온도와 압력에 따른 상태 경계 지도 읽기

화학 2 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
학년
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안내 — 이 평가지에는 개념 용어가 일부러 빠져 있습니다. 아래 두 물질의 '경계 지도' 자료를 보고 지시대로 손으로 따라간 뒤, 그 결과를 여러분의 말로 해석·성찰하세요. 정답 문장은 정해져 있지 않으며 이유를 붙인 자기 생각이면 됩니다. [자료] 두 물질 모두 온도(가로)·압력(세로) 위에서 상태가 고체·액체·기체 세 구역으로 나뉘고, 세 경계선이 한 점 T에서 만납니다. ▷물질 A: T=(0.01°C, 0.006기압). 고체–액체 경계선은 T에서 위로 갈수록 살짝 왼쪽(온도 낮아지는 쪽)으로 휘고, 액체–기체 경계선은 (100°C, 1기압)을 지납니다. ▷물질 B: T=(-56.6°C, 5.1기압). 고체–액체 경계선은 T에서 위로 갈수록 오른쪽(온도 높아지는 쪽)으로 휘고, 고체–기체 경계선은 (-78.5°C, 1기압)을 지납니다.  예제: 물(물질 A) (비교용: 이산화 탄소(물질 B))

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활동 — 활동 — 경계 지도를 따라가 보기

30점
  1. 물질 A 지도에 압력 1기압 가로선을 상상해 긋고, 온도를 올릴 때 지나는 상태를 순서대로 [칸 A]에 적어 보세요.
  2. 물질 B에서도 압력 1기압 가로선을 따라 온도를 올릴 때 지나는 상태를 순서대로 [칸 B]에 적어 보세요.
  3. [칸 A]와 [칸 B]를 비교해, 한쪽에만 있고 다른 쪽엔 없는 상태를 찾아 그 상태 이름에 ◯표 하세요.
  4. 물질 B에서 점 T의 압력(5.1기압)과 1기압 중 어느 쪽이 더 큰지 [칸 C]에 적어 보세요.
  5. 두 물질의 고체–액체 경계선이 위로 갈 때 각각 왼쪽·오른쪽 어느 쪽으로 휘는지 [칸 D]에 적어 보세요.
  6. 가로선을 위로 올려(압력을 높여) 보고, 고체가 녹기 시작하는 온도가 A와 B에서 각각 오르는지 내리는지 [칸 E]에 적어 보세요.
칸 A — 물질 A: 1기압에서 온도 올릴 때 지나는 상태 순서
칸 B — 물질 B: 1기압에서 온도 올릴 때 지나는 상태 순서
칸 C — 물질 B: 5.1기압 vs 1기압 (큰 쪽)
칸 D — 고체–액체 경계선이 휘는 방향 (A / B)
칸 E — 압력 높일 때 녹는 온도 변화 (A / B)
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해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기

40점

(1)[칸 A]와 [칸 B]의 상태 순서가 어떻게 달랐나요? 물질 B에는 왜 어떤 상태가 나타나지 않았는지, [칸 C]의 답과 연결해 여러분의 말로 설명하세요. (15점)

✎ 물질 B는 1기압이 점 T의 압력보다 ___기 때문에 …

(2)물질 B에서 고체가 액체를 거치지 않고 바로 기체가 된 것은 1기압이라서 생긴 특별한 일일까요, 점 T의 압력보다 낮은 압력이면 어떤 물질에서도 생기는 규칙일까요? 물질 A라면 압력을 얼마 아래로 낮췄을 때 같은 일이 생길지 자료의 값으로 확인해 이유와 함께 쓰세요. (15점)

✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 물질 A는 압력이 ___기압보다 낮으면 …

(3)[칸 D]에서 두 물질의 경계선이 휘는 방향이 서로 반대였습니다. 이 차이 때문에 [칸 E]의 '압력을 높일 때 녹는 온도 변화'가 A와 B에서 어떻게 달라지는지 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 것(세 경계선이 만나는 점, 고체가 바로 기체로 바뀌는 일, 경계선이 휘는 방향 등)에 교과서에서 배운(또는 배울) 화학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (15점)

평가 기준
활동 수행 (30점)두 지도에서 1기압 선을 따라 지나는 상태를 순서대로 찾고, ◯표·방향·크기 비교를 정확히 함상 · 중 · 하
해석 (40점)물질 B에 한 상태가 없는 까닭을 압력 값으로 설명하고, 우연/규칙을 자료로 검증함상 · 중 · 하
성찰 (30점)활동 순서를 스스로 재구성하고, 자신의 경험에 알맞은 이름(용어)을 연결함상 · 중 · 하
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연습 문제

온도와 압력에 따른 상태 경계 지도 읽기 · 각 20점 · 총 100점
학년
이름
점수

안내 — 1쪽에서 스스로 세운 개념을 이번에는 용어를 써서 반복 적용해 봅니다. 풀이·서술을 빈 곳에 쓰고, 다 푼 뒤 맨 아래 정답으로 스스로 채점하세요.

1.이산화 탄소의 삼중점은 -56.6°C, 5.1기압이다. 1기압에서 고체 이산화 탄소(드라이아이스)를 가열할 때 일어나는 상태 변화를 쓰고, 그 까닭을 삼중점의 압력과 비교하여 설명하시오.
2.물의 융해 곡선과 이산화 탄소의 융해 곡선은 기울기의 부호가 서로 반대이다. 각각의 부호를 쓰고, 외부 압력이 높아질 때 녹는점(어는점)이 어떻게 변하는지 각각 쓰시오.
3.1기압에서 물을 -10°C에서 400°C까지 가열할 때 거치는 상태를 순서대로 쓰시오.
4.이산화 탄소가 액체 상태로 존재하려면 압력 조건이 어떠해야 하는지 삼중점을 근거로 쓰시오.
5.대부분의 물질과 달리 물의 융해 곡선이 음(-)의 기울기를 갖는 것과 관련하여, 얼음에 높은 압력을 가하면 나타나는 현상을 쓰시오.
정답
1. 승화(고체→기체). 1기압이 삼중점 압력(5.1기압)보다 낮아 액체를 거치지 않고 바로 기체가 되기 때문. 2. 물: 음(-)의 기울기 → 압력↑이면 녹는점 낮아짐. 이산화 탄소: 양(+)의 기울기 → 압력↑이면 녹는점 높아짐. 3. 고체 → (0°C에서 녹음) 액체 → (100°C에서 끓음) 기체 4. 삼중점 압력인 5.1기압보다 높은 압력에서만 액체가 존재한다(1기압에서는 액체가 없음). 5. 녹는점이 낮아져 얼음이 녹는다(0°C보다 낮은 온도에서도 압력을 높이면 액체가 됨).
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