남아 있는 양과 상관없이 그대로인 줄어드는 빠르기
화학 2 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 두 물질 A, B가 시간이 지나며 얼마나 남아 있는지 아래에 있습니다. 이 값을 보고 지시를 따르세요. 물질 A: 0분 100, 1분 80, 2분 60, 3분 40, 4분 20, 5분 0. 물질 B: 0분 100, 1분 50, 2분 25, 3분 12.5, 4분 6.25. 예제: 물질 A (매 분 20씩 줄어듦) (비교용: 물질 B (줄어드는 폭이 점점 작아짐))
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①물질 A의 여섯 값을 가로축은 시간, 세로축은 남은 양으로 하여 [칸 A]에 점으로 찍고 선으로 이어 보세요.
- ②물질 A가 이웃한 두 시각 사이에 줄어든 양을 계산해 [칸 B]에 다섯 개 차례로 적어 보세요.
- ③[칸 B]에 적은 다섯 수가 서로 같은지 비교해 '같다' 또는 '다르다'로 [칸 C]에 적어 보세요.
- ④[칸 A]에 이어 그린 선이 곧은 직선인지 휘어진 곡선인지 [칸 D]에 적어 보세요.
- ⑤물질 B가 이웃한 두 시각 사이에 줄어든 양을 계산해 [칸 E]에 차례로 적어 보세요.
- ⑥물질 A와 B 중, 줄어드는 빠르기가 처음부터 끝까지 그대로인 것을 골라 [칸 F]에 적어 보세요.
칸 A — 물질 A의 '시간 → 남은 양' 그래프
칸 B — 물질 A가 매 분 줄어든 양 (다섯 개)
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)물질 A의 줄어든 양이 전부 같았던 것은 시작 값이 100이라서 생긴 우연일까요, 시작 값을 바꿔도 생기는 규칙일까요? 물질 A의 시작 값을 다른 수로 바꿔 표를 새로 만들어 직접 확인한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 시작 값을 ___로 바꿔 매 분 줄어든 양을 구해 보니 …
(2)물질 A는 [칸 B]의 수가 다 같은데 물질 B는 [칸 E]의 수가 점점 작아졌습니다. 무엇 때문에 이런 차이가 생겼을까요? 각 물질에서 줄어드는 빠르기가 '그때 남아 있는 양'과 관계있는지 없는지로 나누어 설명하세요. (15점)
✎ 물질 A의 빠르기는 남은 양과 ___, 물질 B의 빠르기는 남은 양과 ___ 때문에 …
(3)[칸 A]의 선이 곧은 직선이 된 것과, [칸 B]의 다섯 수가 전부 같은 것 사이에는 어떤 관계가 있을까요? 여러분의 말로 이어서 설명해 보세요. (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) | 그래프를 값에 맞게 그리고, 매 분 줄어든 양을 빠짐없이 정확히 계산함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 자기 가설에 이유를 붙였고, 시작 값을 직접 바꿔 확인한 근거가 있음 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 이름을 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
남아 있는 양과 상관없이 그대로인 줄어드는 빠르기 · 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.반응 aA → bB 의 반응 속도식이 v=k[A]ᵐ 에서 m=0일 때, 이 반응의 반응 속도가 반응물 A의 농도로부터 어떤 영향을 받는지 서술하시오.
2.어떤 0차 반응에서 속도 상수 k=0.02 mol/(L·s)이고 A의 처음 농도 [A]₀=0.50 mol/L이다. [A]가 0이 될 때까지 걸리는 시간을 구하시오. (0차: [A]=[A]₀−kt)
3.0차 반응에서 k=0.1 mol/(L·min), [A]₀=1.0 mol/L일 때 반응 시작 4분 후 A의 농도를 구하시오.
4.0차 반응에서 '시간에 따른 [A]' 그래프와 '[A]에 따른 반응 속도' 그래프의 모양을 각각 쓰시오.
5.다음 중 0차 반응의 특징을 모두 고르시오. (가) 농도가 2배가 되면 반응 속도도 2배가 된다 (나) 농도와 관계없이 반응 속도가 일정하다 (다) 시간-농도 그래프가 직선이다
정답
1. 반응 속도가 A의 농도에 관계없이 항상 일정하다 (0차 반응, v=k).
2. t = [A]₀/k = 0.50/0.02 = 25초
3. [A] = 1.0 − 0.1×4 = 0.6 mol/L
4. 시간-[A]: 기울기가 일정하게 감소하는 직선 / [A]-반응 속도: 농도와 무관한 수평선(일정)
5. (나), (다) — (가)는 농도에 비례하는 1차 반응의 특징