 [칸 D]에 한마디로 적으세요.
  6. 14족만 첫 물질(CH₄)이 ◯표 대상이 아니었습니다. 14족이 다른 세 줄과 무엇이 다른지 여러분 생각을 [칸 E]에 한 줄로 적으세요.
칸 A — 14족 물질 + 무게에 따른 화살표
칸 B — 16족 물질 + 첫·둘째 온도 차
칸 C — 15·17족 + 첫 물질 ◯
칸 D — 세 물질의 온도(높음/낮음)
칸 E — 14족이 다른 점 예측
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)◯표 한 H₂O, NH₃, HF는 각자 자기 줄에서 가장 가벼운데도 온도가 튀어 올랐습니다. 이것이 이 세 물질만의 우연일까요, 이유가 있는 규칙일까요? 세 물질이 각 줄에서 놓인 위치의 공통점을 근거로 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 세 물질은 모두 자기 줄에서 ___ 자리에 있는데도 …

(2)14족은 가장 가벼운 CH₄이 튀지 않았는데, 15~17족은 가장 가벼운 첫 물질이 튀었습니다. 무엇 때문에 이런 차이가 생겼을지 여러분 생각을 쓰세요. (15점)

✎ 14족의 물질과 튀어 오른 세 물질은 ___ 점이 다르기 때문에 …

(3)튀어 오른 첫 물질을 뺀 나머지(예: H₂S → H₂Se → H₂Te)는 무거워질수록 온도가 올랐습니다. 첫 물질만 이 흐름을 벗어난 것을 어떻게 설명하겠어요? (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 발견한 것을 세 문장으로 정리한 뒤, 각 문장이 가리키는 현상에 교과서에서 배운(또는 배울) 화학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)

평가 기준
활동 수행 (30점)각 줄의 물질을 주기 순으로 정확히 옮기고, 온도 차·화살표·◯표 지시를 빠짐없이 수행함상 · 중 · 하
해석 (40점)튀어 오른 세 물질의 공통점을 근거로 우연/규칙을 검증하고, 14족과의 차이를 자기 말로 설명함상 · 중 · 하
성찰 (30점)활동 순서를 스스로 재구성하고, 자신이 발견한 현상에 알맞은 이름(용어)을 연결함상 · 중 · 하
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연습 문제

무게 순서를 벗어나 튀어 오르는 물질 찾기 · 총 100점
학년
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안내 — 1쪽에서 스스로 세운 개념을 이번에는 반복해서 적용해 봅니다. 풀이 과정을 빈 곳에 쓰고, 다 푼 뒤 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.

1.14족 수소 화합물(CH₄, SiH₄, GeH₄, SnH₄)의 끓는점이 주기가 커질수록 높아지는 이유를 분자량과 분산력을 이용해 설명하시오.
2.H₂O, HF, NH₃의 끓는점이 같은 족의 다른 수소 화합물보다 비정상적으로 높은 까닭을 쓰시오.
3.15~17족 수소 화합물(수소 결합 하는 것 제외)에서 주기가 커질수록 분자의 극성은 작아지는데도 끓는점은 높아지는 이유를 쓰시오.
4.같은 주기의 SiH₄, PH₃, H₂S, HCl 중 끓는점이 가장 낮은 것을 고르고, 그 이유를 쓰시오.
5.H₂O와 H₂S 중 분자 사이에 수소 결합을 하는 것을 고르고, 그 까닭을 쓰시오.
6.HF는 HCl보다 분자량이 작은데도 끓는점은 더 높다. 이 사실이 알려 주는 것을 쓰시오.
정답
1. 주기가 커질수록 분자량이 커져 분산력이 증가하므로 끓는점이 높아진다. 2. 분자 사이에 수소 결합이 작용하기 때문이다. 3. 쌍극자-쌍극자 힘은 감소하지만 분자량이 커져 분산력이 더 크게 증가하기 때문이다. 4. SiH₄. 무극성 분자여서 분산력만 작용하기 때문이다. 5. H₂O. 전기음성도가 큰 O가 H와 결합해 수소 결합을 하지만, S는 전기음성도가 작아 하지 않는다. 6. 끓는점을 분자량만으로 예측할 수 없으며, HF에는 수소 결합이라는 추가적인 힘이 작용함을 알려 준다.
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