가열·냉각에 따라 스스로 방향을 바꾸는 변화 읽기

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

안내 — 밀폐된 유리관 안에서 붉은 기체 ㄱ색이 없는 기체 ㄴ이 서로 바뀌며 섞여 있습니다. ㄱ이 ㄴ으로 바뀔 때는 관이 따뜻해지고(주위로 열을 내놓고), ㄴ이 ㄱ으로 바뀔 때는 관이 차가워집니다(주위에서 열을 빨아들입니다). 관의 붉은색이 진할수록 ㄱ이 많다는 뜻입니다. 이 관을 뜨거운 물·얼음물에 담그며 관찰한 결과를 읽고, 지시대로 직접 채워 보세요.  예제: 붉은 기체 ㄱ과 색 없는 기체 ㄴ이 든 밀폐 유리관 (비교용: 가열하면 색이 옅어지는 다른 관 ㄷ↔ㄹ)

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. 관을 뜨거운 물에 담그자 붉은색이 더 진해졌습니다. 색 변화와 ㄱ·ㄴ 중 늘어난 기체를 [칸 A]에 적어 보세요.
  2. 관을 얼음물에 담그자 붉은색이 옅어졌습니다. 색 변화와 ㄱ·ㄴ 중 늘어난 기체를 [칸 B]에 적어 보세요.
  3. ㄱ→ㄴ 방향과 ㄴ→ㄱ 방향 중 열을 빨아들이는 방향은 어느 쪽인지 [칸 C]에 적어 보세요.
  4. [칸 A]에서 늘어난 기체와 [칸 C]에서 열을 빨아들이는 방향의 도착 기체를 비교해 같은지 [칸 D]에 적어 보세요.
  5. 관에 열을 더해 줄 때 늘어나는 쪽은 열을 (빨아들이는 / 내놓는) 방향인지 한쪽에 ◯표 해 [칸 E]에 적어 보세요.
  6. 다른 관 ㄷ↔ㄹ은 뜨거운 물에 담그자 색이 옅어졌고 ㄷ→ㄹ이 열을 빨아들이는 방향입니다. 이 결과가 [칸 E]의 규칙과 맞는지 [칸 F]에 적어 보세요.
칸 A — 뜨거운 물에서의 색 변화와 늘어난 기체
칸 B — 얼음물에서의 색 변화와 늘어난 기체
칸 C — 열을 빨아들이는 방향
칸 D — 두 쪽이 같은가
칸 E — 열을 더할 때 늘어나는 방향
칸 F — 다른 관에서도 규칙이 맞는가
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)[칸 E]에서 찾은 것을 자기 말로 설명해 보세요. 관에 열을 더해 줄 때 왜 열을 빨아들이는 쪽이 늘어나며, 그것이 관의 온도 변화를 어떻게 줄여 주는지 쓰세요. (15점)

✎ 관이 열을 얻어 뜨거워지면, 늘어나는 쪽은 열을 ___ 방향이라서 관의 온도 변화를 ___ …

(2)‘열을 더하면 열을 빨아들이는 쪽이 늘어난다’는 것은 이 관만의 우연일까요, 다른 관에서도 생기는 규칙일까요? ⑥의 ㄷ↔ㄹ 결과와, 여러분이 상상한 또 다른 관 하나를 근거로 함께 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. ㄷ↔ㄹ 관에서는 ___했고, 내가 상상한 관에서는 …

(3)첫 관(뜨거운 물에 담그자 색이 진해짐)과 둘째 관 ㄷ↔ㄹ(뜨거운 물에 담그자 색이 옅어짐)은 같은 조작에 반대로 변했습니다. 무엇이 달라서 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)각 칸의 색 변화·늘어난 기체·열의 방향을 지시대로 빠짐없이 정확히 채움상 · 중 · 하
해석 (40점)자기 가설에 이유를 붙였고, 다른 관을 직접 상상해 확인한 근거가 있음상 · 중 · 하
성찰 (30점)순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음상 · 중 · 하
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연습 문제

가열·냉각에 따라 스스로 방향을 바꾸는 변화 읽기 · 각 20점 · 총 100점
학년
이름
점수

안내 — 1쪽에서 스스로 세운 개념을 이번에는 반복해서 적용해 봅니다. 풀이 과정을 빈 곳에 쓰고, 다 푼 뒤 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.

1.2NO₂(g) ⇌ N₂O₄(g), ΔH = −58 kJ 인 반응이 평형에 있다. 온도를 높이면 평형은 정반응·역반응 어느 쪽으로 이동하며, [NO₂]와 [N₂O₄]는 각각 어떻게 변하는지 쓰시오.
2.어떤 발열 반응(ΔH < 0)이 평형에 있을 때 온도를 낮추면 평형 상수 K는 커지는가, 작아지는가? 이유와 함께 쓰시오.
3.N₂(g) + O₂(g) ⇌ 2NO(g), ΔH = +180 kJ 인 반응에서 온도를 높이면 평형 이동 방향과 평형 상수 K의 변화를 쓰시오.
4.어떤 반응의 온도를 높였더니 평형 상수가 작아졌다. 이 반응의 정반응은 발열 반응인가, 흡열 반응인가?
5.발열 반응이 평형에 있을 때, 온도를 높인 경우와 낮춘 경우 생성물의 양 변화를 각각 비교하여 쓰시오.
정답
1. 온도를 높이면 흡열 방향인 역반응 쪽으로 평형이 이동한다. → [NO₂] 증가, [N₂O₄] 감소. 2. 커진다. 온도를 낮추면 발열 방향인 정반응 쪽으로 이동해 생성물이 늘고, 평형 상수식의 분자가 커지므로 K가 커진다. 3. 흡열 방향인 정반응 쪽으로 이동하고, K는 커진다. 4. 발열 반응(ΔH < 0). 온도를 높이면 흡열 방향인 역반응으로 이동해 생성물이 줄고 K가 작아지기 때문. 5. 온도를 높이면 역반응 쪽으로 이동해 생성물 감소, 온도를 낮추면 정반응 쪽으로 이동해 생성물 증가.
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