무게 한 덩이의 크기를 온도 변화로 알아내기
화학 2 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 이 평가지에는 개념 용어가 일부러 빠져 있습니다. 지시를 따라 손으로 직접 해 본 뒤, 그 결과를 여러분의 말로 해석하고 성찰하여 서술하세요. 정답 문장이 정해져 있지 않으니, 이유를 붙인 자기 생각이면 됩니다. 예제: 같은 물 200 g에 가루 18 g씩 녹인 A컵·B컵 (비교용: 아무것도 녹이지 않은 순수한 물(변화 없음))
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①[칸 C]에 순수한 물이 얼기 시작하는 0에서 몇 칸 내려갔는지 적어 보세요.
- ②A컵(가루 18 g을 물 200 g에 녹임)은 -0.49에서 얼기 시작했습니다. 0에서 내려간 칸수를 [칸 A]에 적으세요.
- ③B컵(다른 가루 18 g을 물 200 g에 녹임)은 -0.93에서 얼기 시작했습니다. 0에서 내려간 칸수를 [칸 B]에 적으세요.
- ④[칸 C]·[칸 A]·[칸 B]를 나란히 놓고, 0에서 가장 많이 내려간 컵에 ◯표 하세요.
- ⑤식 (1000 × 18 × 1.86) ÷ ([칸 A] × 200)을 계산해 A컵 가루 한 덩이의 크기를 [칸 D]에 적으세요.
- ⑥같은 식에 [칸 B]를 넣어 B컵 값을 [칸 E]에 적고, [칸 D]와 크기를 비교해 보세요.
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 D]·[칸 E]로 나온 '한 덩이의 크기'는 물의 양이나 가루 무게를 바꿔도 그 가루마다 늘 같은 값일까요, 이 실험에서만 나온 우연일까요? 다른 값을 직접 넣어 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 늘 같음) 쪽에 걸겠다. 물 ___ g·가루 ___ g로 다시 계산해 보니 …
(2)[칸 C](순수한 물)는 [칸 A]·[칸 B]와 무엇이 달랐나요? 무엇 때문에 그 차이가 생겼을지 여러분의 생각을 쓰세요. (15점)
✎ 순수한 물은 ___ 칸 내려갔고, 가루를 녹인 컵은 ___ 했다. 그 까닭은 …
(3)두 컵은 물의 양도 가루 무게도 똑같은데 내려간 칸수가 달랐고, 한 덩이의 크기도 달랐습니다. 내려간 칸수와 한 덩이의 크기 사이에 어떤 관계가 있는지 여러분의 말로 쓰세요. (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 것에 교과서에서 배우는(또는 배울) 화학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 세 경우의 내려간 칸수를 정확히 적고, 식에 값을 바르게 넣어 두 덩이의 크기를 계산함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 자기 가설에 이유를 붙였고, 값을 직접 바꿔 확인한 근거로 관계를 설명함 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
무게 한 덩이의 크기를 온도 변화로 알아내기 · 각 20점 · 총 100점
안내 — 1쪽에서 스스로 세운 개념을 이번에는 반복해서 적용해 봅니다. 풀이 과정을 빈 곳에 쓰고, 다 푼 뒤 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.
1.어떤 비전해질 6 g을 물 100 g에 녹인 용액이 -0.31 °C에서 얼기 시작했다. 물의 어는점 내림 상수 Kf = 1.86 °C/m일 때, 어는점 내림 ΔTf를 구하시오.
2.위 (1)의 용액에서 이 비전해질의 분자량 M을 구하시오. (M = 1000·w·Kf ÷ (ΔTf·W), w=6 g, W=100 g)
3.설탕(분자량 342) 34.2 g을 물 500 g에 녹인 용액의 몰랄농도와 끓는점을 구하시오. (물 Kb = 0.52 °C/m)
4.같은 질량의 포도당(분자량 180)과 설탕(분자량 342)을 각각 같은 양의 물에 녹였다. 어는점이 더 많이 내려가는 쪽을 쓰고 이유를 서술하시오.
5.포도당 18 g을 물 200 g에 녹인 용액이 -0.93 °C에서 얼기 시작했다. Kf = 1.86 °C/m로 포도당의 분자량을 구하시오.
정답
1. ΔTf = 0 − (−0.31) = 0.31 °C
2. M = 1000×6×1.86 ÷ (0.31×100) = 11160 ÷ 31 = 360
3. 몰랄농도 m = (34.2/342)/0.5 = 0.2 m · 끓는점 = 100 + 0.52×0.2 = 100.10 °C
4. 포도당. 분자량이 작아 같은 질량 속 입자 수가 많고 몰랄농도가 커서 어는점 내림이 더 크다.
5. M = 1000×18×1.86 ÷ (0.93×200) = 33480 ÷ 186 = 180