①
염화 나트륨을 녹인 수용액만 온도가 낮아져 가설은 옳지 않음(ㄱ 옳음), 온도가 낮아졌으니 열을 흡수(ㄴ 틀림), 염화 마그네슘은 열을 방출하므로 냉각팩에 못 씀(ㄷ 틀림) → 정답 ①.
핵심 개념
물질이 물에 녹을 때 주변으로 열을 방출하면 수용액의 온도가 높아지고, 주변의 열을 흡수하면 온도가 낮아진다.
단서 따라가기
가설: 세 물질 모두 온도가 높아질 것 / 결과: 염화 나트륨은 낮아짐결과 하나라도 가설과 맞지 않으면 가설은 지지되지 않는다 → 가설은 옳지 않다 보기 ㄱ (옳음)
염화 나트륨 수용액의 온도: 낮아짐수용액의 온도가 낮아졌다 → 녹는 과정에서 주변의 열을 흡수했다 보기 ㄴ (틀림 — 열 흡수)
염화 마그네슘 수용액의 온도: 높아짐녹을 때 주변으로 열을 방출한다 → 주변을 차갑게 하는 냉각팩이 아니라 손난로(발열팩)에 이용할 수 있다 보기 ㄷ (틀림 — 열 방출)
정답 근거
보기 ㄱ: 가설은 세 물질을 녹이면 수용액의 온도가 모두 높아질 것이라고 하였으나, 염화 나트륨(NaCl)을 녹였을 때 수용액의 온도가 낮아졌으므로 가설은 옳지 않다. 따라서 '옳지 않다'는 ㉠으로 적절하다. 옳은 것은 ㄱ뿐이므로 정답은 ①이다.
선지별로 왜 틀렸나
②
함정 '물에 녹는다'는 과정이 모두 열을 내놓는다고 가설처럼 생각하거나, 온도가 낮아진 것을 '열이 빠져나갔다(방출)'로 반대로 해석하기 쉽다.
ㄴ은 염화 나트륨이 녹을 때 주변의 열을 흡수해 수용액의 온도가 낮아졌으므로 틀리고, 옳은 ㄱ이 빠졌다.
③
함정 '열출입을 이용한다'는 말만 보고, 냉각팩에는 열을 흡수하는 반응이 필요하다는 방향을 따지지 않기 쉽다.
ㄱ은 옳지만, ㄷ은 염화 마그네슘이 녹을 때 열을 방출해 온도가 높아지므로 냉각팩을 만들 수 없어 틀리다.
④
함정 표에서 '낮아짐'과 '높아짐'을 물질별로 바꿔 읽어 염화 나트륨은 방출, 염화 마그네슘은 흡수로 거꾸로 연결하기 쉽다.
ㄴ은 염화 나트륨이 열을 흡수하므로 틀리고, ㄷ은 염화 마그네슘이 열을 방출하므로 틀리며, 옳은 ㄱ이 빠졌다.
⑤
함정 결론만 확인하고 ㄴ, ㄷ의 열 흡수·방출 방향은 확인하지 않은 채 모두 고르기 쉽다.
ㄱ은 옳지만, ㄴ은 염화 나트륨이 열을 흡수하므로 틀리고, ㄷ은 염화 마그네슘이 열을 방출하므로 냉각팩에 쓸 수 없어 틀리다.
이 문항이 묻는 능력
탐구 결과를 가설과 대조해 결론을 판단하고, 수용액의 온도 변화로 열의 흡수·방출을 추론해 실생활 이용에 적용하는 능력
다음에 비슷한 문제를 만나면
가설과 탐구 결과를 하나씩 대조해 결론 판단 → 수용액 온도 변화로 열의 흡수·방출 판단 → 열 흡수 반응은 냉각, 열 방출 반응은 가열에 이용
다음 문항 · 17번
그림 (가)는 지구 시스템에서 일어나는 물 순환의 일부를, (나)는 해수의 성층 구조를 나타낸 것이다. ⓐ와…
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관련 개념
흡열 반응화학 반응이 일어날 때 주위로부터 에너지를 흡수하는 반응으로, 주위의 온도가 낮아진다. 광합성, 탄산수소 나트륨의 열분해 등이 있으며, 질산 암모늄이 물에 녹을 때 열을 흡수하는 현상은 냉각 팩에 이용된다.
발열 반응화학 반응이 일어날 때 에너지를 주위로 방출하는 반응으로, 주위의 온도가 높아진다. 연료의 연소, 세포 호흡, 철의 산화, 산화 칼슘과 물의 반응, 중화 반응 등이 있으며, 손난로, 발열 도시락, 난방 등에 이용된다.
열의 흡수와 방출 용해 가설과 결론 냉각팩 발열 반응