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1. 화학 반응의 빠르기
(1) 빠른 반응
변화가 일어나는 시간이 짧아서 눈으로 변화를 관찰할 수 있는 반응
1) 이온간의 반응 : Ag+ + Cl- → AgCl
2) 산과 염기의 중화 반응 : HCl + NaOH → NaCl + H2O
3) 연소 반응 : 연료의 연소, 황의 연소(S + O2 → SO2), 마그네슘의 연소(2Mg + O2 → 2 MgO)
(2) 느린 반응
변화가 일어나는 시간이 느려서 오랜 시간이 지난 후 변화된 것을 알 수 있는 반응
1) 금속이 녹스는 반응 : Fe + 3O2 + 2H2O → 2Fe2O3.H2O
2) 석회암 동굴의 생성 반응 : CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l) → Ca(HCO3)2(aq)
3) 숙성, 음식물 소화과정
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1. 우리 주변에서 일어나는 화학 반응 중 빠른 반응과 느린 반응에 해당하는 예를 각각 한 가 지 이상 들어 보자.
 빠른 반응 : 화석 연료의 연소 반응, 폭발 반응, 산 염기의 중화 반응, 이온 간의 앙금 생성 반응, 금속과 산의 반응
느린 반응 : 석회암 동굴의 생성 반응, 철이 녹스는 반응, 산성비에 대리석 조각품이 부식되는 과정
2. 화학 반응의 빠르기는 어떻게 나타낼 수 있을까?
(1) 반응 속도의 표현
화학 반응이 일어나는 동안 반응 물질의 양은 줄어들고, 생성 물질의 양은 늘어 난다. 따라서 화학 반응의 빠르기는 단위 시간 동안의 반응 물질과 생성 물질의 농도 변화로 나타낼 수 있다.
기체의 경우 : 
(2) 반응 속도의 측정
1) 기체가 발생하는 경우
부피 변화 측정 : 단위 시간 동안 발생한 기체의 부피를 측정한다
질량 변화 측정 : 단위 시간 동안 감소한 반응 용기의 질량을 측정
2) 앙금이 생성되는 반응 : 반응 용기를 ×표를 한 흰 종이 위에 올려놓고 앙금이 생성되어 ×표가 보이지 않을 때까지 걸린 시간을 측정한다.
Na2S2O3(aq) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H2O(l) + SO2(aq) + S(s)
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1. 기체가 발생하는 반응에서 반응 속도를 측정하는 방법에 대해 설명해 보자.
시간의 변화에 따른 반응 물질의 질량 변화를 측정한다.
시간의 변화예 따른 발생하는 기체의 부피 변화를 측정한다.
2. 120초 동안 발생한 기체의 양이 240mL일 때 반응 속도 (mL/s)를 구해 보자.
반응 속도 = 240mL / 120초 = 2 mL/초
3. 반응 물질의 농도는 반응 속도에 어떤 영향을 미칠까?
(1) 농도와 반응 속도
1) 유효 충돌 : 반응 물질이 반응을 일으키기에 충분한 에너지를 가기고 일어나는 충돌
2) 농도와 반응 속도 : 반응 물질의 농도가 증가하면 단위 부피 속의 입자수가 증가하여 일정 시간 동안에 보다 많은 충돌이 일어나므로 반응 속도가 빨라짐
3) 농도와 반응 속도와의 관계를 나타내는 비유 : 버스안에 사람이 많으면 서로 부딪히는 횟수가 많아지나 사람이 적으면 부딪히는 횟수가 줄어든다.
4) 농도의 영향에 의한 반응 속도의 변화 예
a) LNG나 LPG가 누출되었을 때 창문을 열어 환기시키는 것은 가스 농도를 낮추어 폭발을 막기 위해서이다.
b) 마그네슘 리본은 묽은 염산보다 진한 염산에 빠르게 반응한다.
c) 강한 산성비가 자주 내리는 지역일수록 철교가 빠르게 부식된다.
d) 공기 중에서는 강철솜이 연소되기 어렵지만 산소가 든 집기병 속에서는 격렬하게 연소한다.
(2) 기체의 압력과 반응 속도
기체의 반응에서 압력을 증가시키면 부피가 줄어들고 따라서 단위 부피 속의 입자수가 증가되어 반응 물질 사이의 충돌 횟구가 증가되므로 반응 속도가 빨라진다. 기체의 반응에서 압력을 증가시키는 것은 농도를 증가시키는 것과 같은 효과를 나타낸다.
(3) 고체 물질의 표면적과 반응속도
1) 표면적과 반응 속도 : 고체과 기체, 고체와 액체 사이의 반응에서 고체 물질의 표면적이 증가하면 접촉 면적이 커져 충돌 횟수가 많아지므로 반응 속도가 빨라진다.
2) 같은 질량의 고체의 크기와 표면적의 관계
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1. 마그네슘 리본과 다음 용액을 반응시켰을 때 반응 속도를 비교해 보자.
2% 염산 < 5% 염산 < 10% 염산
2. 기체 혼합물을 다음 그림과 같이 압축했을 때 농도와 반응 속도가 어떻게 달라지는지 설명해 보자.
기체 혼합물의 분자 갯수는 변함이 없으나 부피가 감소했으므로 기체의 농도가 증가하게 되어 반응 속도가 빨라지게 된다.
4. 온도는 반응 속도에 어떤 영향을 미칠까?
(1) 활성화 에너지
1) 활성화 에너지 : 반응을 일으키는 데 필요한 최소한의 에너지
2) 활성화 에너지가 큰 반응은 반응 속도가 느리고, 활성화 에너지가 작은 반응은 반응 속도가 빠르다.
3) 반응열(Q) : 반응 물질이 가진 에너지와 생성 물질이 가진 에너지의 차
4) 역반응의 활성화 에너지(E'a) = 정반응의 활성화 에너지(Ea) + 반응열(Q)
(2) 온도와 반응 속도
1) 반응 물질이 기체인 경우 일반적으로 온도가 10℃ 상승하면 반응 속도는 약 2배 빨라진다.
2) 온도가 높아질 때 반응 속도가 빨라지는 주된 이유는 활성화 에너지 이상의 에너지를 가진 입자수가 증가하기 때문이다.
(3) 온도에 의한 반응 속도의 변화 예
1) 냉장고에 넣어 둔 음식은 쉽게 상하지 않는다.
2) 동물들이 겨울잠을 잘 때에는 체온이 내려가므로 체내의 화학 반응 속도가 느려진다.
3) 과산화수소의 분해 반응은 실온에서는 느리나 온도가 높아지면 매우 빨라진다.
4) 공기중의 질소와 산소는 상온에서는 반응하지 않으나 고온에서 반응하여 질소 산화물을 생성한다.
5) 겨울철에도 비닐 하우스 안에서는 여름 채소가 빠르게 성장한다.
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1. 온도가 반응 속도에 미치는 여향을 설명해 보자.
온도가 높아질수록 반응 속도는 빨라진다.
2. 실생활과 산업 현장에서 온도를 이용하여 반응 속도를 조절하는 예를 들어 보자.
음식물을 냉장고에 보관한다.
식물을 온실에서 재배한다.
음식물을 요리할 때 가열한다.
한약을 다린다.
5. 촉매는 반응 속도에 어떤 영향을 미칠까?
촉매 : 자신은 변하지 않으면서 반응에 관여하여 반응 속도를 변화시키는 물질
(1) 촉매와 활성화 에너지
과산화수소는 이산화망간에 의해 분해 반응이 촉진되며 인산에 의해서는 분해 반응이 거의 일어나지 않는다.
MnO2
2H2O2 ---→ 2H2O + O2
1) 정촉매 : 활성화에너지를 낮추어서 반응 속도를 빠르게 하는 물질
2) 부촉매 : 활성화에너지를 높여서 반응 속도를 느리게 하는 물질
(2) 촉매의 특징
1) 촉매는 반응 전후 질량의 변화가 없다.
2) 활성화에너지를 변화시켜서 반응 속도를 변화시킨다.
3) 불가능한 반응을 일으키거나 생성물의 양을 변화시키는 것이 아니라 단지 반응 속도만을 조절한다.
4) 정반응 속도뿐만 아니라 역반응의 속도도 빠르게 한다.
확인하기
1. 촉매가 반응 속도에 미치는 여향을 설명해 보자.
정촉매를 사용하면 반응 속도가 빨라지고, 부촉매를 사용하면 반응 속도가 느려진다.
2. 촉매와 반응 속도의 관계를 실생활에서 이용하는 예를 들어 보자.
식혜(단술)을 만들 때 질금을 넣는 것.
된장을 담글 때 누룩을 넣어 반응 속도를 빠르게 하는 것
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