[화1] 양적관계를 위한 조언(3)
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안녕하세요 수능 화학 강사 김동준입니다
오늘은 세 번째로 화학 반응식에서
반응의 진행 양상에 대해 생각해보려고 합니다
반응이 어느 정도 진행이 되었는지 전반적인 상황을 파악하면
반응식 쓰기도 쉬워지고 문제해결 역시 수월해지기 때문입니다
쉬운 문제를 하나 보면서 시작하겠습니다
15학년도 10월 학평 화1 15번 문항입니다
일단 그래프를 보면 (나)에서 꺾였으므로
(나)지점에서 반응이 완결되었다는 것을 알 수 있습니다
반응물과 생성물의 상태가 모두 기체이고
x축과 y축의 표현도 기체의 부피로 같아서
A2 1L에 B2를 3L를 넣었을 때 생성물 X 2L가 생기면서
반응이 완결된다는 점을 알 수 있고
따라서 계수비는 1:3:2가 된다는 것도 파악할 수 있습니다
그리고 (가)를 해석해야 하는데 (가)에서는 B2가 2L 들어갔고
완결 전이니 B2를 한계반응물로 1:3:2 반응을 만들어줍니다
(가) | A2 + 3B2 |
반응전 | 1 2 |
반 응 | - |
반응후 | |
2X
-2 + 
0 
(나) 지점도 반응식으로 써보면 다음과 같은 모습이 됩니다
(나) | A2 + 3B2 |
반응전 | 1 3 |
반 응 | -1 -3 +2 |
반응후 | 0 0 2 |
이때 (가)에서 (나)로 넘어가는 반응의 모습을 연속으로 보면
(가)에서 반응이 
만큼 완결되고 (나)에서 남은 
이 완결되어
전체적으로 반응이 종결되는 그림을 그려볼 수 있겠습니다
이런 방식으로 반응의 진행 양상을 전체적으로 파악해보면
다음 문제를 손쉽게 해결할 수 있습니다
17학년도 9평 화1 20번 문항입니다
기체 A의 분해반응이고 그래프에서 시간이 지나 밀도(상댓값)가
1이 되었을 때 반응이 완결되었다는 것을 알 수 있습니다
추가된 물질이 없으므로 질량 보존 법칙에 의해 질량이 일정하고
에서 밀도와 부피는 반비례하게 됩니다
밀도가 1이 되는 반응 완결점을 Z라고 하면
밀도비 
, 부피비 
를 유추할 수 있습니다
X는 반응의 시작 지점이므로 반응물인 A만 존재하고
Z는 반응의 완결 지점이므로 생성물인 B와 C만 존재합니다
(계수비는 2:(b+c)=2:5 가 되겠죠 tmiㅈㅅ)
이 반응의 진행 양상을 살펴보면 반응이 진행되는 중간에
Y지점이 있고 그 Y지점이 전체 반응에서 반응이 
만큼
진행된 지점임을 파악해볼 수 있습니다
시작이 2이고 끝이 5인데 4를 지나고 있다면?
만큼 간 것이겠죠
반응이 
만큼 진행되었다는건
A는 (완결 기준으로) 
만큼 분해되었다는 뜻이기도 하고
B와 C는 (완결 기준으로) 
만큼 생성되었다는 뜻이기도 합니다
Y 지점을 화학 반응식으로 나타내보면 다음과 같겠습니다
Y | 2A |
반응전 | 2 |
반 응 | - |
반응후 | |
bB 
cC
+ 
+ 
( 
+ 
= 
)이해를 돕기 위해 반응식을 쓰기는 했지만
결론적으로 문제에서 묻고자 하는 것은
X에서 A의 질량과 Y에서 A의 질량이므로
밀도비를 통해 부피비를 알아낸 후
Y지점이 
만큼 반응이 진행된 지점이라는 것만 파악한다면
Y에서 A는 
가 분해되어 
만 남아있을 것이고
따라서 정답은 ④번이 된다는 것을 알아낼 수 있겠습니다
참 쉽죠? 대충밥로스아저씨그림그리는짤
마지막으로 19학년도 수능 화1 18번 문항입니다
앞에서 본 문제와 아이디어가 유사한 문제입니다
먼저 (가)에서 반응물 A만 2L 존재하면서 반응이 시작되었고
(다)에서 생성물 B, C만 5L 생성되며 반응이 완결되었으므로
b=4임을 구할 수 있습니다 (나)에서 A, C의 몰수가 같음을
이용하여 다음 반응식을 쓸 수 있고
(나) | 2A |
반응전 | 2 |
반 응 | - |
반응후 | |
4B 
C
+ 
+ 
이를 통해 (나)에서 반응이 
만큼 진행되었다는 것을
파악할 수 있습니다
문제에서 묻는건 (나)에서의 B 질량
즉, 반응이 
만큼 진행된 후의 B 질량이므로
A가 
wg 분해되었을 때의 B 질량을 찾으면 되겠습니다
A : B : C 반응 질량비가 54 : 46 : 8 이므로
(2A 
4B 
C에서 A 2개(27x2)가 분해되어
B 4개(46)와 C 1개(8)가 생긴다고 생각하면 됩니다)
따라서 반응이 
만큼 진행된 후의 B 질량은
임을 알아낼 수 있습니다
A wg이 모두 분해된다면 질량비에 의해
B와 C는 각각 
, 
생기므로
A가 
만 분해되었다면 B, C도 
만큼만 생기게 되겠죠
이번 수능 20번에서도 전체 반응식을 쓸 때
반응이 각각 
, 
진행되는 형태로 나누어 써보면
조금 더 수월하게 문제파악이 가능했었습니다
이처럼 반응의 진행 양상을 전체적으로 파악해보면
문제풀이에 도움이 되는 경우가 많으니 이러한 방법도
한번 연습해보시면 좋을 듯 싶습니다
다음 글은 화학 반응식에서 비례식을 이용하는 방법에 대해
다루어보려고 합니다 오늘도 긴 글 읽어주셔서 감사합니다!
[화1] 양적관계를 위한 조언(1) https://orbi.kr/00035902685
[화1] 양적관계를 위한 조언(2) https://orbi.kr/00035991783
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