Ⅱ. 화학 반응의 규칙성

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다음 현상을 물리적 변화와 화학적 변화로 구분하시오.

(1) 음식물이 소화된다.

(2) 공기 중에서 드라이아이스가 점점 작아진다.

(3) 암석을 망치로 잘게 부순다.

(4) 여름철에 음식물이 상한다.

(5) 겨울철 새벽 풀잎에 서리가 내린다.

(6) 양초가 연소할 때 빛과 열이 발생한다.

초콜릿이 녹아도 초콜릿 맛이 변하지 않는 이유를 쓰시오.

물리적 변화가 일어날 때 달라지는 것을 모두 고르시오.

	<보 기>
ㄱ. 분자의 종류 ㄴ. 분자의 배열 ㄷ. 분자의 수 ㄹ. 분자의 크기 ㅁ. 분자 사이의 거리

다음 변화가 화학 변화인 이유를 쓰고, 반응물과 생성물을 각각 쓰시오.

묽은 염산에 마그네슘 조각을 넣었더니 그림과 같이 수소 기체가 발생하고, 염화 마그네슘이 생성되었다.

다음 글의 (     ) 안에 들어갈 말을 쓰시오.

화학적 변화가 일어나면 ㉠(     )를 구성하는 원자 사이의 결합이 끊어져서 새로운 ㉡(     )가 생성되므로 물질의 성질이 변한다.

다음은 물질의 변화를 모형으로 나타낸 것이다.

(가)
(나)

위 변화를 물리적 변화와 화학적 변화로 구분하시오.

다음은 염화 칼슘 수용액과 탄산 나트륨 수용액의 반응을 나타낸 것이다.

염화 칼슘 + 탄산 나트륨 → 탄산 칼슘 + 염화 나트륨

염화 칼슘과 탄산 나트륨이 완전히 반응할 때 염화 칼슘 속에 들어 있는 칼슘의 질량이 [eqn: 5.0` rm ``g]이면 생성물인 탄산 칼슘 속에 들어 있는 칼슘의 질량은 몇 [eqn: rm g]인지 쓰시오.

달걀 껍데기와 묽은 염산을 넣고 반응시키면 이산화 탄소가 발생한다. 발생하는 이산화 탄소의 질량을 구하는 방법을 쓰시오.

다음 글의 (     ) 안에 알맞은 말을 쓰시오.

(가) 화학 반응이 일어날 때 반응물의 총 질량과 생성물의 총 질량이 항상 같다는 것을 (     ) 법칙이라고 한다.

(나) 화합물을 이루는 성분 원소의 (    ) 사이에는 항상 일정한 비가 성립한다.

산화 마그네슘에서 마그네슘과 산소의 질량비는 [eqn: 3`:`2]이다. 마그네슘 [eqn: 2.7` rm ``g]이 산소와 완전히 반응할 때 생성되는 산화 마그네슘의 질량은 몇 [eqn: rm g]인가?

구리 [eqn: 1.2``` rm g]을 산소와 완전히 반응시켰더니 산화 구리(Ⅱ) [eqn: 1.5``` rm g]이 생성되었다. 산화 구리(Ⅱ)를 구성하는 구리와 산소의 질량비를 구하시오.

황화 철을 구성하는 철과 황의 질량비는 [eqn: 7`:`4]이다. 철 [eqn: 2.5` rm ``g]과 황 [eqn: 0.8``` rm g]을 완전히 반응시킬 때 (가) 생성되는 황화 철의 질량과 (나) 남는 물질의 종류와 질량을 각각 구하시오.

수소 [eqn: 3``` rm g]과 산소 [eqn: 30``` rm g]을 완전히 반응시킬 때 (가) 생성되는 물의 질량과 (나) 반응하지 않고 남아 있는 기체의 종류와 질량을 구하시오.

질산 은 수용액 [eqn: 6``` rm mL]가 들어 있는 시험관에 농도가 같은 염화 나트륨 수용액을 계속 떨어뜨리면 생성되는 앙금의 양은 어떻게 되는가? 그 이유는 무엇인가?

볼트([eqn: rm B])와 너트([eqn: rm N])를 이용하여 다음과 같이 화합물 [eqn: rm BN _{2}]를 만들었다.

볼트([eqn: rm B]) 5개와 너트([eqn: rm N]) 12개를 이용하여 최대로 만들 수 있는 [eqn: rm BN _{2}]의 개수는?

다음은 볼트([eqn: rm B])와 너트([eqn: rm N])를 이용한 반응 모형이다.

(    )

(1) 생성되는 화합물을 모형으로 나타내시오.

(2) 위 모형으로 설명할 수 있는 법칙 두 가지를 쓰시오.

볼트([eqn: rm B]) 10개와 너트([eqn: rm N]) 15개를 이용하여 [eqn: rm BN _{3}]를 최대로 만들 때 결합하지 않고 남는 것의 종류와 개수는?

다음 글의 (    ) 안에 알맞은 말을 쓰시오.

(가) 같은 온도와 압력에서 반응하는 기체와 생성되는 기체의 부피 사이에는 간단한 정수비가 성립한다는 것을 (     ) 법칙이라고 한다.

(나) 아보가드로 법칙에 따르면 같은 온도와 압력에서 모든 기체는 같은 ㉠(     ) 속에 같은 수의 ㉡(     )가 들어 있다.

수소 기체와 염소 기체가 반응하여 염화 수소 기체가 생성될 때 부피비는 수소 : 염소 : 염화 수소 = [eqn: 1`:`1`:`2]이다. 염화 수소 생성 반응을 다음 그림에 분자 모형으로 나타내시오.

수소            염소                염화 수소

다음 화학 반응식을 완성하시오.

(1) [eqn: rm N _{2} `+`H _{2} ```` -> ````NH _{3}]

(2) [eqn: rm Cu`+`O _{2} ```` -> ````CuO]

(3) [eqn: ` rm CO`+`O _{2} ```` -> ````CO _{2}]

(4) [eqn: rm Na`+`H _{2} O```` -> ````NaOH`+`H _{2}]

(5) [eqn: rm C _{4} H _{8} `+`O _{2} ```` -> ````CO _{2} `+`H _{2} O]

다음은 질소와 산소가 반응하여 일산화 질소를 생성하는 반응을 화학 반응식으로 나타낸 것이다.

[eqn: rm N _{2} `+`O _{2} ```` -> ````2NO]

이 화학 반응식에서 알 수 있는 사실을 세 가지만 쓰시오.

대단원 마무리

다음 변화를 물리적 변화와 화학적 변화로 옳게 구분한 것은?

(가) 철 가루와 황 가루를 섞어 혼합물을 만든다.

(나) 석회암에 식초를 뿌리면 기체가 발생한다.

(다) 물을 가열하면 기포가 발생한다.

(라) 소금물을 가열하면 물이 증발하고 소금만 남는다.

(마) 철제 대문이 시간이 지나면서 녹슨다.

(바) 향수병의 뚜껑을 열면 향수 냄새가 퍼져 나간다.

	물리적 변화	화학적 변화
①	(가), (나), (다)	(라), (마), (바)
②	(가), (다), (라)	(나), (마), (바)
③	(다), (라), (바)	(가), (나), (마)
④	(가), (다), (라), (바)	(나), (마)
⑤	(나), (마)	(가), (다), (라), (바)

용어와 그에 해당하는 설명을 잘못 짝지은 것은?

① 물리적 변화 - 물질이 본래의 성질을 잃지 않고 모양이나 상태만 바뀌는 변화

② 분해 - 한 물질이 두 가지 이상의 물질로 나누어지는 변화

③ 화합 - 두 가지 이상의 물질이 반응하여 하나의 물질이 되는 변화

④ 일정 성분비 법칙 - 화학 반응이 일어날 때 반응물의 질량의 합과 생성물의 질량의 합은 항상 같다.

⑤ 화학 반응식 - 화학 반응을 화학식을 사용하여 나타낸 식

물리적 변화와 화학적 변화에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르면?(2개)

① 물리적 변화가 일어나면 원자가 보존되므로 물질 본래의 성질을 잃지 않는다.

② 화학적 변화가 일어나면 분자의 배열이 변하므로 성질이 다른 새로운 물질이 생성된다.

③ 물리적 변화가 일어나면 원자의 배열이 변하므로 상태가 변한다.

④ 화학적 변화가 일어날 때 원자의 배열이 달라져서 새로운 분자가 생성된다.

⑤ 물리적 변화와 화학적 변화가 일어날 때 원자의 종류와 수는 모두 변하지 않는다.

다음 글의 (     ) 안에 알맞은 말을 옳게 짝지은 것은?

(가) 화합물을 구성하는 성분 원소의 (       )는 항상 일정한데, 이를 일정 성분비 법칙이라고 한다.

(나) 기체 사이의 반응에서 반응하는 기체와 생성되는 기체의 부피 사이에는 간단한 정수비가 성립하는데, 이를 (       ) 법칙이라고 한다.

	(가)	(나)		(가)	(나)
①	부피비	기체 반응	②	부피비	질량 보존
③	질량비	기체 반응	④	질량비	질량 보존
⑤	질량비	보일

화학 반응이 일어날 때 변하는 것을 보기에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 원자의 종류 ㄴ. 원자의 배열 ㄷ. 원자의 수 ㄹ. 분자의 종류

① ㄱ, ㄴ        ② ㄱ, ㄷ        ③ ㄴ, ㄷ

④ ㄴ, ㄹ        ⑤ ㄷ, ㄹ

다음은 몇 가지 화학적 변화를 나타낸 것이다.

㉠ 비커에 마그네슘 리본을 넣고 태웠더니 재가 생겼다.

㉡ 비커에 묽은 염산과 마그네슘 조각을 넣었더니 기체가 발생하였다.

㉢ 비커에 산화 수은을 넣고 가열하였더니 수은이 생겼다.

㉣ 비커에 질산 은 수용액과 염화 나트륨 수용액이 든 시험관에 넣은 후, 두 수용액을 섞었더니 흰색 앙금이 생성되었다.

(가) 화학 변화가 일어나기 전과 후에 비커의 질량이 변화가 없는 것과 (나) 반응 전보다 반응 후 비커의 질량이 증가하는 것을 옳게 고른 것은?

	(가)	(나)
①	㉠, ㉡	㉢, ㉣
②	㉡, ㉢	㉣
③	㉢	㉠, ㉡
④	㉣	㉡, ㉢
⑤	㉣	㉠

[29-30] 표는 산화 구리(Ⅱ)가 생성될 때 반응하는 구리와 생성되는 산화 구리(Ⅱ)의 질량 관계를 나타낸 것이다.

구리의 질량([eqn: rmg])	2.0	4.0	6.0	8.0	10.0
산화 구리(Ⅱ)의 질량([eqn: rmg])	2.5	5.0	7.5	10.0	12.5

구리 [eqn: 0.8` rm ``g]을 가열할 때 반응하는 산소의 질량은 몇 [eqn: rm g]인가?

① [eqn: 0.1` rm ``g]        ② [eqn: 0.2` rm ``g]        ③ [eqn: 0.3` rm ``g]

④ [eqn: 0.4` rm ``g]        ⑤ [eqn: 0.5` rm ``g]

구리 [eqn: 3.6``` rm g]을 가열할 때 생성되는 산화 구리(Ⅱ)의 질량은 몇 [eqn: rm g]인가?

① [eqn: 4.0` rm ``g]        ② [eqn: 4.2` rm ``g]        ③ [eqn: 4.5` rm ``g]

④ [eqn: 4.8` rm ``g]        ⑤ [eqn: 5.0` rm ``g]

[31-32] 그래프는 염화 나트륨 수용액 [eqn: 10``` rm mL]에 질산 은 수용액을 부피를 달리하여 넣었을 때 생성되는 앙금의 높이를 측정하여 나타낸 것이다.

0    5   10  15   20  25

질산 은 수용액(mL)

그래프에서 앙금의 높이가 더 이상 증가하지 않고 일정하게 유지되는 이유를 서술하시오.

염화 나트륨 수용액 [eqn: 20```` rm mL]를 완전히 반응시키기 위해 필요한 질산 은 수용액의 부피는 몇 [eqn: rm mL]인가?

① [eqn: 15```` rm mL]        ② [eqn: 20```` rm mL]        ③ [eqn: 25```` rm mL]

④ [eqn: 30```` rm mL]        ⑤ [eqn: 35```` rm mL]

[34-35] 그림은 질소 기체와 수소 기체가 반응하여 암모니아 기체가 생성될 때의 부피 관계를 나타낸 것이다.

질소와 수소가 반응하여 암모니아가 생성되는 반응을 화학 반응식으로 쓰시오.

일정한 온도와 압력에서 질소 기체 [eqn: 20` rm ``mL]와 수소 기체 [eqn: 30` rm ``mL]를 반응시킬 때 (가) 생성되는 암모니아의 부피와 (나) 반응하지 않고 남은 기체의 종류와 부피는?

	(가)	(나)
①	[eqn: 20` rm ``mL]	질소, [eqn: 10` rm ``mL]
②	[eqn: 20` rm ``mL]	수소, [eqn: 10` rm ``mL]
③	[eqn: 30` rm ``mL]	질소, [eqn: 10` rm ``mL]
④	[eqn: 30` rm ``mL]	수소, [eqn: 10` rm ``mL]
⑤	[eqn: 50` rm ``mL]	없다.

정답과 해설

Ⅱ. 화학 반응의 규칙성

1. (1) 화학적 변화 (2) 물리적 변화 (3) 물리적 변화 (4) 화학적 변화 (5) 물리적 변화 (6) 화학적 변화    2. 초콜릿이 녹는 것은 물리 변화이며, 물리 변화가 일어날 때는 분자 자체는 변하지 않아서 물질의 성질이 변하지 않기 때문   3. ㄴ, ㅁ   4. 두 물질이 반응하여 새로운 물질이 생성되었으므로 화학 변화이다. 반응물 : 묽은 염산, 마그네슘, 생성물 : 수소, 염화 마그네슘    5. ㉠ 분자, ㉡ 분자   6. (가) 물리적 변화, (나) 화학적 변화    7. [eqn: 5.0` rm ``g]   8. 밀폐 용기에서 반응시켜 전체 질량을 측정한 후, 용기의 마개를 열고 전체 질량을 측정하여 그 차를 구한다.   9. (가) 질량 보존, (나) 질량   10. [eqn: 4.5` rm ``g]   11. 구리 : 산소 = 4 : 1   12. (가) [eqn: 2.2` rm ``g], (나) 철, [eqn: 1.1` rm ``g]   13. (가) [eqn: 27``` rm g], (나) 산소, [eqn: 6``` rm g]   14. 앙금의 양은 증가하다가 일정해진다. 일정량의 질산 은 수용액과 반응하는 염화 나트륨 수용액의 양이 일정하기 때문이다.   15. 5개   16. (1)  (2) 질량 보존 법칙, 일정 성분비 법칙   17. 볼트, 5개   18. (가) 기체 반응, (나) ㉠ 부피, ㉡ 분자   19. 해설 참조  20. 해설 참조   21. 반응물과 생성물의 종류, 반응물과 생성물의 분자 수비와 부피비   22. ④  23. ④   24. ④, ⑤   25. ③  26. ④   27. ⑤   28 ②   29. ③  30 염화 이온의 수가 일정하므로 은 이온의 수가 증가해도 앙금이 더 이상 생성되지 않기 때문이다.   31. ④   32. [eqn: rm N _{2} `+`3H _{2} ```` -> ````2NH _{3}]   33. ①

10. 마그네슘 : 산소 : 산화 마그네슘 = 3 : 2 : 5 = 2.7 g : 1.8 g : 4.5 g

11. 구리와 반응한 산소의 질량은 1.5 g - 1.2 g = 0.3 g이므로 구리와 산소의 질량비는 구리 : 산소 = 1.2 g : 0.3 g = 4 : 1이다.

12. 철 : 황 : 황화 철 = 7 : 4 : 11 = 1.4 g : 0.8 g : 2.2 g이므로 황화 철 2.2 g이 생성되고, 철 1.1 g이 반응하지 않고 남는다.

13. 수소 : 산소 : 물 = 1 : 8 : 9 = 3 g : 24 g : 27 g이므로 물 27 g이 생성되고, 산소 6 g이 반응하지 않고 남는다.

15. 볼트 5개와 너트 10개로 [eqn: rm BN _{2}] 5개를 만들 수 있고, 너트 2개가 결합하지 않고 남는다.

17. 볼트 5개와 너트 15개로 [eqn: rm BN _{3}] 5개를 만들 수 있고, 볼트 5개가 결합하지 않고 남는다.

19. [모범 답안]

20. [모범 답안]

(1) [eqn: rm N _{2} `+`3H _{2} ```` -> ````2NH _{3}]

(2) [eqn: rm 2Cu`+`O _{2} ```` -> ````2CuO]

(3) [eqn: ` rm 2CO`+`O _{2} ```` -> ````2CO _{2}]

(4) [eqn: rm 2Na`+`2H _{2} O```` -> ````2NaOH`+`H _{2}]

(5) [eqn: rm C _{4} H _{8} `+6`O _{2} ```` -> ````4CO _{2} `+`4H _{2} O]

23. ④ 일정 성분비 법칙은 화합물을 구성하는 성분 원소의 질량비가 일정하다는 것이고, 질량 보존 법칙은 화학 반응이 일어날 때 반응물의 질량의 합과 생성물의 질량의 합은 항상 같다는 것이다.

24. ① 물리적 변화가 일어날 때 물질의 성질이 변하지 않는 것은 분자가 보존되기 때문이다.

② 화학적 변화가 일어날 때 새로운 물질이 생성되는 것은 원자의 배열이 변하여 새로운 분자가 생성되기 때문이다.

26. 화학 반응이 일어날 때 원자들이 재배열하여 새로운 분자가 생성되지만, 원자의 종류와 수는 변하지 않는다.

27. ㉠ 마그네슘이 산소와 결합하므로 반응 후 결합한 산소의 양만큼 질량이 증가한다.

㉡, ㉢ 각각 수소 기체와 산소 기체가 발생하여 공기 중으로 날아가므로 반응 후 질량이 감소한다.

㉣ 두 수용액을 섞으면 앙금이 생성되어 가라앉고, 기체가 출입하지 않으므로 반응 전후 질량은 같다.

28. 구리 : 산소 = 4 : 1 = 0.8 g : 0.2 g

29. 구리 : 산소 : 산화 구리(Ⅱ) = 4 : 1 : 5 = 3.6 g : 0.9 g : 4.5 g

31. 염화 나트륨 수용액 10 mL가 질산 은 수용액 15 mL와 완전히 반응하였으므로 염화 나트륨 수용액 20 mL는 질산 은 수용액 30 mL와 완전히 반응한다.

33. 부피비는 질소 : 수소 : 암모니아 = 1 : 3 : 2 = 10 mL : 30 mL : 20 mL이므로 암모니아 기체 20 mL가 생성되고, 질소 기체 10 mL가 반응하지 않고 남는다.