온도에 따라 색이 변하며 어느 쪽으로 기우는 기체의 균형

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

안내 — 무색과 적갈색을 오가는 기체가 온도에 따라 어느 쪽으로 기우는지 손으로 따라가 봅시다.  예제: 무색과 적갈색이 서로 오가는 기체 (비교용: 열이 드나드는 방향이 반대인 기체)

1

활동 — 순서대로 해 보기

30점
  1. 무색 기체와 적갈색 기체가 한 병 안에서 서로 오가요. 0℃·25℃·100℃의 색(연함·중간·진함)을 [칸 A]에 적으세요.
  2. 무색 쪽으로 바뀌면 열 58이 나오고, 적갈색 쪽으로 바뀌면 열 58을 흡수해요. 두 방향을 [칸 B]에 화살표로 표시하세요.
  3. 온도를 낮추니 색이 연해졌어요. 무색·적갈색 중 많아진 쪽을 [칸 C]에 적으세요.
  4. 온도를 높이니 색이 진해졌어요. 많아진 쪽을 [칸 D]에 적으세요.
  5. [칸 C]·[칸 D]를 [칸 B] 화살표와 맞춰, 온도를 낮추거나 높일 때 열이 나오는·흡수하는 어느 쪽으로 옮겨갔는지 옆에 적으세요.
  6. 무색 쪽으로 바뀔 때 오히려 열을 흡수하는 다른 기체라면, 온도를 높일 때 색이 어떻게 될지 [칸 E]에 적고 이유를 쓰세요.
칸 A — 0℃ · 25℃ · 100℃에서 관찰한 색
칸 B — 열이 나오는 방향 · 열을 흡수하는 방향
칸 C — 온도를 낮췄을 때 많아진 쪽
칸 D — 온도를 높였을 때 많아진 쪽
칸 E — 열 방향이 반대인 기체: 온도 높였을 때 색
2

해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)온도를 낮추면 왜 열이 나오는 쪽이 많아질까요? 병 안에서 무슨 일이 일어나는지 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)

✎ 온도가 낮아지면 병은 열이 ___ 상태가 되고, 그래서 …

(2)온도를 높이면 열을 흡수하는 쪽이 많아진다 — 이것은 이 기체만의 우연일까요, 어떤 병에서도 생기는 규칙일까요? [칸 E]의 결과를 근거로 판단하고 이유를 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. [칸 E]에서는 …

(3)[칸 E]의 기체는 같은 '온도 높임'인데도 색 변화가 [칸 D]와 달랐나요? 무엇이 그 차이를 만들었을지 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
관찰·기록 (30점)온도별 색과 두 방향의 열 출입을 빠짐없이 표시함상 · 중 · 하
연결 (40점)색 변화와 많아진 쪽, 열 방향을 서로 옳게 연결함상 · 중 · 하
판단 (30점)규칙인지 우연인지 근거를 들어 판단하고, 반대 사례의 차이를 설명함상 · 중 · 하
1/2

연습 문제

온도에 따라 색이 변하며 어느 쪽으로 기우는 기체의 균형 · 각 20점 · 총 100점
학년
이름
점수

안내 — 이제 배운 용어로 정리해 봅시다.

1.N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g), ΔH = −92 kJ 인 반응이 평형 상태에 있다. 온도를 높이면 평형은 어느 쪽으로 이동하는지 쓰고 이유를 설명하시오.
2.2NO₂(g) ⇌ N₂O₄(g), ΔH = −58 kJ 인 기체의 온도를 낮추면 색이 어떻게 변하는지 쓰고, 그 까닭을 평형 이동으로 설명하시오.
3.어떤 반응에서 온도를 높였더니 평형 상수 K가 커졌다. 이 반응의 정반응은 발열 반응인가, 흡열 반응인가? 이유를 쓰시오.
4.평형에 도달한 반응에서 (가) 농도만 변화시킬 때와 (나) 온도만 변화시킬 때, 평형 상수 K는 각각 변하는가?
5.정반응이 발열 반응인 어떤 평형계의 온도만 낮추었다. (가) 평형 이동 방향과 (나) 평형 상수 K의 변화를 쓰시오.
정답
1. 역반응(N₂·H₂ 생성) 쪽으로 이동. 정반응이 발열(ΔH<0)이므로 온도를 높이면 열을 흡수하는 흡열 방향인 역반응 쪽으로 이동한다. 2. 색이 연해진다. 정반응이 발열이므로 온도를 낮추면 발열 방향(무색 N₂O₄ 생성)인 정반응 쪽으로 평형이 이동하여 적갈색 NO₂가 줄기 때문이다. 3. 흡열 반응. 온도를 높이면 흡열 방향(정반응)으로 이동해 생성물이 늘고 K가 커지므로 정반응은 흡열 반응이다. 4. (가) 변하지 않는다. (나) 변한다. K는 오직 온도에만 의존한다. 5. (가) 정반응(발열) 쪽으로 이동. (나) K는 커진다.
2/2