조건을 바꾸어 얻는 양을 키우는 법
화학 2 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 지시를 따라 손으로 직접 해 본 뒤, 그 결과를 여러분의 말로 해석하고 성찰하여 서술하세요. [가열 표] 가열 정도 1·2·3·4에서 얻어낸 물질의 비율(%) — 반응 A: 20·40·60·75, 반응 B: 80·60·40·25. [압력 표] 압력 1·2·3·4에서 비율(%) — P: 30·45·60·72, Q: 50·50·50·50, R: 70·55·42·30. [반응식] P: N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g), Q: H₂(g)+I₂(g)⇌2HI(g), R: PCl₅(g)⇌PCl₃(g)+Cl₂(g). 예제: 가열·압력을 바꾼 두 반응 A·B (비교용: 압력을 바꿔도 변화 없는 Q)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①가열 표의 반응 A 값을 [칸 A]에 점으로 찍고 선으로 이어, 손잡이를 올릴수록 어떻게 변하는지 나타내세요.
- ②반응 B 값도 [칸 B]에 같은 방식으로 그려서 A와 나란히 비교해 보세요.
- ③A·B 각각에서 비율을 가장 크게 하려면 가열 손잡이를 올릴지 내릴지 화살표로 [칸 C]에 표시하세요.
- ④압력 표에서 P·Q·R 각각 비율이 커지는 방향(올림/내림/변화없음)을 [칸 D]에 적으세요.
- ⑤반응식에서 P·Q·R의 화살표 양쪽 기체 알갱이 수를 세어 [칸 E]에 왼쪽 수와 오른쪽 수로 적으세요.
- ⑥[칸 D]와 [칸 E]를 나란히 놓고, 알갱이 수가 적은 쪽과 비율이 커지는 방향의 관계를 찾아 한 줄로 적으세요.
칸 A — 반응 A 그래프 (가열 정도 → 비율%)
칸 B — 반응 B 그래프 (가열 정도 → 비율%)
칸 C — A·B 비율 최대: 가열 손잡이 방향
칸 E — P·Q·R 알갱이 수 (왼쪽 vs 오른쪽)
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)같은 가열 손잡이를 올렸는데 반응 A는 비율이 커지고 반응 B는 작아졌습니다. 두 반응의 무엇이 달라서 반대로 움직였을까요? 여러분의 말로 설명하세요. (15점)
✎ A는 데울 때 앞쪽으로 잘 나아가고, B는 ___
(2)압력을 올렸을 때 비율이 커진 반응은 양쪽 알갱이 수가 어떤 관계였나요? 이것이 그 반응만의 우연일까요, 어느 경우에나 통하는 규칙일까요? 다른 반응 하나를 직접 골라 확인한 결과와 함께 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 고른 반응 ___로 보니 …
(3)반응 Q는 압력을 아무리 바꿔도 비율이 그대로였습니다. P·R과 무엇이 달라서 그런 차이가 생겼을까요? (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) | 가열·압력 표 값을 정확히 그래프·화살표로 옮기고, 양쪽 알갱이 수를 빠짐없이 셈 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 두 반응이 반대로 움직인 까닭에 이유를 붙였고, 다른 반응을 직접 골라 규칙을 확인함 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
조건을 바꾸어 얻는 양을 키우는 법 · 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.발열 반응 2SO₂(g)+O₂(g) ⇌ 2SO₃(g)에서 SO₃의 수득률을 높이려면 온도와 압력을 각각 어떻게 해야 하는가?
2.암모니아 합성 N₂(g)+3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)(발열)에서 NH₃의 수득률을 최대로 하는 온도·압력 조건을 쓰시오.
3.어떤 반응의 온도를 높였더니 생성물의 수득률이 증가했다. 이 반응의 정반응은 흡열 반응인가 발열 반응인가?
4.H₂(g)+I₂(g) ⇌ 2HI(g)에서 압력을 높이면 HI의 수득률은 어떻게 되는가? 이유와 함께 쓰시오.
5.PCl₅(g) ⇌ PCl₃(g)+Cl₂(g)에서 생성물의 수득률을 높이려면 압력을 어떻게 해야 하는가?
정답
1. 온도를 낮추고, 압력을 높인다 (발열이므로 저온에서 정반응 이동, 계수 합이 작은 오른쪽으로 이동시키려면 고압)
2. 낮은 온도, 높은 압력 (발열 → 저온이 정반응 유리, 4몰→2몰이므로 고압이 정반응 유리)
3. 흡열 반응 (온도를 높이면 열을 흡수하는 방향인 정반응으로 평형이 이동)
4. 변하지 않는다 — 양변의 기체 계수 합이 2로 같아 평형 이동이 일어나지 않기 때문
5. 압력을 낮춘다 (기체 계수 합이 큰 생성물 쪽 1몰→2몰으로 평형이 이동하여 수득률 증가)