9평 화1 16번의 다양한 해석

무더운 여름이 지나고 선선한 바람이 불어오던 차에 모두를 긴장하게한 9월모의고사가 치러지고

벌써 1주일이란 시간이 훌쩍 지났습니다. 

화학1은 1컷 인강 업체 기준47~48로 

최근 기출 중에서도 단연 쉬운 모의고사로 보입니다

그럼에도 불구하고 배워갈 문항이 있었는데,

제목에서도 시사하듯 16번 문항입니다. 아마 대부분의 현역학생들, 일부n수생들도 처음 이문제를 건드렸다가 

4페이지를 해결하고 돌아와서 푸신 분들도 많을 것으로 생각되는데

16번은 EBS 연계교재에 수록되어있던 문항의 일부 변형입니다.

그래서 너가 하고싶은 말이 연계교재를 공부하라는 거냐라고 물으신다면 당연히 아닙니다.

그냥 가볍게 1회독 하고 버리셔도 충분하다고 말씀드리고 싶네요

이 글을 쓰는 이유는 EBS에서 제공한 부피 고정에만 치우치지 말고 이 문제에 본질을 파헤쳐 보자는 의미에서

이 글을 쓰게 되었습니다. 글을 쓰기 전 네가 뭔데 화학1문항에 대해 분석을 하냐라고 묻는 분들도 있을 것 같은데요.

저는 모대학교 화학교육과를 진학해 얕은 수준의 화학 전공과목 공부를 하고 다시 수능판에 뛰어든

화학을 매우 사랑하는 한 학생입니다.

16번 문항이 충분히 수능에 변별력있게 변형되어 나올 수 있기에 그 본질을 정확히 알려드려 변별력있는 문항에서도

당황하지 않고 풀어내시길 기원하기에 쓰게 되었습니다.

서론이 길었는데 본론으로 들어가보죠.

위 문항이 2025학년도 9월 모의평가에서 가장 어려웠다고 판단되는 16번 문항입니다.

그렇다면 학생들이 16번을 어려워한 본질적인 이유는 무엇일까요?

바로 우리가 농도 문제에서 익히 보던 부피/질량같은 정량적인 자료들이 제시가 되지 않았기 때문입니다.

EBS연계 공부를 한 학생에 한해서도 연계문항이 퍼센트농도로 제시되었기에 관련해서 파고들면 계산의 턱에 막혀

답을내지 못한채 시간을 허비한 학생도 꽤나 많은 것으로 보입니다.

화학2 혹은 대학 전공 화학을 공부하신 분이라면 다양한 농도개념에 대해 공부해 보신 경험이 있을 겁니다.(몰랄농도라던지...몰랄농도라던지...몰랄농도라던지////)

특히 화학2에서는 이런 농도의 변환에 관한 내용을 왕왕 묻기도 하죠. 그 때 문제를 해결하는 것은 비율로 계산을 단순화해서

빠르게 풀어내는 것 입니다.

이번 평가원도 비율적인 것을 묻고싶었던 것으로 생각이 되는데 어떻게 해결할 수 있을까요?

앞서 말했듯 농도/분수를 비율적인 관계를 갖고 있습니다. 하나의 값이 변한다면 그에 비례하게 다른 값도 변하는 것이죠

즉 정해진 수치 없이 임의로 설정해도 정해진 결과값에 맞추어 다른 변수가 변한다는 말입니다.

16번문제에서는 모든 자료가 분수형태를 띠고 있음을 볼 수 있는데 몰농도는 (몰 수)/(부피) 이고, 밀도는 질량/부피 값이죠

용매의 양/용질의 양은 말할 것도 없이 당연히 분수고요.

그럼 하나의 값을 정해준다면 다른 값도 비례하계 다들 변할 것을 생각해볼 수 있고

하나의 수치로 정해줄 변수는 부피가 되든 질량이 되든 용매 혹은 용질의 몰 수가 되든 상관이 없다는 것입니다.

그게 어떻게 되냐라고 생각하실 분도 있으니 각각을 정해놓고 풀어보겠습니다.

먼저 부피를 고정해서 풀어 보겠습니다.

편의상 부피를 1L로 고정하면 (가)의 질량은 1100g, (나)의 질량은 1200g이 되고 이는 용액의 질량임을 확인을 해주셔야 합니다

몰농도가 3a, 5a로 정해져 있으니 1L당 3a몰, 5a몰로 정해진 것을 볼 수 있고 화학식량이 제시되어있으니 120ag, 150ag으로 

생각해볼 수 있겠네요 이건 용질의 질량입니다. 

그럼 용매의 질량은 1100-120a : 1200-150a로 확인할 수 있고 용매의 분자량은 같으니 질량비는 몰 수 비로도 생각할 수 있겠네요.

그렇다면 (1100-120a)/3a : (1200-150a)/5a = 2 : 1임을 확인 할 수 있고 계산을 우직하게 하면 a의 값을 도출할 수 있습니다.

이 문항에서 가장 일반적이고 보편적인 풀이가 되겠네요. 왜나면 부피를 변수로 갖는 분자가 밀도와 몰 농도 두가지로 제시되어 그만큼 계산이 간결해질 수 있거든요!

다음으론 용질의 양을 고정시켜보겠습니다.

용질의 양을 1:1로 고정시키면 용매의 양 비율은 2:1 부피 비는 5:3으로 설정이 가능합니다.

밀도를 곱해주게 되면 용액의 질량 비 5.5 : 3.6을 구할 수 있고 저는 계산상의 편의를 위해 55g, 36g으로 설정해주었습니다.

(이때 헷갈리지 않게 부피도 50mL, 30mL로 정해놓고 간다면 나중에 실수를 방지할 수 있겠죠?)

용질의 양을 n몰로 설정하게 되면, 용매 n몰 당 19g차이가 나는 것을 볼 수 있고 용질 n몰이 17g이었음을 도출할 수 있습니다.

n=17/40임을 확인하면, 그때부턴 몰 농도로 a의 값을 찾아주면 끝입니다! 그리 복잡한 계산이 들어가지 않는 다는 것을 볼 수 있겠죠?

다음으론, 용매의 양을 고정시켜보면,

용매의 양을 n몰로 고정하면 용질의 양은 n몰, 2n몰 부피는 5:6비율로 나오고 질량비를 통해 n을 구해주면 

용질의 양을 고정시켰을 때와 큰 차이 없이 계산을 마칠 수 있습니다.

화학이라는 과목이 정말 다양한 풀이를 구사할 수 있는 만큼 평가원에서도 그 가능성을 더 열어둔 것이 아닐까 싶습니다.

앞으로 출시될 다양한 실전모의고사들에서도 이 점을 반영할 것으로 생각이 되구요!

모쪼록 남은 60일 가량 최대한 많은 문제를 접해보고 실력을 향상시켜

수능날 화학1과목 만큼은 자신있게 치고 오시길 바라겠습니다.

별볼일 없는 수험생의 긴 글 읽어주셔서 정말 감사합니다.