Ⅱ. 화학 반응의 규칙성

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출판사별 교과서 밀착 문제

개념 확인 문제

다음 현상들을 물리 변화와 화학 변화로 구분하시오.

기화     연소      확산      부식     앙금 생성

물리 변화와 화학 변화의 차이점을 물질의 성질과 관련하여 설명하시오.

피부에 상처가 난 곳을 과산화 수소수로 소독하면 거품이 생기는데, 이것은 ( 물리, 화학 ) 변화에 해당한다.

철이 녹스는 것은 ( 화합, 분해, 치환 ) 반응에 해당한다.

탄산 칼슘([eqn: rm CaCO _{3}])을 가열할 때 산화 칼슘([eqn: rm CaO])과 이산화 탄소([eqn: rm CO _{2}])가 생성되는 것은 ( 화합, 분해, 치환 ) 반응에 해당한다.

뷰테인([eqn: RMC _{4} H _{10}])을 연소시키면 이산화 탄소와 물이 생성된다. 이로부터 탄소와 (      )가 뷰테인을 구성하는 성분 원소임을 알 수 있다.

우유에 식초를 떨어뜨리면 단백질이 응고되는데, 이때 반응 후의 질량은 반응 전과 비교하여 어떻게 되는가?

물리 변화와 화학 변화에서 변화 전과 변화 후 물질의 총 질량은 (       )다.

철이 녹슬 때에는 질량이 증가하는 것처럼 보이고, 양초가 연소할 때에는 질량이 감소하는 것처럼 보인다. 그러나 반응한 물질과 생성된 물질을 이루는 원자의 종류와 (     )는 변하지 않으므로 반응 전후 물질의 총 (      )이 보존된다.

화학 반응이 일어날 때 반응 전 물질의 총 질량과 반응 후 물질의 총 질량이 항상 같다는 것을 (        ) 법칙이라고 한다.

물을 이루는 수소와 산소의 질량비는 [eqn: 1`:`8]이다. 수소 [eqn: rm 3```g]을 충분한 양의 산소 속에서 연소시켰을 때 생성되는 물의 질량은 몇 [eqn: rmg]인가?

화합물을 구성하는 모든 원소의 질량비가 일정하다는 것을 (        ) 법칙이라고 한다.

화학 반응식에서 반응 전과 후의 원자의 종류와 수가 같으므로 (        ) 법칙이 성립함을 알 수 있다.

탄소 원자와 산소 원자의 질량비는 [eqn: 3`:`4]이다. 탄소와 산소가 반응하여 이산화 탄소가 생성될 때 반응하는 탄소와 산소의 질량비(탄소 : 산소)를 구하시오.

수소 기체와 염소 기체가 반응하여 염화 수소 기체가 생성되는 반응을 화학 반응식으로 나타내시오.

반응하는 기체와 생성되는 기체의 부피 사이에 간단한 정수비가 성립한다는 것을 (       ) 법칙이라고 한다.

대단원 마무리

화학 변화가 아닌 것은?

① 철이 녹슨다.

② 김치가 시어진다.

③ 우유가 부패된다.

④ 나이가 들면 흰 머리카락이 늘어난다.

⑤ 화장실에 놓아 둔 나프탈렌의 크기가 작아졌다.

화학 변화가 일어날 때 변하는 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 원자의 종류 ㄴ. 원자의 크기 ㄷ. 원자의 수 ㄹ. 원자의 배열 ㅁ. 물질의 성질

① ㄱ, ㄴ                  ② ㄱ, ㄷ

③ ㄴ, ㄷ                  ④ ㄴ, ㅁ

⑤ ㄹ, ㅁ

오른쪽 그림과 같이 강철 솜을 공기 중에서 가열할 때 일어나는 화학 반응을 모두 고르면? (2개)

① 화합         ② 연소

③ 치환         ④ 분해

⑤ 앙금 생성

오른쪽 그림과 같이 질산 은 수용액에 구리선을 넣었더니 구리선 표면에 은이 달라붙고 질산 구리 수용액이 생성되었다. 이때 일어난 화학 반응의 종류를 쓰시오.

오른쪽 그림은 과산화 수소의 분해 실험 장치를 나타낸 것이다. 시험관에 모이는 기체의 성질로 옳은 것은?

① 독성이 강하다.

② 달걀 썩는 냄새가 난다.

③ 무색의 기체이며, 물질의 연소를 돕는다.

④ 성냥불을 가까이 가져가면 ‘펑’ 소리가 난다.

⑤ 파란색 염화코발트 종이를 붉게 변화시킨다.

오른쪽 그림과 같이 설탕을 녹인 후 베이킹파우더를 넣으면 설탕이 부풀어 오른다. 베이킹 파우더의 변화에 해당하는 화학 반응의 종류를 쓰시오.

그림은 과산화 수소와 탄산수소 나트륨의 분해 실험 장치를 나타낸 것이다.

(가)                                 (나)

(가)와 (나)에서 기체를 모으는 방법의 차이를 바탕으로 발생하는 기체의 특성을 서술하시오.

그림은 에탄올을 연소시킨 후 생성 물질을 확인하는 실험을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 집기병 안쪽에는 물방울이 맺힌다.

② 에탄올이 연소할 때 산소와 결합한다.

③ 에탄올이 연소할 때 수소 기체가 발생한다.

④ 집기병 안쪽에 맺힌 액체는 염화코발트 종이로 확인한다.

⑤ 에탄올이 연소할 때 발생하는 기체는 석회수로 확인한다.

열린 용기에서 반응시킬 때, 반응 전후의 질량이 같은 경우를 <보기>에서 모두 고른 것은?

	<보 기>
ㄱ. 나무젓가락을 연소시킨다. ㄴ. 강철 솜을 가열한다. ㄷ. 묽은 염산에 조개껍데기를 넣는다. ㄹ. 황산 나트륨 수용액과 염화 바륨 수용액을 혼합한다.

① ㄱ               ② ㄴ             ③ ㄹ

④ ㄴ, ㄹ           ⑤ ㄷ, ㄹ

황화 철 [eqn: rm 11```g]을 이루는 성분 원소는 철 [eqn: rm 7```g]과 황 [eqn: rm 4```g]이다. 황화 철 [eqn: 44``` rm g]을 얻기 위해 필요한 철의 질량은?

① [eqn: 16``` rm g]           ② [eqn: 18``` rm g]           ③ [eqn: 22``` rm g]

④ [eqn: 24``` rm g]           ⑤ [eqn: 28``` rm g]

[27-29] 표는 수소와 산소가 반응하여 물이 생성될 때의 질량 관계를 나타낸 것이다.

실험	수소의 질량	산소의 질량	물의 질량
1	[eqn: 2` rm ``g]	[eqn: 16``` rm g]	[eqn: 18``` rm g]
2	[eqn: 3``` rm g]	㉠	[eqn: 27`` rm g]
3	[eqn: 4``` rm g]	[eqn: 32` rm ``g]	㉡

㉠과 ㉡에 들어갈 알맞은 값을 쓰시오.

물을 이루는 수소와 산소의 질량비(수소:산소)를 구하시오.

위 실험 결과를 통해 알 수 있는 법칙을 두 가지 쓰시오.

그래프는 마그네슘이 연소될 때의 질량 관계를 나타낸 것이다.

마그네슘 [eqn: 21``` rm g]이 공기 중에서 완전히 연소될 때 필요한 산소의 최소 질량을 구하고, 계산 과정을 함께 쓰시오.

그림은 구리와 산소의 반응을 모형으로 나타낸 것이다.

구리            산소                     산화 구리

이 반응을 화학 반응식으로 나타내시오.(단, 구리와 산화 구리는 고체 상태이고, 산소는 기체 상태이다.).

다음 화학 반응식에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

[eqn: rm 2H _{2} (itg)`+`rmO _{2} (itg)` -> `rm2H _{2} O(itg)]

① 반응 물질은 수소와 산소이다.

② 반응 전후 총 원자 수는 변하지 않는다.

③ 반응 전 수소 원자 수와 반응 후 수소 원자 수는 같다.

④ 반응하는 수소와 산소의 질량비는 [eqn: 2`:`1]이다.

⑤ 반응하는 수소 분자와 산소 분자의 개수비는 [eqn: 2`:`1]이다.

[33-35] 그림은 일산화 탄소와 산소가 반응하여 이산화 탄소가 생성되는 반응을 모형으로 나타낸 것이다.(단, 반응 물질과 생성 물질은 모두 기체 상태이다.).

위 반응을 화학 반응식으로 나타내시오.

일산화 탄소와 산소가 완전히 반응하고 남는 물질이 없었다면, 반응 전 혼합물의 질량과 반응 후 화합물의 질량비를 구하시오.

세 기체의 부피비(일산화 탄소 : 산소 : 이산화 탄소)를 구하시오.

[36-37] 오른쪽 그림과 같이 철가루와 황가루를 혼합하여 가열하면 황화 철이 생성된다.

위 반응을 화학 반응식으로 나타내시오.

위 반응으로부터 일정 성분비 법칙을 설명하시오.

정답과 해설

Ⅱ. 화학 반응의 규칙성

1. 물리 변화 : 기화, 확산, 화학 변화 : 연소, 부식, 앙금 생성   2. 물리 변화에서는 물질의 성질이 변하지 않지만, 화학 변화에서는 물질의 성질이 변한다.   3. 화학   4. 화합   5. 분해   6. 수소   7. 반응 후의 질량은 반응 전과 같다.   8. 같   9. 수, 질량   10. 질량 보존   11. [eqn: rm 27```g]   12. 일정 성분비   13. 질량 보존   14. 3 : 8   15. [eqn: rm H _{2} `+`Cl _{2} ```` -> ````2HCl]  16. 기체 반응   17. ⑤   18. ⑤   19. ①, ②   20. 치환   21. ③   22. 분해   23. 해설 참조   24. ③   25. ③   26. ⑤   27. ㉠ [eqn: 24``` rm g], ㉡ [eqn: 36` rm ``g]   28. 1 : 8    29. 일정 성분비 법칙, 질량 보존 법칙   30. 해설 참조   31. [eqn: rm 2Cu(its)`+`rmO _{2} `(itg)``` -> ````rm2CuO(its)]   32. ④   33. [eqn: ` rm 2CO`+`O _{2} ```` -> ````2CO _{2}]   34. 1 : 1    35. 2 : 1 : 2   36. [eqn: rm Fe(its)`+`rmS(its)```` -> ````rmFeS(its)]   37. 황화 철은 황 원자 1개와 철 원자 1개가 화합하여 생성되므로 황과 철의 질량비가 일정하다.

9. 물리 변화와 화학 변화에서 모두 원자의 종류와 수는 변하지 않으므로 변화 전후에 물질의 총 질량은 일정하다.

12. 수소 : 산소 : 물 = 1 : 8 : 9 = 3 g : 24 g : 27 g

15. 이산화 탄소가 생성되는 반응을 화학 반응식으로 나타내면 [eqn: rm C`+`O _{2`} ```` -> ````CO _{2}]이다. 따라서 반응하는 질량비는 탄소 : 산소 = 3 : 2×4 = 3 : 8이다.

17. 나프탈렌의 크기가 작아지는 것은 고체가 기체로 변하는 승화이므로 물리 변화이다.

18. 화학 변화가 일어날 때 원자는 새로 생기거나 없어지지 않으므로 원자의 종류와 수는 일정하고, 원자의 크기도 변하지 않는다.

19. 강철 솜을 공기 중에서 가열하면 산소와 반응하여 산화 철이 생성되므로 화합이고, 빛과 열을 내면서 타는 반응이므로 연소이다.

20. 질산 은 + 구리 → 질산 구리 + 은

21. 과산화 수소는 물과 산소로 분해되므로 시험관에 모이는 기체는 산소이다.

23. [모범 답안] (가)에서 발생하는 기체는 산소이고, (나)에서 발생하는 기체는 이산화 탄소이다. 산소는 물에 잘 녹지 않으므로 수상 치환으로 기체를 모으고, 이산화 탄소는 물에 잘 녹고 공기보다 무거우므로 하방 치환으로 기체를 모은다.

24. 에탄올이 연소하면 물과 이산화 탄소가 생성된다. 물은 파란색 염화코발트 종이가 붉게 변하는 것으로, 이산화 탄소는 석회수가 뿌옇게 흐려지는 것으로 확인한다.

25. ㄱ. 나무젓가락을 연소시키면 이산화 탄소와 수증기가 발생하여 공기 중으로 날아가므로 반응 후 질량이 감소한다.

ㄴ. 강철 솜을 가열하면 산소와 결합하므로 결합한 산소의 양만큼 반응 후 질량이 증가한다.

ㄷ. 묽은 염산에 조개껍데기를 넣으면 이산화 탄소 기체가 발생하여 공기 중으로 날아가므로 반응 후 질량이 감소한다.

ㄹ. 황산 나트륨 수용액과 염화 바륨 수용액을 혼합하면 흰색 앙금인 황산 바륨이 생기고, 기체가 출입하지 않으므로 반응 전후 질량이 일정하다.

26. 철 : 황 : 황화 철 = 7 : 4 : 11 = 28 g : 16 g : 44 g

27. ㉠ 수소 : 산소 : 물 = 1 : 8 : 9 = 3 g : 24 g : 27 g

㉡ 수소 : 산소 : 물 = 1 : 8 : 9 = 4 g : 32 g : 36 g

29. 수소와 산소의 질량의 합이 생성된 물의 질량과 같으므로 질량 보존 법칙이 성립함을 알 수 있다. 실험 1～3에서 반응하는 수소와 산소의 질량비가 일정하므로 물을 이루는 수소와 산소의 질량비가 일정하다. 즉, 일정 성분비 법칙이 성립함을 알 수 있다.

30. [모범 답안] [eqn: 14``` rm g], 질량비는 마그네슘 : 산소 = 3 : 2이므로 마그네슘 [eqn: 21``` rm g]이 완전히 반응하려면 산소 [eqn: 14``` rm g]이 필요하다.

32. 화학 반응식에서 계수비는 기체의 부피비와 같으므로 반응하는 수소와 산소의 부피비가 [eqn: 2`:`1]이며, 화학 반응식만으로 질량비는 알 수 없다.

34. 반응 후 남은 물질이 없었으므로 질량 보존 법칙에 따라 반응 전 혼합물의 질량과 생성된 화합물의 질량은 같다. 즉, 질량비는 1 : 1이다.