고2·3 화학Ⅰ 「화학의 언어와 양적 관계」 단원은 화학 반응식을 쓰고, 그 계수를 근거로 물질의 양을 몰 단위로 계산하는 내용을 다룹니다. 아래 20문항으로는 계수 맞추기, 기체 부피 계산, 질량 백분율, 한계 반응물, 실험식 구하기를 정확히 해낼 수 있는지 확인합니다.
📝 화학의 언어와 양적 관계 시험지 — 20문항, 정답·해설은 뒤쪽 별지
이름
날짜
점수/100
배점 · 20문항 · 한 문항 5점 · 100점 만점 · 권장 풀이 시간 30분 · 기본·보통·심화가 섞여 나옵니다(정답·해설은 별지).
‘PDF 만들기’를 누르면 화면과 같은 문제로 A4 PDF 파일이 내려받아지고, 폰에서도 됩니다. 같은 학년·같은 과목 문제는 하루에 한 번 만들어지고, 그날은 같은 문제가 다시 나옵니다. 인쇄물 맨 위에 이름·날짜·점수 칸이 함께 찍힙니다.
원장 한마디
스무 문항을 한자리에서 다 풀게 하실 필요는 없습니다. 저는 숙제를 거의 내지 않고, 문제를 적게 풀더라도 직접 풀게 합니다. 계수를 맞추든 몰을 계산하든 풀이를 연습장에 끝까지 쓰게 하세요.
틀린 번호는 표시만 하고 그날은 넘어갑니다. 바로 다시 풀면 방금 본 것을 기억해서 맞히는 경우가 많습니다. 몇 주 지나 내용을 잊었을 때, 시험기간 즈음에 그 번호만 다시 풀게 하는 쪽이 낫다고 봅니다.
화면에서 풀고 채점하기를 쓰셔도 되고, 종이로 풀어도 됩니다. 저는 수학학원 원장이라 이 단원의 풀이는 해설에 맡기겠습니다.
— 수학의 신호 원장
화학의 언어와 양적 관계에서 배우는 것
이 단원의 출발점은 화학 반응식입니다. 프로페인이나 에테인의 연소처럼 반응 전후에 원자의 종류와 수가 같도록 계수를 맞추면, 그 계수가 곧 물질 사이의 몰비가 됩니다. 계수의 합이나 a, c 같은 미지 계수를 묻는 문항이 이 단계를 확인합니다.
계수비가 잡히면 질량, 몰, 기체 부피를 서로 오가는 계산이 이어집니다. 질량을 원자량·분자량(화학식량)으로 나누어 몰로 바꾸고, 계수비로 구하려는 물질의 몰을 정한 뒤, 다시 질량이나 부피로 되돌립니다. Al 5.4 g에서 H₂의 부피를 구하는 문항과 CO₂ 질량에서 CaCO₃의 질량 백분율을 구하는 문항이 같은 흐름입니다.
반응물의 양이 여럿 주어지면 어느 쪽이 먼저 소진되는지부터 가려야 하며, 이 물질이 한계 반응물로서 생성량을 정합니다. 반대로 결합한 질량에서 몰비를 구해 CuO 같은 실험식을 쓰는 문항은 반응식 없이 몰비를 직접 세우는 방향의 계산입니다.
화학의 언어와 양적 관계에서 걸리기 쉬운 곳
몰 수가 같아도 한계 반응물은 다릅니다 NH₃ 3.4 g과 O₂ 6.4 g은 둘 다 0.2 mol이지만 계수비로 보면 O₂가 부족합니다. 몰 수를 계수로 나누어 비교한 뒤 계산해야 합니다.
남은 기체의 부피를 빼먹기 쉽습니다 N₂ 10 L와 H₂ 24 L 문항에서 생성된 NH₃ 16 L만 답으로 쓰면 틀립니다. 반응하고 남은 N₂ 2 L를 더해야 전체 부피 18 L가 됩니다.
기체 1 mol의 부피는 조건마다 다릅니다 Al 문항은 0 ℃, 1기압에서 22.4 L를, 염산 실험 문항은 24 L를 씁니다. 문제에 적힌 1 mol의 부피를 확인하지 않고 외운 값을 쓰면 틀립니다.
시험지에서 뽑아 본 문제
과산화 수소(H₂O₂)가 분해되는 반응의 화학 반응식은 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂이다. H₂O₂ 6.8 g이 모두 분해될 때 생성되는 O₂의 부피는 몇 L인가? (단, 원자량은 H=1, O=16이고, 실험 조건에서 기체 1몰의 부피는 24.5 L이다.)정답 · 2.45 L — H₂O₂의 몰 질량은 34 g/mol이므로 6.8 g은 0.2 mol이다. 계수비가 H₂O₂ : O₂ = 2 : 1이므로 O₂는 0.1 mol 생성되고, 부피는 0.1 mol × 24.5 L/mol = 2.45 L이
M의 원자량은? (O의 원자량은 16이다.) 금속 M의 산화물 M₂O₃ 10.2 g을 분석하였더니 M이 5.4 g 들어 있었다. ① 24 ② 27 ③ 40 ④ 56정답 · ② 27 — 산소의 질량은 10.2−5.4=4.8 g이므로 O는 4.8/16=0.3 mol이고, M₂O₃에서 M은 0.3×2/3=0.2 mol이다. 따라서 M의 원자량은 5.4 g÷0.2 mol=27이다.
위 실험에서 사용한 묽은 염산(HCl(aq))에 들어 있는 HCl의 양(mol)을 단위와 함께 쓰시오. (Mg의 원자량은 24이고, 실험 조건에서 기체 1 mol의 부피는 24 L이다.) 일정량의 묽은 염산에 마그네슘(Mg)의 질량을 달리하여 넣고 반응이 끝난 뒤 발생한 수소(H₂) 기체의 부피를 측정하였다. Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂ 이다. [Mg 질량(g) : H₂ 부피(mL)] 0.12 : 120 0.24 : 240 0.36 : 360 0.48 : 360 0.60 : 360정답 · 0.03 mol — Mg을 0.48 g 이상 넣어도 H₂가 360 mL로 일정하므로 HCl이 한계 반응물이다. H₂ 360 mL = 0.36 L ÷ 24 L/mol = 0.015 mol이고, 반응식에서 HCl:H₂ = 2:1이므로 HC
메테인(CH₄)과 에테인(C₂H₆)의 혼합 기체 0.40 mol을 산소와 완전 연소시켰더니 이산화 탄소(CO₂) 0.60 mol이 생성되었다. 이때 함께 생성된 물(H₂O)의 질량을 단위와 함께 쓰시오. (원자량: H=1, O=16)정답 · 18 g — CH₄을 x mol, C₂H₆을 y mol이라 하면 x+y=0.40, x+2y=0.60이므로 x=y=0.20 mol이다. H₂O는 2x+3y=0.40+0.60=1.0 mol이고, 질량은 1.0 mol×18 g/mol
시험지는 같은 단원의 기본·보통·심화 문항을 섞어 20개로 냅니다. 위 문제는 그 가운데 몇 개를 옮겨 놓은 것입니다.
화학의 언어와 양적 관계 시험지에 나오는 문항 모양
양적 관계 계산
그래프·표 해석
원리 적용
실험 설계·결과 해석
short
choice
화학의 언어와 양적 관계 집에서 이렇게 공부합니다
먼저 계수 맞추기를 하루 10분씩 며칠 연습합니다. C₃H₈, C₂H₆의 연소처럼 탄소, 수소, 산소 순으로 맞추는 순서를 고정하면 빨라집니다. 그다음 질량, 몰, 계수비, 질량 또는 부피의 순서를 식 한 줄씩 적으며 Al과 H₂ 같은 단일 계산 문항을 풉니다.
계산이 익으면 한계 반응물, 질량 감소량, 혼합 기체 문항으로 넘어갑니다. 반응물마다 몰로 바꾸어 계수로 나눈 값을 비교하고, 혼합 기체는 x, y로 놓고 식을 세웁니다. 하루 30분 안팎으로 한두 문항씩 풀되, 풀이 첫 줄에 몰 수부터 적는 습관을 들이시기 바랍니다.