중3 1단원 문제 (3)

안녕하세요^^
다시 동장군이 찾아왔네요~~ 이제 40대 후반인데 이런 추위를 군대에서 경험했던 것 말고 없는 것 같은데 말입니다. 암튼 추워요~~ 다들 감기 조심하세요~

1단원 문제 세 번째 편입니다.
3문제 정도 준비를 했습니다.
첫 번째 문제입니다.

모 중학교 기출문제

첫 번째 문제는 일정성분비 법칙에 관련된 문제입니다. 수소와 산소를 가지고 반응시켜서 물을 생성하는데, 화학반응식은 2H2 + O2 -> 2H2O 이렇게 됩니다. 문제에서 질량을 물어봤기 때문에 수소와 산소, 물의 질량을 알아야 합니다. 하지만, 중학교 과학에서 원자의 상대적인 질량인 원자량에 대해서 배우지는 않습니다. 그럼 어떻게 할까요? 몇 개의 원자들 한해서 원자량을 알려줍니다. 수소의 원자량은 1, 산소의 원자량은 16, 물의 분자량은 18 라고요~ 그런데 원자 한개의 질량은 너무 작아서 사용하기 너무나 어렵습니다. 그래서 원자를 묶어서 사용하는데, 이때 묶음 단위를 몰이라고 하고, 묶는 수가 엄청 많아요. 6.02 X 10 ^23개를 (6.02 곱하기 10의 23승) 묶어야 1몰이 됩니다. 1몰이 되었을 때 질량은 얼마일까요? 바로 원자 또는 이온, 분자의 화학식량(원자량, 이온량, 분자량등)의 g를 붙이면 질량이 됩니다. 예를 들면 수소의 원자량이 1이죠. 그럼, 6.02 X 10 ^23개를 묶은 1몰의 질량은 원자량에 g를 붙이면 되니 1g이 됩니다. 하지만, 중학교 과학에서 이렇게 가르쳐 주지는 않습니다. 왜? 교과과정에 없어서 그래요. 그래서 몇 개의 원자들의 질량을 알려주고 시작을 합니다. 저는 왜 설명을 했을까요??? 설명을 안 해도 되죠. 하지만, 그냥 암기하는 것과 내용을 알고 암기하는 것 과연 무엇이 좋을까?? 그런 여러분이 판단을 하시면 됩니다.
다시 문제로 돌아와서요~~~ 수소의 질량은 1g, 산소의 질량을 16g 이라고 하면 화학반응식에서 수소분자 2개와 산소분자 1개가 반응하여 물 2 분자를 만들죠. 수소 원자 한 개의 질량이 1g이면 수소 분자는 2g이 되겠네요. 산소 원자 한 개의 질량이 16g이면 산소 분자는 32g이 되겠네요.
반응식에서 수소2분자와 산소 1 분자가 만나므로 질량비는 4 : 32 이므로 1 : 8 이 되겠네요.
근데, 표만 봐도 질량비가 1 : 8 인 것을 확인할 수 있습니다. 실험 1에서 수소 0.2g, 산소 2.0g을 넣었는데, 산소가 0.4g이 남았네요. 그럼 사용한 수소는 0.2g이고, 산소는 1.6g이라는 것을 알 수 있죠. 수소와 산소의 질량비는 0.2 : 1.6 이므로 1 : 8이 되네요. 실험 2에서 수소 0.5g, 산소 2.4g이 넣었을 때 질량비가 1 : 8 이므로 수소 0.5g이 다 반응하기 위해서는 산소 4.0g이 있어야 합니다. 하지만, 산소가 2.4g만 있으므로 수소는 다 반응 못 하고 남겠죠? 산소 2.4g를 다 반응하기 위해서는 수소 0.3g만 있으면 되니 수소가 0.2g이 남네요. 실험 3에서 수소는 0.7g 산소는 몰라요. 근데, 반응하고 나서 산소가 0.2g이 남았죠. 그럼 수소 0.7g을 다 사용하기 위해서는 산소 5.6g이 필요합니다. 근데 산소가 0.2g이 남았으니 처음에 들어있던 산소의 양은 5.8g이라는 것을 알 수 있습니다.
이해가 되시나요??
그럼 정답을 찾아보세요^^ 답은 댓글에 있습니다.

두 번째 문제는 기체 반응 법칙에 관련된 문제입니다.

모 중학교 기출문제

기체 반응 법칙은 일정한 온도와 압력하에서 반응하는 기체와 생성되는 기체의 부피에는 간단한 정수비가 성립한다는 것으로 문제에서 그림을 보면 상자하나를 1부피로 보시면 됩니다. 그림을 해석하면 수소 2부피와 산소 1부피가 결합하면 수증기 2부피가 생성된다는 것이죠. 이제 정수비는 2 : 1 : 2 이죠. 문제를 다시 보면 수소와 산소가 각각 10ml씩 넣고 반응시키면 어떻게 될까?인데 수소와 산소 그리고 수증기의 부피비가 2 : 1 : 2 이죠. 그림에서 확인되시죠? 수소 10ml를 반응시키기 위해서 산소는 5ml만 있으면 되고, 생성되는 수증기의 부피는 10ml이겠네요. 그럼 정답 찾아보세요^^

세 번째 문제입니다. 이 문제는 에너지 출입에 대한 문제입니다.

모 중학교 기출문제

화학 반응이 일어날 때 에너지가 출입이 되는데, 에너지가 필요한 반응(흡열 반응)과 에너지가 방출되는 반응(발열 반응)으로 볼 수 있습니다. 에너지가 출입이 되는 가장 큰 이유는 바로 물질이 안정화하기 위해서라고 보시면 됩니다. 이론에서도 설명했지만, 물질은 에너지가 낮을수록 안정하다고 했습니다. 그렇기 때문에 물질을 생성시킬 때 물질이 안정한 방향이 낮을 쪽으로 일어나기도 하고, 에너지가 낮은 물질에 에너지를 줘서 물질을 생성시키기도 하죠.
문제를 볼께요^^
삼각플라스크에 수산화바륨과 염화암모늄을 넣어서 섞어줄 때 반응은 흡열 반응입니다. 에너지가 필요한 반응이죠. 이때 필요한 에너지를 어디서 얻을까요? 주변에서 얻어요. 그래서 주변의 온도가 내려갑니다.
염화암모늄과 수산화바륨을 넣어서 섞어주면 주변의 열을 빼앗아 삼각플라스크와 나무도막이 붙게 되는 것이죠. 그럼, 보기를 볼까요? ㄱ. 수산화바륨과 염화암모늄이 반응할 때 에너지를 흡수한다. - 흡열반응이니까 맞죠.
ㄴ. 수산화 바륨과 염화 암모늄이 반응할 때 주변의 온도는 낮아진다. - 흡열반응이니 주변의 온도가 내려가죠.
ㄷ. 삼각 플라스크에 수산화나트륨 수용액과 염산을 넣고 반응하여도 같은 결과가 나타난다. - 수산화 나트륨 수용액과 염산이 만나는 반응을 중화 반응이라고 합니다. 중화 반응은 산과 염기가 만나서 물을 생성하는 반응인데, 이때 열이 발생하는 반응으로 발열반응의 일종입니다.
그럼 정답 찾으셨나요??

오늘은 3학년 1단원에 대한 문제를 봤습니다. 정리를 잘하시면서 봤으면 좋겠네요^^
긴 글 읽어주셔서 감사합니다.^^