고등학교 화학 반응의 세계 · 산 염기 평형 · 2022 개정 교육과정
[12반응01-02] 성취기준 해설과 수업·평가 예시
성취기준 원문
[12반응01-02] 이온화 상수를 이용하여 산과 염기의 상대적인 세기를 추론하고, 약산과 약염기 수용액의 pH를 구할 수 있다.
쉽게 풀어 보면
약산과 약염기는 물에서 일부만 이온화하므로, 이온화 상수 Ka·Kb의 크기로 산과 염기의 세기를 비교하고 평형 농도로 pH를 계산하는 성취기준이에요. 처음·변화·평형 농도 표를 세우고 이온화도가 작을 때 쓰는 근사식의 조건을 이해하며, Ka·Kb = Kw 관계로 짝염기의 세기까지 추론하는 것이 핵심이에요.
학습지 문항 예시 예시
이온화 상수로 세기 비교와 pH 계산
- 25 °C에서 이온화 상수가 HA 1.0×10⁻⁴, HB 1.0×10⁻⁶, HC 1.0×10⁻⁹인 세 약산을 산의 세기가 큰 순서로 나열하고, 짝염기 A⁻, B⁻, C⁻ 중 가장 강한 염기를 쓰세요.
- Ka = 1.0×10⁻⁵인 약산 HA의 0.10 M 수용액에서 [H₃O⁺]와 pH를 구하고, 근사식을 쓸 수 있는 까닭을 이온화도로 설명해 보세요.
- Kb = 1.0×10⁻⁵인 약염기 B의 0.10 M 수용액의 pH를 25 °C 기준으로 구하세요.
- 약산의 Ka와 그 짝염기의 Kb를 곱한 값이 25 °C에서 얼마인지 쓰고, 이 관계로 짝산이 강할수록 짝염기가 약해지는 까닭을 설명해 보세요.
수업 흐름 예시 예시
- 도입: 농도가 같은 염산과 아세트산 수용액의 pH 측정값이 다른 까닭을 질문하며 이온화 정도의 차이를 떠올리게 해요.
- 전개 1: 약산의 이온화 평형식과 Ka 식을 세우고, 처음·변화·평형 농도 표로 [H₃O⁺]를 구하는 과정을 함께 풀어요.
- 전개 2: Ka 값이 서로 다른 약산 세 가지의 세기를 비교하고, Ka·Kb = Kw 관계로 짝염기의 세기까지 추론해요.
- 정리: 약염기 수용액의 pH를 짝 활동으로 구한 뒤 근사식을 쓸 수 있는 조건을 다시 확인해요.
서술형 평가 문항과 채점 기준 예시
25 °C에서 Ka가 1.0×10⁻⁵인 약산 HA의 0.10 M 수용액과 Ka가 1.0×10⁻⁷인 약산 HB의 0.10 M 수용액이 있다. 두 수용액의 pH를 각각 구하는 과정을 쓰고, 두 산과 그 짝염기의 상대적 세기를 이온화 상수로 비교하여 서술하시오.
| 수준 | 채점 기준 |
|---|---|
| 상 | [H₃O⁺] = √(Ka·C)로 HA는 1.0×10⁻³ M(pH 3), HB는 1.0×10⁻⁴ M(pH 4)을 바르게 구하고, Kb(A⁻) = 1.0×10⁻⁹, Kb(B⁻) = 1.0×10⁻⁷을 근거로 HA가 더 강한 산이고 B⁻가 더 강한 염기임을 설명함 |
| 중 | 두 pH는 바르게 구했으나 짝염기의 세기 비교에서 Ka·Kb = Kw 근거가 빠지거나, 근사 조건을 언급하지 않음 |
| 하 | 평형 농도 표 없이 농도를 그대로 [H₃O⁺]로 써서 pH를 1로 구하는 등 약산의 부분 이온화를 고려하지 못함 |
세특 기재 예시 예시
약산 수용액의 pH를 이온화 상수로 구하는 활동에서 평형 전후의 농도를 표로 정리하고 이온화도가 충분히 작을 때 근사식을 쓸 수 있는 조건을 스스로 확인함. 농도가 같고 이온화 상수가 100배 다른 두 약산의 계산 결과를 비교하여 pH가 1만큼 차이 나는 규칙을 발견함. 짝산과 짝염기의 이온화 상수 곱이 물의 이온곱 상수와 같다는 관계를 활용해 짝염기의 세기까지 추론함.
이 예시는 208자, 나이스 기준 496Byte예요. 과목별 세특은 1,500Byte(500자)까지 써요. 내 문장은 나이스 글자수·바이트 계산기로 세어 볼 수 있어요.
세특에는 학생이 실제로 한 활동과 교사가 관찰한 내용만 써요. 대회명·기관명처럼 쓰면 안 되는 내용은 생기부 기재 금지 사전에서 확인할 수 있어요.
학생들이 자주 헷갈리는 점
산의 세기와 농도를 같은 것으로 여기거나, 약산 수용액은 언제나 강산 수용액보다 pH가 높다고 생각하는 학생이 많아요. 1.0×10⁻⁴ M 염산(pH 4)이 Ka 1.0×10⁻⁵인 0.10 M 약산(pH 3)보다 pH가 높다는 예를 함께 계산해 보며, 세기는 이온화 상수로, 수소 이온 농도는 세기와 농도를 함께 따져야 정해진다는 점을 구분해 주세요.
이 영역의 적용 시 고려 사항 (고시 원문)
- 중학교 1∼3학년군의 ‘물질의 구성’, ‘화학 반응의 규칙성’, 고등학교 ‘통합과학2’의 변화와 다양성, ‘화학’의 화학 평형, 역동적인 화학 반응과 연계된다.
- 브뢴스테드-라우리 정의에서부터 약산, 약염기 수용액의 pH를 구하기까지 화학 평형의 개념이 바탕이 됨을 인지하도록 지도한다.
- 중화 적정 곡선을 다룰 때 학생들이 수학적 사고에 기반한 컴퓨팅 사고력과 디지털 소양을 함양하도록 수업을 구성하여 지도할 수 있다.
- 산과 염기 수용액을 다룰 때는 개인 보호 장구를 착용한 후 실험실 안전 수칙에 따라 실험하고, 실험이 끝난 뒤 남은 물질은 화학 실험실 폐수 및 폐기물 처리 기준과 방법에 따라 처리할 수 있도록 한다.
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왓퀴즈는 이런 AI예요
왓퀴즈는 한국 학교의 수업과 기록 업무에 맞춘 교사용 AI예요. 이 사전과 같은 2022 개정 교육과정 성취기준 데이터로 학습지, 수업 PPT, 평가계획서 초안을 만들고, 2026학년도 학교생활기록부 기재요령 원문을 바탕으로 세특 초안을 쓰고 기재 금지 표현을 검사해요.