이미 아는 식들을 더하고 빼서 직접 못 재는 값 알아내기
화학 2 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 이 평가지에는 개념 용어가 일부러 빠져 있습니다. 아래 세 개의 식과 각 식에 딸린 수만 가지고, 맨 아래 목표식에 딸린 수(?)를 손으로 직접 구한 뒤 그 방법을 해석·성찰하세요. 정답 문장은 정해져 있지 않으니 이유를 붙인 자기 생각이면 됩니다.
㉠ C + O₂ → CO₂ (딸린 수 −393.5) ㉡ 2H₂ + O₂ → 2H₂O (딸린 수 −571.6) ㉢ CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O (딸린 수 −890.8)
목표식 C + 2H₂ → CH₄ (딸린 수 = ?) 예제: C + 2H₂ → CH₄ 의 딸린 수 구하기 (비교용: 뒤집지 않고 그대로 더한 경우)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①세 식 ㉠㉡㉢ 중 CH₄이 화살표 오른쪽에 오게 하려면 어느 식을 뒤집어야 하는지 고르세요.
- ②고른 식의 화살표 방향을 반대로 바꿔 [칸 A]에 다시 쓰고, 딸린 수의 부호도 반대로 적으세요.
- ③㉠, ㉡은 그대로 두고 ㉠·㉡·뒤집은 식을 세로로 나란히 [칸 B]에 옮겨 적으세요.
- ④[칸 B]에서 화살표 양쪽에 똑같이 있는 물질(CO₂, H₂O, O₂ 등)을 찾아 두 줄로 지우세요.
- ⑤지우고 남은 것만 모아 한 개의 식으로 [칸 C]에 정리하고, 목표식과 같은지 확인하세요.
- ⑥세 식에 딸린 수를 같은 방식으로(㉠+㉡+뒤집은 수) 더해 [칸 D]에 계산하세요.
- ⑦㉢을 뒤집지 않고 ㉠·㉡·㉢을 그대로 더하면 어떤 식이 나오는지 [칸 E]에 적어 목표식과 비교하세요.
칸 A — 뒤집어 다시 쓴 식 + 부호 바꾼 수
칸 B — ㉠·㉡·뒤집은 식을 세로로 나열하고 양쪽 공통 물질 지우기
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 C]가 목표식과 똑같아졌습니다. 세 식을 더하는 동안 CO₂·H₂O·O₂ 같은 물질이 사라진 까닭은 무엇이라고 생각하나요? (15점)
✎ 그 물질들은 화살표 ___쪽과 ___쪽에 똑같이 있어서 …
(2)식을 뒤집을 때 딸린 수의 부호도 바꿔야 했습니다. 이것은 이 문제라서 생긴 우연일까요, 어느 식을 뒤집어도 지켜야 하는 규칙일까요? 다른 식 하나를 직접 뒤집어 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 뒤집어 본 식은 ___이고 …
(3)[칸 E]에서 ㉢을 뒤집지 않고 더했더니 목표식이 나오지 않았습니다. 무엇 때문에 그런 차이가 생겼을지 여러분의 생각을 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 배운(또는 배울) 화학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 뒤집을 식을 바르게 고르고, 부호 바꾸기·세로 나열·공통 물질 지우기·수 더하기를 정확히 수행함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 공통 물질이 사라진 까닭과 부호 규칙을 근거를 들어 자기 말로 설명하고, 다른 식으로 직접 확인함 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 활동 순서를 스스로 재구성하고, 자신의 경험에 알맞은 화학 용어를 짝지어 이름 붙임 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
이미 아는 식들을 더하고 빼서 직접 못 재는 값 알아내기 · 각 20점 · 총 100점
안내 — 1쪽에서 스스로 세운 방법(헤스 법칙)을 이번에는 용어와 함께 반복 적용해 봅니다. 풀이 과정을 빈 곳에 쓰고, 다 푼 뒤 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.
1.반응 X → Y 의 반응엔탈피가 ΔH = −250 kJ일 때, 역반응 Y → X 의 반응엔탈피를 구하시오.
2.반응 A → B 의 반응엔탈피가 ΔH = −100 kJ일 때, 반응식 2A → 2B 의 반응엔탈피를 구하시오.
3.다음 두 열화학 반응식을 헤스 법칙으로 이용하여 C(s) + ½O₂(g) → CO(g) 의 반응엔탈피를 구하시오.
㉠ C(s) + O₂(g) → CO₂(g) ΔH₁ = −394 kJ
㉡ CO(g) + ½O₂(g) → CO₂(g) ΔH₂ = −283 kJ
4.생성엔탈피가 CO₂(g) = −394 kJ/mol, H₂O(l) = −286 kJ/mol, CH₄(g) = −75 kJ/mol일 때, CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(l) 의 반응엔탈피를 구하시오.
5.2SO₂(g) + O₂(g) → 2SO₃(g) 의 반응엔탈피가 ΔH = −198 kJ일 때, SO₃(g) → SO₂(g) + ½O₂(g) 의 반응엔탈피를 구하시오.
정답
1. +250 kJ (역반응은 부호만 반대)
2. −200 kJ (계수 2배 → ΔH도 2배)
3. ΔH = ΔH₁ − ΔH₂ = (−394) − (−283) = −111 kJ
4. ΔH = [(−394) + 2×(−286)] − (−75) = −966 + 75 = −891 kJ
5. +99 kJ (뒤집고 계수 ½배 → −(−198)÷2)