화학 반응식에서 각 화학식 앞에 위치한 숫자를 의미하며, 1의 경우 생략한다.
다음은 H2와 O2가 반응하여 H2O가 생성되는 반응의 화학 반응식을 나타낸 것이다.
이 화학 반응식에서 각 물질의 계수를 구해보자.
2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)
- H2(g)의 계수는 2,
- O2(g)의 계수는 1,
- H2O(l)의 계수는 2이다.
아래의 순서에 따라 화학 반응식을 표기한다.
1. 반응물을 먼저 쓰고, 우측을 향하는 화살표 →를 그린 후 생성물을 쓴다.
반응물이나 생성물이 2가지 이상이면 각 화학식 사이에 +를 표기하며, 계수는 a, b, c와 같은 미지수로 둔다.
2. 반응물과 생성물에 존재하는 각 원자의 종류와 개수가 같도록 화학 반응식의 계수를 맞춘다.
3. 가장 간단한 정수비로 화학 반응식의 계수를 표기하며, 1은 생략한다.
4. 물질의 상태를 표기하는 경우, 각 물질의 화학식 뒤에 표기한다.
N2(g)와 H2(g)가 반응하여 NH3(g)가 생성되는 화학 반응식을 표기해보자.
1. 반응물을 먼저 쓰고, 우측을 향하는 화살표 →를 그린 후 생성물을 쓴다.
반응물이나 생성물이 2가지 이상이면 각 화학식 사이에 +를 표기하며, 계수는 a, b, c와 같은 미지수로 둔다.
aN2+bH2→cNH3
2. 반응물과 생성물에 존재하는 각 원자의 종류와 개수가 같도록 화학 반응식의 계수를 맞춘다.
- N의 개수 맞추기: 2a=c
- H의 개수 맞추기: 2b=3c
따라서 b, c를 a로 나타내면 b=3a, c=2a이다.
3. 가장 간단한 정수비로 화학 반응식의 계수를 표기하며, 1은 생략한다.
a:b:c=a:3a:2a=1:3:2가 가장 간단한 정수비이므로 화학 반응식을 나타내면 아래와 같다.
N2+3H2→2NH3
4. 물질의 상태를 표기하는 경우, 각 물질의 화학식 뒤에 표기한다.
반응물과 생성물이 모두 기체 (g)이므로 아래와 같이 표기한다.
N2(g)+3H2(g)→2NH3(g)
계수비는 소모되는 반응물과 생성되는 생성물의 몰 수 비와 같다.
따라서 반응물의 계수비만큼 반응하여 생성물의 계수비만큼 생성된다.
다음은 N2(g)와 H2(g)가 반응하여 NH3(g)가 생성되는 반응의 화학 반응식이다.
이 화학 반응식의 의미를 알아보자.
N2(g)+3H2(g)→2NH3(g)
화학 반응식에서 계수비 N2:H2:NH3=1:3:2이므로
N2(g) 1mol과 H2(g) 3mol이 반응하여 NH3(g) 2mol이 생성됨을 알 수 있다.
예를 들어 아래 그림과 같이 강철 용기에 N2(g) 2mol과 H2(g) 3mol을 넣고 NH3(g)를 생성하는 반응을 완결시키면
N2(g) 1mol과 H2(g) 3mol이 반응하여 NH3(g) 2mol이 생성되고, N2(g) 1mol이 남는다.
따라서 반응을 정리하면 아래 표와 같다.
정답: $3$
반응 전후 각 원소의 원자 개수는 같음을 이용하여 식을 세운다.
- C의 개수 맞추기: 2=b
- H의 개수 맞추기: 4=2c
- O의 개수 맞추기: 2a=2b+c
이를 연립하면 a=3, b=2, c=2이다.
따라서 답은 3번이다.
정답: $5$
ㄱ. 반응물은 H2S, Cl2, 생성물은 HCl, S이므로 반응식을 세우면 아래와 같다.
aH2S(g)+bCl2(g)→cHCl(g)+dS(s)
반응 전후 각 원소의 원자 개수는 같음을 이용하여 식을 세운다.
- H의 개수 맞추기: 2a=c
- S의 개수 맞추기: a=d
- Cl의 개수 맞추기: 2b=c
이를 연립하여 b, c, d를 a로 나타내면 b=a, c=2a, d=a이므로
가장 간단한 정수비는 a:b:c:d=1:1:2:1이다.
따라서 반응식을 완성하면 다음과 같다.
H2S(g)+Cl2(g)→2HCl(g)+S(s)
이를 통해 H2S(g)와 Cl2(g)는 같은 몰 수 비로 반응함을 알 수 있다. (O)
ㄴ. ㄱ에서 구한 반응식 H2S(g)+Cl2(g)→2HCl(g)+S(s)를 통해 H2S(g)와 Cl2(g)는 1:1의 몰 수 비로 반응하여 HCl(g)과 S(s)가 생성됨을 알 수 있다.
따라서 H2S(g) 2mol과 Cl2(g) 2mol이 반응하여 HCl(g) 4mol과 S(s) 2mol이 생성되므로 반응을 정리하면 아래 표와 같다.
그러므로 x=2이다. (O)
ㄷ. 위에서 구한 표를 통해 y=4임을 알 수 있다. (O)
따라서 답은 5번이다.
