중3 과학 화학 반응식 작성과 계수 맞추기 예상문제

🎯 정답: 2번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 오른쪽 ZnCl₂에는 염소(Cl)가 2개 있으므로, 왼쪽에서도 염소 원자가 2개 필요합니다. HCl 하나에는 염소가 1개이므로 HCl은 2개(a=2) 필요합니다.
2️⃣ 이때 왼쪽의 수소 원자는 2HCl → 2개이므로, 오른쪽 H₂는 1개(b=1)면 수소 2개가 되어 균형이 맞습니다.
3️⃣ 아연(Zn)은 양쪽에 각각 1개씩으로 이미 맞으므로 최종 반응식은 Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂이고 a=2, b=1이 정답입니다.

❌ 오답 노트
- 1번: a=1이면 염소 원자가 왼쪽 1개, 오른쪽 2개로 맞지 않습니다.
- 3번: b=2로 두면 수소 원자가 오른쪽 4개가 되어 왼쪽(2HCl=2개)과 맞지 않습니다.
- 4번: a=1, b=2 조합은 염소와 수소 모두 균형이 깨집니다.
- 5번: a=3이면 염소가 왼쪽 3개, 오른쪽 2개로 맞지 않습니다.

💡 핵심 개념 정리
금속과 산이 반응하면 금속 양이온과 수소 기체가 발생하는 반응이 일어납니다. 이때 화학식의 아래첨자(ZnCl₂의 2)에 맞추어 반응물 쪽 계수를 조정하는 것이 계수 맞추기의 핵심 요령입니다.

🌟 실생활 속 과학
🧪 시험관에 아연 조각을 넣고 묽은 염산을 부으면 보글보글 기포(수소 기체)가 발생하는 것을 관찰할 수 있는 대표적인 화학 실험이에요!

🎯 정답: 2번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 왼쪽에는 질소 원자 2개(N₂), 산소 원자 2개(O₂)가 있습니다.
2️⃣ NO 하나에는 질소 1개, 산소 1개가 있으므로, 질소 2개와 산소 2개를 동시에 맞추려면 NO가 2개(x=2) 필요합니다.
3️⃣ 따라서 N₂ + O₂ → 2NO가 되어 양쪽 모두 질소 2개, 산소 2개로 균형이 맞으므로 x=2가 정답입니다.

❌ 오답 노트
- 1번: x=1이면 질소와 산소가 오른쪽에 각각 1개씩만 있어 왼쪽(각 2개)과 맞지 않습니다.
- 3번: x=3이면 질소와 산소가 오른쪽에 3개씩이 되어 왼쪽(2개씩)과 맞지 않습니다.
- 4번: x=4는 원자 수를 지나치게 많이 잡은 값입니다.
- 5번: 계수는 자연수여야 하므로 분수 값은 옳지 않습니다.

💡 핵심 개념 정리
질소와 산소는 상온에서는 거의 반응하지 않지만, 번개가 치거나 자동차 엔진처럼 높은 온도에서는 반응하여 일산화 질소(NO)를 생성합니다. 이는 대기 오염 물질의 하나로도 알려져 있습니다.

🌟 실생활 속 과학
⚡ 천둥 번개가 칠 때 공기 중의 질소와 산소가 반응해 일산화 질소가 만들어지는데, 이는 자연적으로 토양에 질소 화합물을 공급하는 역할도 한답니다!

🎯 정답: 2번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 왼쪽에서 나트륨(Na) 원자는 Na₂SO₄에 2개, 염소(Cl) 원자는 BaCl₂에 2개 있습니다.
2️⃣ 오른쪽의 BaSO₄에는 나트륨과 염소가 없으므로, 나트륨 2개와 염소 2개는 모두 NaCl로 가야 합니다.
3️⃣ NaCl 하나에는 나트륨 1개, 염소 1개가 있으므로 나트륨 2개, 염소 2개를 맞추려면 NaCl이 2개(x=2) 필요합니다. 따라서 BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2NaCl이 균형 잡힌 반응식입니다.

❌ 오답 노트
- 1번: x=1이면 나트륨 2개, 염소 2개가 오른쪽에서 각각 1개씩만 표현되어 원자 수가 맞지 않습니다.
- 3번: x=3이면 나트륨과 염소가 오른쪽에서 3개씩이 되어 왼쪽(2개씩)과 맞지 않습니다.
- 4번: x=4는 나트륨과 염소 개수를 과도하게 많이 잡은 값입니다.
- 5번: 계수는 반드시 자연수여야 하므로 분수 값은 반응식의 계수로 쓸 수 없습니다.

💡 핵심 개념 정리
앙금 생성 반응의 계수를 맞출 때는 앙금(침전물)이 되는 이온과 용액에 남는 이온을 구분하여, 반응에 참여하지 않고 그대로 남는 이온들의 개수를 먼저 맞추는 것이 효율적입니다.

🌟 실생활 속 과학
🥛 황산 바륨(BaSO₄)은 물에 거의 녹지 않고 인체에 무해하여, 병원에서 위장 엑스레이 촬영 시 조영제로 사용되기도 한답니다!

🎯 정답: 2번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 반응식의 양쪽 원자 개수를 세어보면 왼쪽 CaCO₃에는 칼슘 1개, 탄소 1개, 산소 3개가 있습니다.
2️⃣ 오른쪽은 CaO(칼슘 1개, 산소 1개)와 CO₂(탄소 1개, 산소 2개)를 더하면 칼슘 1개, 탄소 1개, 산소 3개(1+2)로 왼쪽과 정확히 일치합니다.
3️⃣ 따라서 이 반응식은 이미 균형이 맞아 있으며 모든 계수가 1(생략)인 상태로 옳은 반응식입니다.

❌ 오답 노트
- 1번: 이미 원자 수가 맞으므로 계수를 추가로 바꿀 필요가 없습니다.
- 3번: CaO의 계수를 2로 바꾸면 오히려 칼슘과 산소 원자 수의 균형이 깨집니다.
- 4번: CO₂의 계수를 2로 바꾸면 탄소와 산소 원자 수 균형이 깨집니다.
- 5번: 이 반응식은 원자 개수가 정확히 일치하는 올바른 반응식입니다.

💡 핵심 개념 정리
석회석의 주성분인 탄산칼슘을 가열하면 생석회(CaO)와 이산화탄소로 분해되는데, 이 반응식은 우연히도 처음부터 계수가 모두 1로 균형이 맞는 예입니다. 모든 반응식이 계수 조정이 필요한 것은 아닙니다.

🌟 실생활 속 과학
🏗️ 탄산칼슘의 열분해로 얻는 생석회(CaO)는 시멘트나 건축 재료를 만드는 데 널리 사용되는 중요한 산업 원료랍니다!

🎯 정답: 2번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ ②를 확인하면 왼쪽은 Mg 1개, H 2개, Cl 2개이고, 오른쪽 MgCl₂(Mg 1, Cl 2) + H₂(H 2)로 Mg 1개, H 2개, Cl 2개가 되어 정확히 일치합니다.
2️⃣ ①은 염소가 왼쪽 1개, 오른쪽 2개로 맞지 않고, ③은 마그네슘 화학식을 MgCl로 잘못 써서 애초에 존재하지 않는 화합물입니다.
3️⃣ ④는 염소가 왼쪽 2개, 오른쪽 4개로 맞지 않고, ⑤는 수소가 왼쪽 1개, 오른쪽 4개로 맞지 않으므로 균형 잡힌 식은 ②뿐입니다.

❌ 오답 노트
- 1번: 염소 원자 수가 왼쪽 1개, 오른쪽 2개로 맞지 않습니다.
- 3번: MgCl은 마그네슘의 실제 화합물이 아니며(마그네슘은 +2가 이온), 화학식 자체가 틀렸습니다.
- 4번: 염소 원자 수가 왼쪽 2개, 오른쪽 4개로 맞지 않습니다.
- 5번: 수소 원자 수가 왼쪽 1개, 오른쪽 4개로 맞지 않습니다.

💡 핵심 개념 정리
여러 개의 반응식 중 올바르게 균형 잡힌 것을 고르는 문제는 각 보기마다 원자 종류별로 개수를 세어 비교하면 실수를 줄일 수 있습니다. 화학식 자체가 틀린 보기(존재하지 않는 화합물)도 주의해야 합니다.

🌟 실생활 속 과학
🧪 마그네슘 리본을 염산에 넣으면 격렬하게 반응하며 수소 기체 거품이 발생하는 모습을 실험실에서 직접 관찰할 수 있어요!

🎯 정답: 2번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 왼쪽 CaO(칼슘 1, 산소 1)와 H₂O(수소 2, 산소 1)를 더하면 칼슘 1개, 산소 2개, 수소 2개입니다.
2️⃣ 오른쪽 Ca(OH)₂에는 칼슘 1개, 산소 2개(OH가 2개이므로), 수소 2개가 들어 있어 왼쪽과 정확히 일치합니다.
3️⃣ 따라서 이 반응식은 이미 계수가 모두 1로 균형이 맞는 올바른 반응식입니다.

❌ 오답 노트
- 1번: 칼슘 원자는 이미 양쪽에서 1개씩 일치하므로 계수를 바꿀 필요가 없습니다.
- 3번: 산소 원자 수도 이미 양쪽에서 2개씩 일치합니다.
- 4번: 수소 원자 수도 이미 양쪽에서 2개씩 일치합니다.
- 5번: 이 반응식은 원자 개수가 정확히 보존되는 올바른 반응식입니다.

💡 핵심 개념 정리
생석회에 물을 부으면 소석회가 되면서 많은 열이 발생하는데, 이 반응은 건조제나 소독제, 건축 재료(회반죽)를 만드는 데 활용됩니다.

🌟 실생활 속 과학
🏫 옛날 운동장에 흰 줄을 그을 때 사용하던 하얀 가루가 바로 소석회(Ca(OH)₂)였답니다. 생석회에 물을 부으면 뜨거운 열과 함께 만들어져요!

🎯 정답: 2번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 화학 반응식의 계수를 맞출 때는 반응 전(왼쪽)과 반응 후(오른쪽)의 원자 개수가 각 원소별로 같아야 합니다.
2️⃣ H₂O에는 산소 원자가 1개뿐이므로 산소 원자 2개(O₂)를 맞추려면 H₂O가 2개 필요합니다: 2H₂O → 산소 2개, 수소 4개.
3️⃣ 수소 4개를 왼쪽에서 맞추려면 H₂가 2개 필요합니다. 따라서 2H₂ + O₂ → 2H₂O가 되어 a=2, b=1, c=2이며, 이는 더 이상 약분되지 않는 가장 간단한 자연수비입니다.

❌ 오답 노트
- 1번: 1:1:1로 두면 왼쪽 산소 2개, 오른쪽 산소 1개로 원자 수가 맞지 않습니다.
- 3번: a=1, b=2로 두면 산소가 왼쪽 4개, 오른쪽 1개로 크게 어긋납니다.
- 4번: a=2, b=2, c=1로 두면 산소가 왼쪽 4개, 오른쪽 1개로 맞지 않습니다.
- 5번: 4:2:4는 2:1:2를 두 배로 늘린 것으로 원자 수는 맞지만 '가장 간단한' 자연수비가 아닙니다.

💡 핵심 개념 정리
화학 반응식의 계수는 반응 전후 원자의 종류와 개수가 보존되도록 맞추며, 항상 계수의 비가 가장 간단한 자연수비가 되도록 나타냅니다. 계수가 1인 경우는 보통 생략하고 쓰지 않습니다.

🌟 실생활 속 과학
🚀 물 로켓이나 수소 연료전지 자동차는 바로 이 2H₂ + O₂ → 2H₂O 반응을 이용해서 에너지를 얻거나 물을 만든답니다!

🎯 정답: 2번

📚 쉽고 명쾌한 풀이
1️⃣ 왼쪽 NaHCO₃(나트륨 1, 수소 1, 탄소 1, 산소 3)와 HCl(수소 1, 염소 1)을 더하면 나트륨 1, 수소 2, 탄소 1, 산소 3, 염소 1개입니다.
2️⃣ 오른쪽 NaCl(나트륨 1, 염소 1) + H₂O(수소 2, 산소 1) + CO₂(탄소 1, 산소 2)를 더하면 나트륨 1, 염소 1, 수소 2, 산소 3(1+2), 탄소 1개로 왼쪽과 정확히 일치합니다.
3️⃣ 따라서 이 반응식은 이미 모든 계수가 1로 균형이 맞는 올바른 반응식입니다.

❌ 오답 노트
- 1번: 이미 나트륨과 탄소 원자 수가 맞으므로 계수를 바꿀 필요가 없습니다.
- 3번: 수소 원자 수는 이미 양쪽에서 2개씩 일치합니다.
- 4번: 탄소 원자 수는 이미 양쪽에서 1개씩 일치합니다.
- 5번: 이 반응식은 원자 개수가 정확히 보존되는 올바른 반응식입니다.

💡 핵심 개념 정리
베이킹소다와 식초(또는 묽은 염산)를 섞으면 이산화 탄소 기체가 발생하며 거품이 이는 것을 볼 수 있는데, 이는 화산 모형 실험이나 빵 반죽을 부풀리는 원리로도 활용됩니다.

🌟 실생활 속 과학
🌋 학교 과학 축제에서 만드는 '베이킹소다 화산 폭발' 실험도 바로 이 반응으로 발생하는 이산화 탄소 기체가 거품을 만들어내는 원리를 이용한 것이랍니다!