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holychemistry [1038387] · MS 2021 (수정됨) · 쪽지

2021-02-06 16:23:44
조회수 9,794

[화1] 양적관계를 위한 조언(2)

게시글 주소: https://orbi.kr/00035991783

안녕하세요 수능 화학 강사 김동준입니다


처음 올린 글에 예상보다 많이 반응해주셔서 감사드립니다 ^^


오늘은 두 번째로 원자량 기준 변화에 대해 생각해보려고 합니다



사실 평가원에서는 출제된지 꽤 지나서 다른 쟁쟁한 주제들에 비해 


출제가능성은 떨어지지만 충분히 뒤통수를 맞을 수 있을 만한 주제이고


잊을만하면 형이왜거기서나와 사설모의에 나와서 


경험상 과반 이상의 학생들을 당황스럽게 만드는 주제입니다


하지만 한 번만 확실하게 이해를 해서 틀을 잡아두면 다음부터는 


수월하게 해결할 수 있는 주제가 되겠습니다



화1에서 탄소 1몰은 12g이고 이 탄소 12g에 들어있는 


탄소 원자의 개수는   , 즉 아보가드로 수입니다


다만 이건 ‘탄소’ 기준일 때이고 그 기준이 산소나 수소로 바뀐다면,


혹은 탄소의 기준질량이 24g으로 바뀐다면 


‘아보가드로 숫자’가 바뀝니다


그동안 너무 열심히 을 외우다보니 


이 부분을 받아들이기(?)가 힘들 수 있는데 아보가드로 수가 


예를 들어   이나  정도로 


줄어들거나 늘어날 수 있다는 생각을 하시면 되겠습니다


→ 원자량 기준이 변하면 세계관이바뀜 아보가드로 수가 바뀐다



그럼 아보가드로 수가 어떻게 바뀌게 되는지 알아봅시다.ARABOJA


위 단락에서    식을 이용하여


탄소 12g을 탄소 원자 1개의 질량으로 나누어 아보가드로 수를 구했고


 이 나옵니다 여기서 탄소의 기준 질량을 24g으로 바꿔보면


  가 되고


새로운 아보가드로 수는   으로 증가하는 것을 알 수 있습니다


아보가드로 수가 곧 1몰의 개수인데


아보가드로 수가 증가하면 그 1몰의 개수가 많아진다는 것이고


원자 1개의 질량과 아보가드로 수의 곱인 원자량도 증가하게 됩니다


기체 분자 1몰에 들어있는 기체 분자수 역시 


아보가드로 수가 많아진 만큼 많아지는데 


따라서 기체 분자 1몰의 부피도 증가합니다


(아보가드로 수가 감소할 때는 반대로 생각하면 되겠습니다)


사과가 기준에 따라 1Box에 20개일수도 있고 30개일수도 있는 것처럼 


1몰, 1Box 등 부르는 단어만 같고 


그 안에 들어있는 개수가 다를 수 있다는거죠


→ 아보가드로 수가 증가하면 개수가 많아지고 

원자량도 무거워지고 부피도 커진다



15학년도 9월 모평 화1 17번 문항입니다

그림입니다.<br /> <br /> 원본 그림의 이름: 2015학년도 9월 모평 17번.png<br /> <br /> 원본 그림의 크기: 가로 745pixel, 세로 718pixel


원자량 기준이 변하면 뭐가 변한다? 아보가드로 수가 변한다


기준Ⅰ과 Ⅱ에서 아보가드로 수가 어떻게 변하는지 파악해보면,


(산소 원자 1개의 질량) x (아보가드로 수Ⅰ)=15.995(산소 원자량Ⅰ)


(산소 원자 1개의 질량) x (아보가드로 수Ⅱ)=16.000(산소 원자량Ⅱ)


산소 원자 1개의 질량은 일정하기 때문에


(아보가드로 수Ⅰ) < (아보가드로 수Ⅱ) 가 되고


기준Ⅱ에서의 아보가드로 수가 더 많다는걸 알 수 있습니다


따라서 기준Ⅱ에서 1몰의 탄소 원자 개수는 더 많아지고 


더 많아진 개수의 탄소를 연소시키려면 


ㄷ. 산소분자도 더 많이 필요하고


ㄴ. 생성된 이산화 탄소 분자 수도 많아집니다


ㄱ. 0℃, 1기압에서 생성된 이산화 탄소의 밀도는 일정한데


기체 분자 1몰이 갖는 밀도의 경우는 분자(질량)와 분모(부피)가 


일정한 비율로 증가하거나 감소하므로 


기준이 바뀌어도 일정한 값을 가집니다


예를 들어 기체 분자 1몰이 100개일 때 


질량이 100wg, 부피가 100V라고 하면


기체 분자 1몰이 110개로 바뀌었을 때의 


질량은 110wg, 부피는 110V가 되므로


기체의 밀도는 아보가드로 수가 바뀌어도 일정합니다



마지막으로 질량과 개수와의 관계까지만 살펴보고 마무리하겠습니다


지금까지와는 결이 살짝 달라지는데 


일단 몰수나 아보가드로 수와는 관련이 없는 상태에서 시작합니다


예를 들어 사과가 한 개 100g인데 사과 봉투의 질량이 1.5kg이라면 


봉투 안에 사과가 15개 들어있겠죠


여기에는 일단 몰이나 원자량같은 단위가 개입하지 않습니다


그냥 사과가 15개 있을 뿐이죠


그런데 15개가 사과 몇 Box에 해당하는지 계산하려면


1Box aka1몰 당 몇 개 라는 정보 aka아보가드로수 가 필요하고 


그 정보를 넣어서 1Box당 20개(기준Ⅰ)일땐 0.75Box, 


1Box당 30개(기준Ⅱ)일땐 0.5Box라고 계산을 할 수 있게 됩니다


어떤 원자가 갖는 '질량이 일정한 경우'에는 원자 개수가 일정하고


(,)


그 원자가 몇 몰인지 계산하기 위해서 아보가드로 수로 나눠주는데


아보가드로 수가 증가할 경우 몰수는 감소합니다


(,)


기체 분자라면 '부피가 일정한 경우' 기체 분자 개수가 일정한데


여기서도 기체 분자 1몰의 부피가 0℃, 1기압에서 


언제나 22.4L라는 생각을 버리셔야 합니다


22.3L일 수도 있고 40.5L일 수도 있습니다 


적어도 원자량 기준변화 문제에서는 말이죠


기체 분자의 몰수를 구하려면 기체 1몰의 부피로 나눠줘야 하고 


아보가드로 수가 증가하면 기체 1몰의 부피(분모)가 증가해서 


기체 몰수는 감소하게 됩니다


()


어떤 원자가 일정한 질량으로 존재한다 

→ 일정한 개수의 원자가 존재한다


어떤 기체 분자가 일정한 부피로 존재한다 

→ 일정한 개수의 기체 분자가 존재한다


결론적으로 원자의 질량 혹은 기체의 부피가 일정할 때


아보가드로 수와 몰수는 반비례한다를 알 수 있겠습니다



헠헠 열심히 쓰다보니 글이 좀 길어졌네요


원자량 문제를 처음 시도하는 경우엔 


마지막 단락이 조금 헷갈릴 수 있는데


일단 앞부분부터 천천히 하나씩 해보시는걸 추천드립니다



다음 글은 화학 반응식 관련해서 기본적인 내용을 다루어보려고 합니다



긴 글 읽어주셔서 감사합니다!



지난 글 : [화1] 양적관계를 위한 조언(1) https://orbi.kr/00035902685

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