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

2021-02-28 21:51:25
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[화1] 양적관계를 위한 조언(4)

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안녕하세요 수능 화학 강사 김동준입니다


재정반 개강 시즌이다보니 정신이 없네요 @_@


여러분들은 새로운 환경에 잘 적응하고 계시는지..



오늘은 네 번째로 화학 반응식에서 


비례식을 이용하는 방법에 대해 생각해보려고 합니다


화1에서 비례식은 계산과정을 효율적으로 만들어 줄 수 있는


좋은 도구이므로 잘 정리해두시면 좋습니다



일단 간단한 문제 하나를 보면서 시작해보겠습니다


20학년도 3월 학평 화1 17번 문항입니다

그림입니다.<br />
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원본 그림의 이름: 20학년도 3월 학평 화1 17번.png<br />
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원본 그림의 크기: 가로 707pixel, 세로 555pixel


표에서 실린더 (가)를 보면 반응 전 반응물인 A, B가 있고


반응 후 반응물 B와 생성물 C가 있으므로 A는 한계반응물로 


사라졌다 라는 것을 유추할 수 있고 A와 C의 계수가 같으므로


없어지는 A와 생성되는 C의 몰수가 같음도 알 수 있겠습니다


반응 전 A와 B의 몰수비가 1 : 1이므로 일반화시켜서


A와 B가 n몰씩 있다고 가정하고 화학 반응식을 적어보면,


(가)

 aA    bB    aC

반응전

  n         n 

반 응

 -n    -  n      +n

반응후

  0     n- n       n


반응 후 B와 C의 몰수비가 1 : 2이므로  n- n : n = 1 : 2이고


a, b는 계수(간단한 정수)이므로 a=2, b=1을 얻을 수 있습니다


물론 이건 어디까지나 매우 정석적인 풀이법이고



다음과 같이 A와 B의 몰수비를 1몰(상댓값)로


쓰면 굳이 n이라는 미지수를 도입할 필요가 없어집니다


(가)

 aA    bB    aC

반응전

  1         1 

반 응

 -1        -?         +1

반응후

  0         ?           1


?를   라고 쓰고 싶어질 수도 있는데 비워두셔도 괜찮습니다


반응 후 B : C = 1 : 2이므로 B는 자연스럽게 


0.5가 되어 물음표 자리에 0.5를 쓰면 완성이고


화학 반응식을 3줄 썼을 때 가운데(반응) 줄은 계수비와


같아야 하기 때문에 a:b:a = 1:0.5:1 = 2:1:2가 됩니다



반응 후를 기준으로 거꾸로 올라가는 방식도 있는데


반응 후 B와 C가 1 : 2로 있으므로 B와 C를 상댓값으로 


1몰, 2몰이라고 잡아서 아래에서부터 반응식을 완성시켜보면


(가)

 aA    bB    aC

반응전

  2   

반 응

 -2                    +2

반응후

  0          1          2


위와 같이 쓸 수 있고 반응전 A:B = 1:1이므로 


반응 전 B도 A와 같은 2몰이 되어 반응하는 B는 1몰이


되어야 함을 알 수 있고 계수비 2:1:2도 얻을 수 있습니다


빈칸을 완성하면 다음과 같겠죠


(가)

 aA    bB    aC

반응전

  2         2  

반 응

 -2        -1         +2

반응후

  0         1           2


똑같은 논리를 실린더 (나)의 질량관계에 적용시켜보면,


(나)

 aA    bB    aC

반응전

   

반 응

                      +11

반응후

  0         3          11


반응 전 질량비가 1:1이므로 질량보존법칙에 의해


반응 전 A와 B의 질량 상댓값은 각 7이 됩니다


반응식을 완성하면 질량비 7:4:11을 얻을 수 있고


(나)

 aA    bB    aC

반응전

  7          7  

반 응

 -7        -4       +11

반응후

  0         3         11


기본식인   를 이용하여 분자량 비를 구하면 


A:B:C = 7:8:11이 나오는 것을 알 수 있습니다



간단한 문제를 이용해서 화학 반응식을 보는 기본적인 


몇가지 관점을 살펴봤는데 반응식을 보는 관점을 다양하게


연습해보고 특히 반응식을 아래에서부터 올라가면서 쓰는 연습,


되도록 미지수를 늘리지 않는 연습을 해보는걸 추천드립니다



마지막으로 이 문제에서 살펴보고 싶은 것은 


숫자를 바꿔도 비율만 일정하다면 


반응식의 전체적인 모습은 바뀌지 않는다는 점입니다



예를 들어 실린더 (가)에서 반응 전 A, B의 몰수비가 1:1이므로


둘 다 1몰로 설정하거나 둘 다 2몰 또는 둘 다 5몰로 설정해도


반응 전 A와 B의 몰수비가 1:1이기만 하면


반응 후의 모습은 B와 C가 1:2로 나오겠죠


거꾸로 반응 후 B와 C의 비율이 1:2 이기만 하면


B 1몰, C 2몰이든 B 4.5몰, C 9몰이든 


반응 전 A와 B의 몰수비는 1:1이 나오게 됩니다



같은 논리가 질량비에도 그대로 적용되는 것을


실린더 (나)를 통해 확인할 수 있습니다


질량비 숫자를 아무리 바꿔도,


반응 전 A:B=1:1만 유지한다면 반응 후는 B:C=3:11이 나오고


반응 후 B:C=3:11만 유지한다면 반응 전 A:B=1:1이 나오죠



결론적으로 반응 전 몰수비로 반응 후 몰수비를 유추할 수 있고


반응 후 몰수비로 반응 전 몰수비를 유추해볼 수 있겠습니다



다음 글은 위에서 살펴본 마지막 논리를


조금 어려운 문제에 적용해보려고 합니다


오늘도 읽어주셔서 감사합니다~!

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