2025년 3월 고1 학평 통합과학 19번 해설

핵심 개념

화학 반응 전후 원자의 종류와 수가 같아 질량이 보존되고, 반응하는 물질의 질량 사이에는 일정한 비가 성립한다(일정 성분비).

단서 따라가기

1. aH₂ + O₂ → aH₂O반응 전후 O 원자 수가 같아야 하므로 O₂의 O 원자 2개 = H₂O a개의 O 원자 a개 → a = 2 (H 원자도 2×2 = 4개로 같음) 보기 ㄱ (옳음)
2. 실험 Ⅰ: H₂ 1 g + O₂ 8 g → H₂O 9 g반응 전 질량 합(1 + 8 = 9 g)이 생성된 H₂O 9 g과 같으므로 모두 반응했고, 반응하는 질량비는 H₂ : O₂ = 1 : 8이다 반응 질량비 결정
3. 실험 Ⅱ: H₂ 3 g, O₂ 16 gO₂ 16 g과 반응하는 H₂는 2 g이므로 H₂ 1 g이 남는다(O₂는 모두 반응) 보기 ㄴ (틀림 — 남은 것은 H₂)
4. 실험 Ⅱ의 H₂O 질량 x반응한 H₂ 2 g + O₂ 16 g = 18 g의 H₂O 생성(질량 보존) 보기 ㄷ (옳음)

정답 근거

보기 ㄱ: 반응 전후 원자의 종류와 수는 같다. O 원자는 반응 전 2개이므로 H₂O가 2개 생성되어야 하고, 이때 H 원자도 반응 전 2 × 2 = 4개, 반응 후 2 × 2 = 4개로 같으므로 a = 2이다. 보기 ㄷ: 실험 Ⅰ에서 반응 전 질량 합 1 g + 8 g = 9 g이 생성된 H₂O 9 g과 같으므로 H₂와 O₂는 1 : 8의 질량비로 반응한다. 실험 Ⅱ에서 O₂ 16 g과 반응하는 H₂는 16 g × 1/8 = 2 g이므로 생성된 H₂O의 질량 x = 2 g + 16 g = 18 g이다. 따라서 옳은 것은 ㄱ, ㄷ이고 정답은 ③이다. (ㄴ은 Ⅱ에서 H₂ 3 g 중 2 g만 반응하여 H₂ 1 g이 남으므로 틀리다.)

선지별로 왜 틀렸나

이 문항이 묻는 능력

화학 반응식의 계수를 원자 수 보존으로 정하고, 실험 자료에서 반응 질량비를 구해 남는 반응물과 생성물의 질량을 계산하는 능력

다음에 비슷한 문제를 만나면

원자 수 보존으로 반응 계수 확인 → 모두 반응한 실험에서 반응 질량비 구하기 → 다른 실험에서 질량비로 부족한 반응물을 찾아 남는 물질과 생성물 질량 계산