[화1] 2023 양적관계를 위한 조언 (2)

안녕하세요 수능 화학 강사 김동준입니다

두 번째 주제는 실험식과 질량, 원자 수와의 관계입니다

실험식은 분자의 구성 원자들을 가장 간단한 비율로 나타낸 식인데

실험식이 같다는 것은 이 비율이 같다는 것을 의미합니다

실험식을 (A_xB_y)_n정도로 일반화시켜서 

실험식이 같으면 x : y가 항상 일정하고

n값에 따라 분자식과 분자량이 달라진다고 생각하면 됩니다만

간단하게 C₂H₄하고 C₃H₆는 CH₂로 실험식이 같고

(CH₂)₂=C₂H₄의 분자량은 28, (CH₂)₃=C₃H₆는 42이므로 

분자량 비 2 : 3, 구성 원자 수 비 6 : 9 = 2 : 3 임을 알 수 있습니다

원자 몰 수는 분자 몰 수와 구성 원자 수의 곱이고, 이므로

 라는 표현이 가능한데

실험식이 n배로 늘어나면 분자량이 n배 늘어나고

구성 원자 수도 n배 늘어나게 됩니다

위 식을 정리해보면,

“실험식이 같은 경우 질량이 동일하면 원자 수도 동일“

또는 “실험식이 같은 경우 질량 비=원자 수 비”

정도로 표현이 가능하겠습니다

예를 들어 C₂H₄와 C₃H₆가 14g씩 있다고 가정하면

구성 원자 수는 다음과 같습니다

C₂H₄의 C원자 수 , H원자 수

C₃H₆의 C원자 수 , H원자 수

구성원자인 C, H 원자 수가 각각 같고 

당연하겠지만 전체 원자 수도 같다는 것을 알 수 있습니다

→ 실험식이 같으면 뭐다? 질량 비 = 원자 수 비

20학년도 3월 학평 화1 4번입니다

보통 ㄴ.을 로 해결하는데

(가)와 (나)의 실험식이 모두 CH₂O로 동일하므로

같은 질량 1g에 들어 있는 전체 원자 수는 같고

ㄴ.은 그냥 맞구나 하고 바로 넘길 수 있습니다

조금 변형해서 1g당 C(탄소) 원자 수나 

같은 질량에 들어 있는 H(수소) 원자 수, 

단위 질량당 O(산소) 원자 수를 물어봐도 

실험식이 같으므로 모두 같다고 볼 수 있겠죠

다음으로 20학년도 수능 화1 14번입니다

A_nB_2n이 wg, 0.4L 첨가됐으므로 1L는 2.5wg이고

밀도비=분자량비 4:5로 n=5를 찾을 수 있습니다

혹은 식을 이용해서

를 통해 n=5를 찾아도 됩니다

다만 여기까지는 대부분 잘 찾는데 x, y를 찾을 때 

식을 조금 복잡하게 가지고 가는 경우가 많습니다

x, y는 단위부피당 전체 원자 수 이므로 이고

이때 A₄B₈, A_nB_2n의 실험식이 AB₂로 같다는 것을 파악하면

질량 비= 원자 수 비 이므로 2w : (2w+w) = 2 : 3이고

으로 구할 수 있겠습니다

이처럼 실험식이 같은 분자들이 등장하면 질량이나 원자 수를 

물어보는지 체크해서 활용해보시기 바랍니다

오늘도 읽어주셔서 감사합니다 :) 다음 글에 뵙겠습니다!