#41 발열 반응과 흡열 반응

문제 1 · OX 문제

발열 반응은 화학 반응이 일어날 때 물질 시스템에서 바깥 환경인 주위로 에너지를 방출하는 반응이다. ( )

정답: O

뱃속에 품고 있던 뜨거운 에너지를 주변으로 마구마구 뿜어내는 반응이라고 생각하세요! 열을 바깥(주위)으로 발생시켜 버리기 때문에 발열(發熱) 반응이라고 부른답니다.

문제 2 · OX 문제

흡열 반응이 일어날 때, 화학 반응을 마친 후인 생성물의 에너지 합은 반응 전인 반응물의 에너지 합보다 작다. ( )

정답: X

에너지를 지갑 속에 든 '돈'이라고 생각해 보세요. 바깥에서 용돈(에너지)을 잔뜩 받아서(흡수) 지갑에 채워 넣었으니, 당연히 나중 상태인 '생성물' 지갑이 반응물 때보다 빵빵하게 커져 있겠죠?

문제 3 · OX 문제

화학 반응계에서 바깥 환경인 주위로 열에너지가 이동하면, 열을 전달받은 주위의 온도는 점차 낮아진다. ( )

정답: X

내 몸에서 뜨거운 열기를 바깥으로 뿜어내면 내 곁에 서 있는 사람들은 어떻게 될까요? 에너지를 선물 받았으니 당연히 후끈후끈 따뜻해지겠죠! 열을 버렸기 때문에 내 주변(주위)의 온도는 쑥쑥 올라가는 것이 맞습니다.

문제 4 · OX 문제

화학 반응이 진행되는 동안 주위의 열에너지를 흡수하는 흡열 반응이 일어나면 주위의 온도는 낮아진다. ( )

정답: O

내 주변에 열기를 쫙쫙 빨아들이는 진공청소기가 있다고 상상해 보세요! 그 청소기가 내 주변의 따뜻한 공기를 다 빼앗아 가버리니까, 내 주변(주위)은 오들오들 춥게 온도가 뚝 떨어지게 된답니다.

문제 5 · 빈칸 채우기

화학 반응이 일어날 때 물질이 주위로 에너지를 방출하여 주위의 온도를 높이는 반응을 ( ) 반응이라고 한다. (2글자)

정답: 발열

한자 뜻 그대로 열(熱)을 발생(發)시켜서 밖으로 내뿜는다는 뜻을 가진 명사랍니다! 주변을 따뜻하게 데워주는 착한 기부 천사 같은 반응이죠.

문제 6 · 빈칸 채우기

화학 반응이 일어날 때 물질이 주위의 에너지를 흡수하여 주위의 온도를 낮추는 반응을 ( ) 반응이라고 한다. (2글자)

정답: 흡열

스펀지가 물을 빨아들이듯이, 주변의 열(熱) 에너지를 내 몸속으로 쫙 빨아들인다(흡수)고 해서 붙여진 명사예요. 주변 사람들을 춥게 만드는 깍쟁이 반응이랍니다.

문제 7 · 빈칸 채우기

발열 반응이 일어날 때 에너지를 방출하므로, 화학 반응이 끝난 후 생성된 ( )의 에너지 합은 반응 전 물질의 에너지 합보다 작다. (3글자)

정답: 생성물

다이어트를 하기 전의 뚱뚱했던 몸(반응물)이 땀(에너지)을 쫙 빼고 난 후 홀쭉하고 가벼운 새로운 몸이 되었어요. 에너지를 버리고 난 뒤의 이 가벼운 최종 상태를 부르는 이름이랍니다.

문제 8 · 빈칸 채우기

화학 반응이 일어날 때 물질이 방출하거나 흡수하는, 반응물과 생성물이 각각 지니고 있는 물리량을 ( )(이)라고 한다. (3글자)

정답: 에너지

반응물과 생성물은 저마다 다른 크기의 '연료 탱크'를 가지고 있어요. 이 탱크 안에 들어있는 양을 나타내는 것이 바로 에너지랍니다. 반응이 일어나면 이 탱크의 양이 늘거나 줄면서 밖과 주고받게 되는 거예요.

문제 9 · 보기 선택

발열 반응의 특징에 대한 화학적 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 반응이 일어날 때 주위로 에너지를 방출한다.
• ㄴ. 생성물의 에너지 합이 반응물의 에너지 합보다 크다.
• ㄷ. 반응이 진행되는 동안 주위의 온도가 점차 높아진다.
• ㄹ. 열에너지가 주위에서 반응 물질 내부로 이동한다.

정답: ㄱ, ㄷ

발열 반응은 핫팩을 터뜨리는 것과 같아요! 에너지를 밖으로 던져 버렸으니 자기 지갑 속 에너지는 쪼그라들고(반응물>생성물), 던져진 열을 주운 주변 공기(주위)는 따끈따끈하게 온도가 올라가는 훈훈한 법칙이랍니다.

문제 10 · 보기 선택

흡열 반응의 특징에 대한 화학적 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 반응이 일어날 때 주위의 에너지를 흡수한다.
• ㄴ. 반응물의 에너지 합이 생성물의 에너지 합보다 작다.
• ㄷ. 반응이 진행되는 동안 주위의 온도가 점차 낮아진다.
• ㄹ. 열에너지가 주위 환경에서 반응 물질을 향해 이동한다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ

흡열 반응은 용돈을 잔뜩 받는 날이에요! 외부에서 에너지를 쫙 빨아들여(ㄱ, ㄹ) 지갑을 빵빵하게 불리니까 생성물의 에너지가 반응물보다 커지죠(ㄴ). 하지만 열을 빼앗긴 주변 사람들은 추워서 오들오들 떨게 된답니다(ㄷ).

문제 11 · 보기 선택

화학 반응 시 일어나는 에너지 변화 크기를 비교한 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 발열 반응에서는 에너지를 방출하기 전인 반응물의 에너지가 더 크다.
• ㄴ. 흡열 반응에서는 에너지를 흡수한 후인 생성물의 에너지가 더 크다.
• ㄷ. 발열 반응과 흡열 반응 모두 반응물과 생성물의 에너지 합은 항상 동일하다.
• ㄹ. 물질이 에너지를 흡수하든 방출하든 에너지의 총량 크기 변화는 절대 발생하지 않는다.

정답: ㄱ, ㄴ

물질이 가진 에너지는 절대 고정되어 있지 않아요! 땀을 빼서(발열) 날씬해지기도 하고, 밥을 많이 먹어서(흡열) 뚱뚱해지기도 하죠. 땀을 뺀 발열 반응은 처음(반응물)이 더 컸고, 밥을 먹은 흡열 반응은 나중(생성물)이 더 커진다는 기본 원리랍니다.

문제 12 · 보기 선택

화학 반응 시 발생하는 열에너지의 이동과 주위 온도 변화의 관계로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 에너지가 물질 내부에서 밖인 주위로 이동하면 주위 온도는 높아진다.
• ㄴ. 에너지가 밖인 주위에서 물질 내부로 흡수되어 들어가면 주위 온도는 낮아진다.
• ㄷ. 발열 반응이든 흡열 반응이든 화학 반응이 일어나면 주변 환경(주위)의 온도가 변한다.
• ㄹ. 물질이 에너지를 방출할 때 주위는 에너지를 밀어내어 온도를 일정하게 유지한다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄷ

열에너지는 주고받는 핑퐁 게임이에요! 내가 열을 밖으로 핑! 하고 던지면 밖(주위)은 열을 받아서 더워지고, 반대로 내가 열을 밖에서 퐁! 하고 가져오면 밖(주위)은 뺏겨서 추워지는 아주 솔직하고 투명한 온도 변화 법칙이랍니다.

문제 13 · 보기 선택

발열 반응의 에너지 변화 양상에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 화학 반응을 거치며 물질이 가진 에너지가 반응 전보다 반응 후에 감소한다.
• ㄴ. 줄어든 에너지의 차이만큼 정확하게 주위로 에너지가 방출된다.
• ㄷ. 주위로 에너지가 빠져나가므로 반응 용기의 온도가 얼음처럼 차가워진다.
• ㄹ. 생성물이 반응물보다 상대적으로 낮은 에너지 상태로 안정화되는 과정이다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄹ

1만 원을 가지고 있던 사람이 8천 원을 주변에 기부(방출)하고 2천 원(안정)만 남은 상황을 상상해 보세요. 가진 돈은 줄어들고(ㄱ), 기부한 금액(차이)만큼 밖으로 나가고(ㄴ), 주변 사람들은 열을 받아 따뜻해지는 훈훈한 반응이죠!

문제 14 · 보기 선택

흡열 반응의 에너지 변화 양상에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 화학 반응을 거치며 물질이 가진 에너지가 반응 전보다 반응 후에 증가한다.
• ㄴ. 반응물과 생성물의 에너지 차이만큼 주위에서 에너지를 물질 내부로 흡수한다.
• ㄷ. 주위에서 에너지를 강제로 빼앗아 오므로 주위의 온도가 뚝 떨어져 하강한다.
• ㄹ. 반응물이 생성물보다 상대적으로 높은 에너지 상태에서 시작하는 과정이다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄷ

지갑이 텅 비어있던 반응물이 주변 사람들의 돈(에너지)을 쫙 빨아들여 부자(생성물)가 되는 아주 무시무시한 반응이에요. 돈을 뺏긴 주변 사람(주위)들은 추워서 덜덜 떨게 된답니다(ㄷ).

문제 15 · 보기 선택

에너지와 온도의 관계에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 물질이 에너지를 잃으면 그 에너지는 사라져 없어진다.
• ㄴ. 주위가 에너지를 얻으면 주위의 온도는 상승한다.
• ㄷ. 주위가 에너지를 잃으면 주위의 온도는 하강한다.
• ㄹ. 물질과 주위 사이에 에너지가 이동해도 온도는 변하지 않을 수 있다.

정답: ㄴ, ㄷ

에너지는 마술처럼 사라지는 게 아니라 이쪽 지갑에서 저쪽 지갑으로 옮겨갈 뿐이에요. 주위가 돈(에너지)을 받으면 부자가 된 기분에 온도가 오르고, 돈을 뺏기면 서러워서 온도가 뚝 떨어진답니다.

문제 16 · 보기 선택

발열 반응과 흡열 반응을 비교한 설명으로 옳은 것을 모두 고르시오.

• ㄱ. 두 반응 모두 반응물과 생성물 사이에 에너지 차이가 존재한다.
• ㄴ. 발열 반응은 에너지가 물질에서 주위로 이동하고, 흡열 반응은 그 반대이다.
• ㄷ. 발열 반응과 흡열 반응은 주위 온도를 변화시키는 방향이 서로 반대이다.
• ㄹ. 두 반응 모두 생성물의 에너지가 반응물의 에너지보다 항상 크다.

정답: ㄱ, ㄴ, ㄷ

발열 반응과 흡열 반응은 마치 시소의 양 끝처럼 정반대예요. 한쪽이 에너지를 내보내며 주위를 데우면, 다른 한쪽은 에너지를 빨아들이며 주위를 식히는 완전히 반대되는 짝꿍 반응이랍니다.

문제 17 · 객관식

발열 반응의 특징에 대한 과학적 원리로 가장 옳지 않은 것은?

• ① 화학 반응이 진행될 때 시스템에서 주위로 열에너지를 방출한다.
• ② 방출된 열에너지가 주위로 퍼져 나가므로 주변 온도는 점차 상승한다.
• ③ 에너지를 방출하기 전 상태인 반응물의 에너지 합이 더 큰 크기를 가진다.
• ④ 에너지를 방출한 후의 최종 결과물인 생성물의 에너지 합이 가장 낮다.
• ⑤ 반응물이 주위의 열을 강하게 흡수하므로 반응 용기를 만지면 차갑게 느껴진다.

정답: ⑤

발열 반응은 내 몸에 꽉 차 있던 에너지를 바깥 공간으로 아낌없이 뿜어내는 기부 천사 같은 반응이에요. 열을 기부해버렸으니 열을 받은 밖(용기, 주변 공기)은 아주 훈훈하고 따뜻하게 데워지는 것이 핵심 원리랍니다.

문제 18 · 객관식

흡열 반응이 진행될 때 관찰할 수 있는 특징과 에너지 출입 관계로 가장 옳은 것은?

• ① 주위의 에너지를 밖으로 뿜어내어 주위의 온도를 펄펄 끓게 높인다.
• ② 에너지를 흡수해야 하므로 초기 물질인 반응물의 에너지가 가장 높아야 한다.
• ③ 반응이 진행되는 동안 열에너지가 주위 환경에서 물질 시스템 내부 방향으로 이동한다.
• ④ 화학 반응이 모두 종료된 후 주위의 온도는 반응을 시작하기 전보다 상승해 있다.
• ⑤ 물질이 가지고 있던 잉여 에너지가 바깥으로 자연스럽게 빠져나가는 안정화 반응이다.

정답: ③

흡열 반응은 배고픈 진공청소기예요! 주변에 널려 있는 따뜻한 열에너지를 입을 쫙 벌리고 물질 내부로 강하게 빨아들이죠(③). 열을 무참히 뺏긴 불쌍한 주변 공기는 오들오들 떨며 차가워질 수밖에 없답니다.

문제 19 · 객관식

화학 반응 시 반응 물질과 생성 물질의 에너지 크기를 비교한 설명으로 가장 바른 것은?

• ① 발열 반응은 에너지를 외부에서 흡수하므로 최종 생성물의 에너지가 월등히 높다.
• ② 발열 반응은 에너지를 주위로 방출하므로 반응 전인 반응물의 에너지가 더 높다.
• ③ 흡열 반응은 에너지를 주변에 방출하므로 반응 전인 반응물의 에너지가 더 높다.
• ④ 흡열 반응은 에너지를 흡수하여 사라지게 하므로 결과적으로 두 물질의 에너지가 같아진다.
• ⑤ 화학 반응의 종류와 상관없이 물질의 총 에너지는 변하지 않아 반응물과 생성물의 에너지는 항상 같다.

정답: ②

지갑(에너지)의 잔고를 확인해 보세요! 처음 돈(반응물)이 많았는데 밖으로 펑펑 써버려서(발열) 나중 돈(생성물)이 적어졌다면, 당연히 돈을 쓰기 전인 '반응물'의 지갑이 뚱뚱하고 컸겠죠?

문제 20 · 객관식

화학 반응에 따른 '주위의 온도 변화' 원리를 가장 정확하게 설명한 것은?

• ① 발열 반응은 물질이 주위의 에너지를 매섭게 빼앗으므로 주위 온도가 높아진다.
• ② 발열 반응은 물질이 주위로 에너지를 아낌없이 방출하므로 주위 온도가 점차 낮아진다.
• ③ 흡열 반응은 물질이 주위의 에너지를 강제로 흡수해 오므로 주위 온도가 점차 낮아진다.
• ④ 흡열 반응은 물질이 주위로 에너지를 밖으로 방출해 주므로 주위 온도가 높아진다.
• ⑤ 발열 반응과 흡열 반응 모두 에너지가 이동하긴 하지만 온도 변화에는 전혀 영향을 주지 못한다.

정답: ③

방향을 헷갈리지 마세요! 내가 난로(발열)라면 밖으로 열을 뿜어내니 주변은 따뜻해지고(온도 상승), 내가 에어컨(흡열)이라면 밖의 더운 열을 다 빨아들여 버리니 주변은 시원해지고 추워지는(온도 하강) 완벽한 물리 법칙이랍니다.

문제 21 · 객관식

에너지가 높은 상태의 반응물이 화학 반응을 거쳐 에너지가 낮은 상태의 생성물로 변할 때 나타나는 물리적 현상으로 가장 적절한 것은?

• ① 반응물과 생성물의 에너지 크기 차이만큼 주위에서 에너지를 물질로 흡수한다.
• ② 화학 반응이 진행되는 동안 물질을 둘러싼 외부 주위의 온도가 점차 하강한다.
• ③ 줄어든 에너지의 양만큼 물질 내부에서 주위 방향으로 열에너지가 방출된다.
• ④ 주변의 열을 뺏어오므로 이러한 반응의 흐름을 흡열 반응이라고 정의한다.
• ⑤ 반응물의 높은 에너지를 유지하기 위해 지속적으로 외부의 열을 끌어와야 한다.

정답: ③

미끄럼틀을 타고 높은 곳(반응물)에서 낮은 곳(생성물)으로 슝 내려가는 상황을 떠올려보세요! 높은 곳에서 아래로 뚝 떨어졌으니 그 높이 차이만큼의 짜릿한 에너지(열)를 바깥 공기 중으로 시원하게 뿜어내게(방출) 된답니다.

문제 22 · 객관식

에너지가 매우 낮은 반응물이 화학 반응을 거쳐 에너지가 높은 빵빵한 생성물로 변할 때 나타나는 현상으로 가장 적절한 것은?

• ① 물질 시스템 내부에서 밖인 주위를 향해 열에너지를 강하게 뿜어내고 방출한다.
• ② 화학 반응이 진행되는 동안 열을 받은 주위의 온도가 점차 뜨겁게 상승한다.
• ③ 에너지를 밖으로 퍼뜨리는 작용이 일어나므로 주위로 에너지를 내보내는 발열 반응에 해당한다.
• ④ 반응 전과 반응 후의 에너지 높이 차이만큼 주변 환경(주위)의 에너지를 빼앗아 흡수한다.
• ⑤ 열에너지가 물질에서 주위 방향으로 멈추지 않고 지속적으로 이동하는 특징을 보인다.

정답: ④

텅텅 비었던 지갑(반응물)이 어떻게 갑자기 돈이 꽉 찬 지갑(생성물)이 될 수 있었을까요? 바로 주변 사람들의 돈(에너지)을 진공청소기처럼 무자비하게 빨아들였기(흡수) 때문이죠! 에너지를 뺏긴 주변 사람(주위)은 추워서 덜덜 떨게 된답니다.

문제 23 · 객관식

발열 반응과 흡열 반응을 구분하는 가장 근본적인 기준으로 가장 적절한 것은?

• ① 반응이 일어나는 데 걸리는 시간의 길고 짧음
• ② 반응 물질과 주위 사이에서 에너지가 이동하는 방향
• ③ 반응에 사용되는 물질의 색깔 변화 여부
• ④ 반응이 일어나는 용기의 재질
• ⑤ 반응물의 질량과 생성물의 질량 차이

정답: ②

발열 반응과 흡열 반응을 가르는 진짜 기준은 딱 하나예요. 에너지가 물질에서 주위로 나가는지, 아니면 주위에서 물질로 들어오는지! 그 방향 하나로 두 반응의 운명이 완전히 갈린답니다.

문제 24 · 객관식

반응물과 생성물의 에너지 관계에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

• ① 발열 반응과 흡열 반응 모두 반응물의 에너지가 항상 더 크다.
• ② 발열 반응과 흡열 반응 모두 생성물의 에너지가 항상 더 크다.
• ③ 발열 반응은 반응물의 에너지가 더 크고, 흡열 반응은 생성물의 에너지가 더 크다.
• ④ 발열 반응은 생성물의 에너지가 더 크고, 흡열 반응은 반응물의 에너지가 더 크다.
• ⑤ 두 반응 모두 반응물과 생성물의 에너지는 항상 같다.

정답: ③

발열 반응은 에너지를 다 써버리고 홀쭉해지는 다이어트 성공 스토리라 반응물이 더 뚱뚱하고, 흡열 반응은 에너지를 잔뜩 먹고 살이 찌는 스토리라 생성물이 더 뚱뚱해요. 이 두 이야기의 결말을 헷갈리지 않게 기억해두면 된답니다.