1. 연소 반응 (맨투맨 학원)	물질

◑ 연소

물질이 산소와 결합하여 다른 물질로 변하면서 열과 빛을 내는 현상이다.

◑ 연소의 조건

(1) 탈 수 있는 물질이 있어야 한다.

(2) 산소가 있어야 한다.

(3) 발화점이상의 온도가 유지되어야 한다.

) 물질의 연소에 필요한 최저 온도

◑ 연소의 소화

연소의 세 가지 조건 중 한 가지 이상을 제거한다.

구 분	소화 방법의 예
탈 수 있는 물질의 제거	가스의 공급을 차단한다. 산불의 경우 맞불을 놓는다.
산소의 제거	담요를 덮거나, 모래를 뿌린다. 이산화탄소 소화기나 분말 소화기를 사용한다.
발화점 이하로 온도 낮춤	찬물을 붓는다(유류나 전기에 의한 화재에는 사용할 수 없다).

◑ 연소 생성물

물질이 연소하면 화학 변화에 의하여 연소 전과는 전혀 다른 새로운 물질이 생성된다.

(1) 화석 연료의 연소 생성물: 화석 연료는 탄소(C)와 수소(H)가 주성분이므로, 연소하면       일반적으로 물(H2O)과 이산화탄소(CO2)가 생성된다.

C3H8 + 5O2       3CO2 + 4H20 + 빛, 열 에너지

(2) 연소 생성물의 검출

① 물의 검출: 푸른색 염화코발트 종이는 물에 의해 붉게 변화한다.

② 이산화탄소의 검출: 석회수(무색의 수산화칼슘 수용액)는 이산화탄소에 의해 뿌옇게        흐려진다.

◑ 연소 반응의 종류

(1) 완전 연소: 산소의 공급이 충분한 상태에서 일어나는 연소로, 그을음이 생기지 않으며    이산화탄소가 생긴다.

(2) 불완전 연소: 산소의 공급이 충분하지 않은 상태에서 일어나는 연소로, 그을음이나 일    산화탄소가 생긴다.(CO, C)

) 그을음: 불완전 연소시 생기는 탄소 알갱이

◑ 연료 - 열, 빛, 동력 등을 얻기 위하여 연소시키는 물질

◑ 좋은 연료의 조건

① 연소할 때 많은 열량을 내어야 한다.

② 연소 생성물이 환경 오염에 영향을 주지 않아야 한다.

③ 불이 잘 붙고, 일정하게 연소되어야 한다.

④ 값이 싸고, 구하기 쉬워야 한다.

⑤ 사용이 간편하고 운반과 저장이 쉬워야 한다.

⑥ 안전하고 폭발의 위험성이 작아야 한다.

2. 연료 (맨투맨 학원)	물질

상태	종류	장점	단점
고체	나무 석탄 연탄	값이 싸다. 매장량이 많다.	채굴, 수송, 저장이 어렵다. 불을 붙이거나 끄기 어렵다. 재가 남는다.
액체	석유 휘발유 알코올	연소 조절이 쉽다. 재가 남지 않는다. 고체에 비해 발열량이 크다.	매장량이 적다. 냄새가 난다. 가격변동이 심하다.
기체	LPG LNG	값이 싸다. 연소 조절이 쉽다. 액체에 비해 발열량이 크다.	폭발과 화재의 위험성이 있다. 설치비용이 많이 든다.

◑ 연료의 종류

◑ 화석연료

① 연료로 사용할 수 있는 탄화수소를 포함한 물질

② 고생대의 대규모 식물등이 지각변동에 의해 퇴적후 지열과 압력을 받아 변질되어 생긴다.

③ 석탄, 석유, 천연 가스 등이 있다.

구분	LPG(액화 석유 가스)	LNG(액화 천연 가스)
주성분	프로판과 부탄(C3H8, C4H10)	메탄(CH4)
특성	끓는점이 높아 쉽게 액화하므로 용기에 넣어 저장, 운반한다. 공기보다 무거워 확산이 잘 안된다. 설치 비용이 저렴하다. 공업용, 자동차용으로 사용	끓는점이 낮아 쉽게 액화하지 않으므로 파이프를 통하여 공급한다. 공기보다 가벼워 확산이 잘 된다. 수송 파이프 설치비가 비싸다. 가정용으로 주로 사용
누출시	아래 창을 열어 환기	위의 창을 열어 환기

◑ LPG vs LNG

) Liquefied Petroleum Gas

) Liquefied Natural Gas

◑금속의 반응성

① 반응성이 큰 금속

② 이온화 경향이 큼 금속

③ 전자를 잃기 쉬운 금속

④ 산화되기 쉬운 금속

- 반응 속도가 빠르고, 산 또는 물과 활발하게 반응하여 수소 기체를 발생

◑산화 vs 환원

① 산화: 산소를 얻는 것, 전자를 잃는 것

② 환원: 산소를 잃는 것, 전자를 얻는 것

◑금속의 이온화 경향

3. 금속의 반응성 (맨투맨 학원)	물질

산화반응: Zn       Zn2+ + 2e-

K  Ca  Na  Mg  Al  Zn  Fe  Ni  Sn  Pb  (H)  Cu  Hg  Ag  Pt  Au

증가                           반응성                           감소

환원반응: Cu2+ + 2e-       Cu

전체반응: Zn + Cu2+       Zn2+ + Cu

◑철의 부식

(1) 철이 녹스는 과정 :

① 철 표면에 떨어진 물방울이 전해질 역할을 하여 철은 철 이온으로 산화

② Fe2+은 철 표면에서 산소와 반응하여 Fe3+으로 더 산화

③ Fe3+은 수산화 이온(OH-)과 반응하여 녹(Fe2O3, H2O)을 생성한다.

④ 금속 주변에 염이 있으면 녹이 생기는 속도가 빨라진다.

) 염의 수용액이 전기를 잘 통하여 Fe2+과 Fe3+의 이동이 쉽기 때문이다.

(2) 철의 부식 방지

① 공기, 물의 접촉을 차단 - 페인트나 기름칠

② 철보다 이온화 경향이 작은 금속을 표면에 입힌다(주석도금).

③ 철보다 이온화 경향이 큰 금속을 연결(음극화 보호)

cf) 양철(주석 도금)과 함석(아연 도금)

◑화학 전지

(1) 화학 에너지    화학반응     전기 에너지

4. 화학전지 (맨투맨 학원)	물질

) 물질속에 저장되어 있는 에너지로 그 근원은 태양의 빛에너지이고 대부분 화석연료로 저장되어 있다.

(-) 극	전해질 용액	(+) 극
이온화 경향이 큰 금속 (산화 반응)		이온화 경향이 작은 금속 (환원 반응)

(2) 전지의 구성

(3) 전자와 전류의 흐름

① 전자 : (-)극      (+)극   ② 전류 : (+)극      (-)극

◑볼타 전지

(1) 묽은 황산에 구리판과 아연판을 담가 도선으로 연결한 전지이다.

(2) 전해질 : 묽은 황산

(3) 극판의 반응

(-)극 : Zn      Zn2+ + 2e-(산화)

(+)극 : 2H+ + 2e-      H2↑(환원)

(4) 단점 : 전류가 흐르면 (+)극에 수소가 발생하여 전자의 이동을 방해하는 분극 현상이      일어나 점차 전압이 떨어진다.

) 분극현상제거 : 감극제(산화제)를 사용하여 수소 기체를 물로 만들어 제거

·MnO2  ·KMnO4  ·PbO2 등

◑다니엘 전지

(1) 황산아연 포화 수용액에 아연 금속을, 황산구리 포화 수용액에 구리 금속을 넣고 두 포      화 요액을 염다리로 연결한 다음, 두 금속을 도선으로 연결한 전지이다.

) 염화칼륨을 한천과 함께 녹인후 끓여서 식힌 것으로 초벌구이 통과 같이 이온을 이동시켜 도선에 전류를 흐르게 할 수 있다.

(2) 전해질: 황산구리 수용액과 황산아연 수용액

(3) 극판의 반응

(-)극 : Zn      Zn2+ + 2e-(산화)

(+)극 : Cu2+ + 2e-      Cu(환원)

(4) 특징 : 구리판 주의에 수소가 생기지 않으므로 볼타 전지에서 생기는 분극 현상이 없     다. 기전력은 1.1V로 일정하게 장시간 유지된다.

) 전지가 전류를 흐르게 하는 힘의 크기, 이 힘은 전지의 두 극 사이의 전위차(이온화 경향의 차이)로 나타낸다.

5. 주기율과 원소의 분류 (맨투맨 학원)	물질

◑원소와 주기율

(1) 원소 : 물질을 구성하는 가장 기본적인 성분으로 화학적인 방법으로는 더 이상 나눌       수 없다.

① 원자번호 = 양성자 수 = 전자 수

② 질량수 = 양성자 수 + 중성자 수

(2) 주기율: 원소들을 원자 번호가 증가하는 순서로 나열할 때 일정한 간격으로 성질이 비            슷한 원소들이 나타나는 현상

◑원소의 주기율표

족 주기	1 (알칼리)		원자번호		1H	원소기호					18
1	1H	2		13	14		15	16		17 (할로겐)	2He
2	3Li	4Be		5B	6C		7N	8O		9F	10Ne
3	11Na	12Mg		13Al	14Si		15P	16S		17Cl	18Ar
4	19K	20Ca

	:금속원소		:비금속원소

범례:

◑원소의 성질에 따른 원소의 분류

(1) 금속 원소: 원자가 전자를 잃고 양이온으로 되기 쉬운 원소들로, 열과 전기를 잘 전도      한다.

(2) 비금속 원소: 원자가 전자를 얻어 음이온으로 되기 쉬운 원소들로, 열과 전기의 전도성                 이 좋지 않다.

(3) 양쪽성 원소: 금속 원소와 비금속 원소의 성질을 모두 나타내는 원소들로, 산과 염기       모두와 반응한다. - Al, Zn, Sn, Pb

◑주기율표의 특성

(1) 같은 족: 물리적 성질은 규칙적으로 변하나, 화학적 성질은 비슷하다.

(2) 같은 주기: 물리, 화학적 성질이 규칙적으로 변한다.

◑알칼리 금속

주기율표의 1족에 속하는 금속 원소로, 수소(H)를 제외한 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 프랑슘(Fr)을 말한다.

◑알칼리 금속의 일반적 성질

(1) 물리적 성질

6. 알칼리 금속의 공통성 (맨투맨 학원)	물질

① 대부분이 은백색의 무르고 가벼운 금속이나, 공기 중에서 쉽게 산화되어 광택이 없어      진다.

② 원자 번호가 클수록 녹는점과 끓는점이 낮아진다.

③ 다른 금속에 비하여 녹는점과 끓는점이 낮다.

(2) 화학적 성질

① 반응성이 매우 크고, +1가의 양이온이 되기 쉽다.

M       M+ + e-

② 양성이 강하여 음성이 강한 할로겐(17족 원소)이나 산소와 쉽게 반응하여 화합물을 만      든다.

2M + Cl2        2MCl      4M + O2        2M2O

③ 상온에서도 물과 격렬히 반응하며, 이 때 수소 기체가 발생하고 그 수용액은 염기성을      띤다.

2M + 2H2O         2MOH + H2↑

원소	녹는점	끓는점	밀도	반응성	원자 반지름	불꽃 반응색
Li Na K Rb Cs	180.5 97.8 63.2 39.0 28.4	1341 881.4 765.5 691 668.2	0.54 0.97 0.86 1.53 1.88	작다 크다	0.152 0.186 0.232 0.248 0.265	빨강 노랑 보라 진한 빨강 보라

④ 원자 번호가 클수록 반응성의 크기도 증가한다.

(3) 알칼리 금속의 보관

석유나 벤젠 등의 물질에 넣어 보관하여야 한다. (산소와 물과의 격리)

◑알칼리 금속의 화합물

(1) 수산화나트륨(NaOH) : 진한 소금물을 전기 분해하여 얻으며, 흰색의 조해성 있는 고     체로 수용액은 강한 염기성을 나타낸다.

) 공기 중의 수분을 흡수하여 스스로 녹는 성질이다.

(2) 탄산나트륨(Na2CO3) : 소금의 포화 수용액에 암모니아를 충분히 용해한 후 여기에 이     산화탄소를 통과시켜 얻으며, 결정을 공기 중에 방치하면 풍해 현상으로 흰 가루가 된     다.

) 물질이 결정을 이루면서 포함한 물 분자(결정수)를 자연적으로 잃어버리는 현상

(3) 염화나트륨(NaCl) : 소금이라고 불리는 짠맛이 있는 결정으로 조해성은 없으며, 동물      체내에서는 중요한 생리 작용을 한다.

◑알칼리 금속의 성질에 관련된 실험 (별첨1)

7. 할로겐의 공통성 (맨투맨 학원)	물질

◑할로겐 원소

주기율표의 17족에 속하는 비금속 원소로, 플루오르(F), 염소(Cl), 브롬(Br), 요오드(I), 아스타틴(At)을 말한다.

◑할로겐의 일반적 성질

(1) 물리적 성질

① 상온에서 모두 안정한 2원자 분자(홑원소)를 형성하여 존재

② 원자 번호가 클수록 녹는점과 끓는점이 높아진다.

③ 색깔이 있으며, 자극성이 있고 유독하다.

(2) 화학적 성질

① 반응성이 커서 -1의 음이온이 되기 쉽다.(금속원소나 비금속 원소와 직접 반응)

X + e-         X-

② 원자 번호가 작을수록 반응성의 크기도 증가한다.

분자	녹는점	끓는점	밀도	반응성	(HX)의 산성의 세기	상태(상온)	색깔
F2 Cl2 Br2 I2	-219.6 -100.9 -7.6 113.6	-188.1 -34.1 59.9 185.2	0.0016 0.003 3.10 4.66	크다 작다	작다 크다	기체 기체 액체 고체	담황색 황록색 적갈색 흑자색

◑할로겐 화합물

(1) 할로겐화수소 : 모두 상온에서 무색의 자극성이 있는 기체이다.  물에 잘 녹으며, 수용     액은 모두 무색이며 산성이다.

산성의 세기 : HF ≪ HCl〈 HBr〈 HI

) 약한 산이지만 유리를 부식하는 성질 때문에 폴리에틸렌 용기에 보관한다.

(2) 할로겐화은 앙금의 색 : AgF을 제외하고는 색깔을 가진 앙금을 생성한다.  따라서 할     로겐화 이온의 검출에 질산은(AgNO3)용액을 이용한다.

Ag- + X-         AgX↓ (X : Cl-흰색 고체, Br-연노란색 고체, I-노란색 고체)

◑할로겐의 반응성

반응성이 큰 할로겐 원소는 반응성이 작은 할로겐 원소를 그의 할로겐화물에서 유리시킨다.

2KBr + Cl2          2KCl + Br2

2KI + Cl2          2KCl + I2

2KI + Br2          2KBr + I2

2KCl + I2          반응하지 않음

8. 열 (맨투맨 학원)	물질

◑온도와 열

(1) 온도 : 물체의 차고 더운 정도로 분자들의 평균 운동 에너지를 나타낸다.

) 화씨 온도(◁)  F = 9C/5 + 32

절대 온도(K)  K = 273 + C

(2) 열 : 온도차이에 의해 이동하는 에너지

◑열의 이동

(1) 전도 : 물질을 통해서 열이 전달되는 현상

(2) 대류 : 분자들의 이동이 자유로운 경우 열에너지가 분자에 수반되어 함께 이동

(3) 복사 : 중간 물질을 통하지 않고 열이 직접 전달되는 현상

◑열평형과 열량의 보존

(1) 열평형 : 온도가 다른 두 물체가 접촉하면 두 물체의       온도        열용량이 작은 물질

온도가 같아질때까지 열이 이동하여 평형이 되는 상태        T1

(2) 열량 보존의 법칙                                                 열평형온도(T)

(고온의 물체가 잃은 열량) = (저온의 물체가 얻은 열량)        T2         열용량이 큰 물질

시간(분)

◑비열과 열용량

(1) 비열 : 어떤 물질 1Kg을 1℃높이는데 필요한 열량

c = [eqn: { Q} over {m DELTA t }] ( c:비열, Q:열량, m:질량, □t:온도변화)

(2) 열용량 : 어떤 물체의 온도를 1K 올리는 데 필요한 열량

C = [eqn: { Q} over { DELTA t }] ( C:열용량, Q:열량, □t:온도변화)

(3) 비열의 측정

(가)                           (나)

① 비열을 측정하고자 하는 금속의 질량과 온도[(가)과정을 통해 알수 있다]를 안다.

② 이 금속을 열량계에 넣고 열량을 산출한다.

③ (1)식을 통해 비열(c)를 계산한다.

◑반응열

반응열(Q) = 반응 물질의 총에너지 - 생성 물질의 총에너지

◑열화학 반응식

화학 반응식 + 반응열 + 물질의 상태

) ·기체: g(gas)  ·액체: l(liquid)  ·고체: s(solid)  ·수용액: aq(aqua)

◑반응열의 측정 및 계산

8. 반응열(발열 vs 흡열) (맨투맨 학원)	물질

(1) 열량계 : 열량을 측정하는 장치로 간이 열량계로는 수지컵 열량계가 있고, 정밀한 봄베     열량계등이 있다.  이들은 반응이 일어날 때 나오는 반응열이 모두 (물을 포함)열량계가     얻거나 잃는다는 원리(가정)를 이용해 반응열(열량)을 산출할 수 있다.

(2) 반응열의 산출

반응열(Q)=(열량계의 물이 얻은 열량)+(열량계가 얻은 열량)

=(물의 열용량+열량계의 열용량)×온도변화

◑발열 반응과 흡열 반응

(1) 발열 반응 : 열을 방출하는 반응(QＢ0)

① 연소 반응 : 물질이 열, 빛을 내면서 산화되는 반응

C3H8(g) + 5O2(g)           3CO2(g) + 4H2O(l) + 2230kJ

② 중화 반응 : 산과 염기가 반응하여 물을 생성하는 반응

HCl(aq) + NaOH(aq)           NaCl(aq) + H2O(l) + 57.7kJ

③ 용해 반응 : 진한 황산이 물에 용해될 때 열이 발생

H2SO4(l) + H2O(l)           H2SO4(aq) + 79.9kJ

(2) 흡열 반응 : 열을 흡수하는 반응(Q<0)

① 광합성 : 식물이 흡수한 CO2와 H2O를 태양에너지를 이용하여 포도당을 합성

6CO2(g) + 12H2O(l)           C6H12O6(s) + 6O2(g) + 6H2O(g) - 2876kJ

② 열분해 : 열을 가하면 CaCO3가 분해된다.

CaCO3(s)           CaO(s) + CO2(g) - 299kJ