제목 없는 강의

우리 주변에서는
다양한 물질의 변화가
일어나고 있어.

​2024년 여름 유가

우리 주변에서는
다양한 물질의 변화가
일어나고 있어.

​2024년 여름 유가

요리사가 채소나 고기 등 재료를 썰고 익혀서 요리할 때, 요

리 재료에서는 다양한 물질의 변화가 일어난다. 이 단원에서는

일상생활에서 일어나는 여러 가지 물질의 변화를 어떻게 구분할

수 있는지 알고, 화학 반응이 일어날 때 몇 가지 규칙이 성립하는

것과 에너지가 출입하는 것을 알아보자.

화학 반응의
규칙과
에너지 변화

1. 물질의 변화

1. 물리 변화와 화학 변화
2. 화학 반응
3. 화학 반응식

2. 화학 반응의 규칙

1. 질량 보존 법칙
2. 일정 성분비 법칙
3. 기체 반응 법칙

3. 화학 반응과 에너지 변화

1. 에너지를 방출하는 반응
2. 에너지를 흡수하는 반응
3. 에너지 출입을 활용하는 예

Ⅰ

어떤 변화?

인간이만들고, 자연이변화시킨다

남태평양의이스터섬에는모아이석상900여개가있다. 간혹모자를쓴것도있고,

산호로만들어진눈이남아있는것도있지만, 대부분은모자나눈이남아있지않고

움푹들어간눈과긴코를가진특이한모습으로변해있다. 미국뉴욕의상징인자유의

여신상은프랑스에서처음제작했을당시에는붉은갈색이었으나, 100년이넘는오

랜시간이지나면서녹색으로변했다. 모아이석상과자유의여신상의겉모습은어떻

게변한것일까?

창의적으로
생각 열기

자유의 여신상

모아이 석상

뉴욕

이스터섬

바람이 많이 불어서
부서진 걸까?

12Ⅰ. 화학 반응의 규칙과 에너지 변화

​

​

​

​

​

​

​

​

휴가

휴가

휴가

휴가

➏수소기체와산소기체의부피를다르게하면서과정➋~➎를반복하고, 그결과

를표에기록해보자.

실험수소 기체의 부피(mL)산소 기체의 부피(mL)반응 후 주사기 속 물의 눈금(mL)

1

2

1

2

2

2

| 정리 |

➊반응후전극달린주사기속물의눈금이변하는까닭을설명해보자.

➋반응후전극달린주사기속에기체가남아있다면그까닭은무엇인지토의해보자.

➌수소기체와산소기체가완전히반응하는부피비는얼마인가? 그렇게생각하는까

닭을설명해보자.



과

학

적



사

고

력

과

학

적



탐

구



능

력

과

학

적



의

사

소

통



능

력

유의할 점

• 압전 소자 점화기의 스위치를

누를 때 전극 달린 주사기가

튀어 오르거나 흔들리지 않도

록 스탠드에 단단히 고정한다.

• 실험 장치로부터 충분한 거리를

유지하며 반응을 관찰한다.

전극 달린 주사기에 압

전 소자 점화기를 연결

한 다음, 스위치를 눌러

보자.

5

압전 소자 점화기

우수보통미흡

• 전극 달린 주사기에 정해진 수소와 산소의 양을 정확하게 넣었나요?

• 전극 달린 주사기 속 물의 눈금을 정확하게 읽었나요?

• 실험에 적극적으로 참여했나요?

스스로 평가하기

|활동 후기|

이 활동에서 어떤 것을 배웠

는지 자유롭게 써 보자.

➊ 주사기로 물 합성 장치에 수소

기체 20mL를 넣고 꼭지를

잠그자.

➋ 또 다른 주사기로 장치에 산소

기체 10mL를 넣고 꼭지를

잠그자.

➌ 장치에 연결된 점화기를 눌러

두 기체를 반응시킨 후, 일

어나는 변화를 관찰해 보자.

➍ 수소 기체와 산소 기체의 부

피를 다르게 하면서 실험을

반복해 보자.

물 합성 장치

원리가 같은 또 다른 탐구

2. 화학 반응의 규칙 37

1

에너지를 방출하는 반응

학습 목표

• 화학 반응이 일어날 때 에너지를 방출하는 것을 설명할 수 있다.

• 발열 반응의 예를 찾아 설명할 수 있다.

가스의 연소 반응과 반딧불이가 빛을 내는 반응은 어떤 공통점이 있을까?

인류는불을발견한이후부터연료가탈때방출하는열을이용하여음식물을익

히거나여러가지유용한물건을만들어왔다. 물질이타는반응처럼열을방출하는

화학반응이일어날때어떤변화가생길까?

3. 화학 반응과 에너지 변화

핵심 개념

발열 반응

흡열 반응

실

험

해 보기

열을 방출하는 반응에서 온도는 어떻게 변할까?

과

학

적

사

고

력

과

학

적

탐

구

능

력

과

학

적

의

사

소

통

능

력

| 목표 | 열을 방출하는 반응에서의 온도 변화를 에너지와 관련지어 설명할 수 있다.

준비물 5% 묽은 염산, 마그네슘 조각,5% 수산화 나트륨 수용액, 시험관, 시험관대, 온도계, 핀셋, 눈금

실린더, 스포이트, 보안경, 실험용 고무장갑, 마스크, 실험복

유의할 점 보안경, 장갑, 마스크를 반드시 착용하고, 환기가 잘 되는 곳에서 실험한다.

➊시험관에묽은염산20mL를넣고핀셋으로마그네슘조각3개~4개를

넣은다음, 온도계를넣어보자.

- 온도계의 눈금은 어떻게 변하는가?

➋또다른시험관에묽은염산10mL를넣고수산화나트륨수용액10mL를

넣은다음, 온도계를넣어보자.

- 온도계의 눈금은 어떻게 변하는가?

묽은 염산

마그네슘
조각

수산화
나트륨
수용액

●

♥

과정➊, ➋에서일어나는반응의공통점을찾아써보자.

●

♥

온도변화가생긴까닭을에너지와관련지어설명해보자.

38Ⅰ. 화학 반응의 규칙과 에너지 변화

묽은염산에금속조각을넣거나, 수산화나트륨수용액을넣으면온도가높아진다.

이것은산과금속, 또는*산과염기가반응할때주변으로열을방출하기때문이다.

이와같이주변으로에너지를방출하는반응을발열 반응이라고한다. 발열반응이

일어날때는반응이일어나는쪽에서주변으로에너지를방출하므로주변의온도가

높아진다.

가스나휘발유등화석연료의연소반응은빛과열에너지를방출하는대표적인

발열반응이다. 산이나염기가물에녹을때나열에너지를방출하는상태변화가

일어날때도발열반응이일어난다. 우리가호흡할때도발열반응이일어나는데,

호흡에서포도당과산소가반응할때방출하는에너지는체온을유지하거나운동

등의생명활동을하는데쓰인다.

에너지

연료

이산화
탄소
물

산소

그림 8 화석 연료의 연소 반응

스스로
확인하기

➊ 산과 금속이 반응하면 발열 반응이 일어나므로 주변의 온도가 ( 높아, 낮아 )진다.

➋ 발열 반응의 예를 두 가지만 써 보자.

➌ 과학적 의사소통 능력 농촌에서는 가축 분뇨와 같은 물질이 발효하는 반응을 이

용하여 물을 데우기도 한다. 이 반응을 이용하여 물을 데울 수 있는 까닭을 에

너지와 관련지어 설명해 보자.

발열 반응과 관련된 질문

을 만들고, 그 질문에 답해 보자.

사고력 키우기

그림의 비커 안에서 발열 반응이 일어나고 있을 때 에너지가 이동하는 방향을 화살표로 표시해

보자.

*산과 염기

산은 푸른색 리트머스 종이를 붉게

만드는 물질이며, 그 종류에는 염

산, 황산 등이 있다. 염기는 붉은색

리트머스 종이를 푸르게 만드는 물

질이며, 그 종류에는 수산화 나트

륨, 탄산수소 나트륨 등이 있다.

3. 화학 반응과 에너지 변화 39

에너지를 흡수하는 반응

학습 목표

• 화학 반응이 일어날 때 에너지를 흡수하는 것을 설명할 수 있다.

• 흡열 반응의 예를 찾아 설명할 수 있다.

식물의 광합성과 빛에너지는 어떤 관계가 있을까?

화학반응이일어날때는에너지를방출하거나흡수하게된다. 그러면주변으로

부터에너지를흡수하는화학반응이일어날때어떤변화가생길까?

2

실내는 빛이 부족한가

봐. 나무가 잘
자라지 않네.

맞아요. 식물이 잘
자라려면 빛을 많이
받아야 해요.

실

험

| 목표 | 열을 흡수하는 반응에서의 온도 변화를 에너지와 관련지어 설명할 수 있다.

준비물염화 암모늄, 수산화 바륨, 물, 삼각 플라스크, 스포이트, 유리 막대, 온도계, 약숟가락, 시약포지, 전

자저울, 나무판, 보안경, 실험용 고무장갑, 마스크, 실험복

➊나무판위에물1mL를떨어뜨리고, 삼각플라스크를올려놓자.

➋삼각플라스크에염화암모늄10g을넣자.

➌과정 ➋의삼각플라스크에수산화바륨20g을넣고유리막대로잘저은다

음, 온도계를넣어보자.

- 온도계의 눈금은 어떻게 변하는가?

➍나무판위에올려놓은삼각플라스크를손으로들어보자.

해 보기

열을 흡수하는 반응에서 온도는 어떻게 변할까?

과

학

적

사

고

력

과

학

적

탐

구

능

력

과

학

적

의

사

소

통

능

력

●

♥

과정➍에서어떤현상이일어나는지써보자.

●

♥

과정➌과➍의변화가생긴까닭을에너지와관련지어설명해보자.

유의할 점

보안경, 장갑, 마스크를 반드시

착용하고, 환기가 잘 되는 곳에

서 실험한다.

수산화
바륨

염화
암모늄
물을 떨어뜨린
나무판

40Ⅰ. 화학 반응의 규칙과 에너지 변화

전류가 흐르도록 수산화 나트륨을

물에 녹인 후, 수용액을 빨대에 가

득 채운다.

빨대의 아래쪽에 전극 역할을 하

는 핀을 꽂은 다음, 건전지를 연결

한다.

그림 9 물의 전기 분해

수산화 나트륨
수용액

핀

물이 전기 에너지를 흡수하여

수소와 산소로 분해되면서 공기

방울이 발생한다.

스스로
확인하기

➊ 염화 암모늄과 수산화 바륨이 반응할 때 온도가 낮아지는 것은 반응이 일어

나는 쪽에서 주변의 에너지를 ( 방출, 흡수 )하기 때문이다.

➋ 흡열 반응의 예를 두 가지만 써 보자.

➌  과학적 의사소통 능력  탄산수소 나트륨, 설탕

등을 섞어 만든 밀가루 반죽을 높은 온도로

구워 만든 빵의 단면에는 구멍이 많이 있다.

구멍이 생기는 까닭을 탄산수소 나트륨의

분해 반응, 에너지와 관련지어 설명해 보자.

흡열 반응이 무엇인지 친

구에게 설명해 보자.

염화암모늄과수산화바륨이반응할때주변으로부터열을흡수하므로주변의

온도가낮아진다. 이와같이주변의에너지를흡수하는반응을흡열 반응이라고

한다. 흡열반응이일어날때는반응이일어나는쪽에서주변의에너지를흡수하므로

주변의온도가낮아진다.

열분해나전기분해는주변에서가해준열또는전기에너지를흡수하여일어나는

흡열반응이다. 또, 질산암모늄이물에녹는반응이나열에너지를흡수하는상태

변화가일어날때도흡열반응이일어난다.

산소

수소

3. 화학 반응과 에너지 변화 41

실

험

준비물

물

질산 암모늄

비닐 팩(작은 것, 큰 것)

비커

스포이트

눈금실린더

약숟가락

시약포지

전자저울

열 봉합기

디지털 온도계

보안경

면장갑

실험용 고무장갑

실험복

흡열 반응을 이용한 손 냉장고 만들기

탐구 활동

유의할 점

열 봉합기를 사용할 때 화상을

입지 않도록 유의한다.

도움말

큰 비닐 팩의 입구를 밀봉하기

전 비닐 팩 안의 공기를 최대한

빼낸다.

반응 후 다시 비닐 팩의 온도를 측정해 보고, 비닐

팩을 손등에 올려서 차가운 정도를 느껴 보자.

6

큰 비닐 팩의 입구가 완전히 막힌 것을 확인한 다음,

작은 비닐 팩을 터뜨려 안에 있던 물이 큰 비닐 팩

의 질산 암모늄과 반응하게 하자.

5

큰 비닐 팩에 질산 암모늄을 30g 정도 넣고 온도를

측정해 보자.

2

작은 비닐 팩에 물을 20mL 정도 넣고 온도를 측

정한 다음, 비닐 팩의 입구를 잘 닫자.

1

물

질산 암모늄

과정 ➊의 작은 비닐 팩을 과정 ➋의 큰 비닐 팩 안

에 넣자.

열 봉합기로 큰 비닐 팩의 입구를 완전히 밀봉한 후

비닐 팩을 손등에 올려서 차가운 정도를 느껴 보자.

4

3

과정 ➊의
작은 비닐 팩

과정 ➋의
큰 비닐 팩

열 봉합기

| 목표 |

흡열반응을이용하여손냉장고를만들어보고, 에너지가출입하는것을설명할수있다.

| 과정 |

42Ⅰ. 화학 반응의 규칙과 에너지 변화

과

학

적

사

고

력

괗

과

학

적

탐

구

능

력

과

학

적

의

사

소

통

능

력

한 걸음더

손난로를 만드는 과정을 조사해 보고,*시온 물감을 이용하여 자신만의 손난로를

만들어 보자.

*시온 물감: 온도에 따라 색이 변하는 물감

| 결과 및 정리 |

➊온도를측정한결과를표에기록해보자.

과정 ➊에서 물의 온도(¾)

과정 ➋에서 질산 암모늄의 온도(¾)

과정 ➏에서 반응 후 비닐 팩의 온도(¾)

➋반응후관찰할수있는변화를두가지이상써보자.

➌반응전후에온도변화가일어나는까닭을에너지와관련지어설명해보자.

우수보통미흡

• 실험에 적극적으로 참여했나요?

• 유의할 점을 잘 지켰나요?

• 온도 변화가 일어나는 까닭을 에너지와 관련지어 잘 설명했나요?

|활동 후기| 이 활동을 하면서 아쉬웠던 점, 활동 후 더 궁금해진 내용 등을 자유롭게 써 보자.

스스로 평가하기

3. 화학 반응과 에너지 변화 43

물음 각 장치의 원리를 조사하여 빈칸에 정리해 보자.

에너지 출입을 활용하는 예

학습 목표

• 에너지 출입을 활용하는 예를 찾을 수 있다.

• 에너지 출입을 활용한 장치를 설계할 수 있다.

반응이 일어날 때 에너지를 방출하거나 흡수하는 것을 어떻게 이용할 수 있을까?

가스레인지나보일러는화석연료가연소할때방출하는열에너지를취사나난

방에활용하는장치이다. 질산암모늄이나염화암모늄이물과반응할때주변의

에너지를흡수하는것을활용하면휴대용냉각장치를만들수있다. 이와같이반응

이일어날때에너지를방출하거나흡수하는것을활용하면우리생활을편리하게

할수있다.

3

와, 연료가
연소할 때 나오는 에너지로
저렇게 큰 로켓이 우주까지
날아갈 수 있다니.......

로켓을
발사합니다.
5, 4, 3, 2, 1!
발사!

그림 10 에너지 출입을 활용하는 장치의 예

비닐 팩에 질산 암모늄과 물이

분리되어 들어 있다. 냉찜질 팩을

세게 누르면 물이 들어 있는 비

닐 팩이 터지면서 질산 암모늄과

물이 반응하여 온도가 낮아진다.

흔드는 손난로

냉찜질 팩

발열 도시락

금속 단추 손난로

44Ⅰ. 화학 반응의 규칙과 에너지 변화

스스로
확인하기

➊ 냉찜질 팩은 ( 발열, 흡열 ) 반응을 활용한 장치이다.

➋  과학적 사고력  구제역은 소나 돼지에게 치명적인 전염병이다. 구제역을 방역하

기 위해 산화 칼슘과 물을 사용하는 까닭을 설명해 보자.

에너지 출입을 활용하는

사례를 친구에게 설명해 보자.

설

계

해 보기

에너지 출입을 활용하는 장치를 설계해 볼까?

과

학

적

사

고

력

과

학

적

문

제

해

결

력

과

학

적

의

사

소

통

능

력

➊모둠별로어떤용도의장치를설계할지토의하여정하고, 그장치에발열반

응과흡열반응중에서어떤반응을활용해야하는지정리해보자.

설계할 장치의 용도:

활용하는 반응:

➋스마트기기로과정➊에서정한장치에적용할반응에관하여다음의내용을

조사해보자.

➌과정➋에서조사한내용을바탕으로실제장치를고안하여설계도를그려보

고, 설명서를써보자.

➍모둠별로고안한장치를발표해보자.

➎다른모둠의발표내용을듣고, 각모둠의발표내용을평가해보자.

평가 대상: ( ) 모둠

장치의 용도에 적절한 반응을 선택했는가?

창의적인 장치를 설계했는가?

다른 모둠에서 이해하기 쉽게 발표했는가?

우수보통미흡

| 목표 |

화학 반응에서 일어나는 에너지

의 출입을 활용하는 장치를 설계

할 수 있다.

준비물

스마트 기기

사절지

색연필

사인펜

준비물:

반응이 일어나는 과정:

설계도

설명서

산화 칼슘이 들어 있는 발열 팩에 물을 붓
고 컵을 올려놓으면 컵 안의 물이 따뜻
해진다.

예시

발열 반응과 흡열 반응이 일어날 때 주변의 온도가 어떻게 변하는지 각각 설명해 보자.
중단원
정 리

3. 화학 반응과 에너지 변화 45