[화학] 내용체계 및 성취기준 (2022개정 온라인암기장)

가. 내용 체계

핵심 아이디어		• 몰은 화학 반응에 참여하는 물질의 양을 나타내는 단위로, 과학/공학/의학 등에서 표준화된 소통의 도구로 활용된다. • 분자의 구조는 물질의 물리적, 화학적 성질을 결정하고, 이는 과학/기술/사회에서 유용하게 활용된다. • 가역 반응이 평형에 도달하게 되는 것은 생명 현상을 이해하는 핵심 원리이며 산업에서 중요하게 쓰인다. • 몰 농도 개념을 응용한 pH는 여러 분야에서 사용되며, 중화 반응의 양적 관계에 대한 이해는 지속가능한 삶에 활용된다.
구분 범주		내용 요소
지식/이해	화학의 언어	• 화학의 유용성 • 몰 • 화학 반응의 양적 관계
	물질의 구조와 성질	• 전기 음성도 • 공유 결합의 극성 • 루이스 전자점식 • 전자쌍 반발 이론 • 분자의 구조
	화학 평형	• 가역 반응과 동적 평형 • 평형 상수 • 평형의 이동
	역동적인 화학 반응	• 몰 농도 • 물의 자동 이온화와 pH • 중화 반응의 양적 관계
과정/기능		• 물질 현상에서 문제 발견 및 가설 설정하기 • 변인을 조작적으로 정의하고, 탐구 설계하기 • 디지털 탐구 도구와 수학적 사고를 활용하여 정보를 수집/변환/해석하기 • 증거와 과학적 사고에 근거하여 자료를 분석/평가/추론하기 • 결론을 도출하고 물질 현상을 설명/예측하기 • 모형을 만들어 물질 현상을 해석하기 • 도출된 결론을 바탕으로 해결 방안에 대한 합리적 의사 결정하기 • 매체를 활용하여 의사소통/협업하기
가치/태도		• 과학의 심미적 가치 • 과학 유용성 • 자연과 과학에 대한 감수성 • 과학 창의성 • 과학 활동의 윤리성 • 과학 문제해결에 대한 개방성 • 안전/지속가능 사회에 기여 • 과학 문화 향유

나. 성취기준

(1) 화학의 언어

[12화학01-01] 화학이 현대 과학/기술/사회의 발전에 기여한 사례를 조사/발표하며 화학에 흥미와 호기심을 가질 수 있다. [12화학01-02] 다양한 단위를 몰로 환산할 수 있음을 이해하고, 물질의 양을 몰 단위로 표현할 수 있다. [12화학01-03] 여러 가지 반응을 화학 반응식으로 나타내고, 화학 반응에서 물질의 양적 관계를 설명할 수 있다.

<탐구 활동> • 다양한 물질의 몰질량을 탐색하고, 특정한 몰수에 해당하는 물질의 질량 측정하기 • 화학 반응에서의 양적 관계를 확인할 수 있는 실험을 계획하고 수행하기

(가) 성취기준 해설

[12화학01-03] 화학 반응식의 계수비는 반응하는 물질의 몰수비임을 강조하고, 화학 반응의 양적 관계를 다룰 때는 몰질량을 이용하여 몰수로 표현하면 반응물과 생성물의 양적 관계를 쉽게 이해할 수 있음을 강조한다.

(나) 성취기준 적용 시 고려 사항

중학교 1~3학년군의 '물질의 구성과 화학 반응의 규칙성', 고등학교 '통합과학1'의 물질과 규칙성, '물질과 에너지'의 용액의 성질, '화학반응의 세계'의 산 염기 평형과 연계된다.

화학이 인류의 문제를 해결하는 데 기여한 다양한 사례를 조사하여 화학을 학습해야 하는 이유와 중요성을 깨닫도록 지도한다.

몰은 물질의 양을 나타내는 기본 물리량으로 학생들이 수치적 계산에 치우치지 않고 물질의 양 표현에 대한 편리성이 있음을 인식할 수 있도록 지도한다.

(2) 물질의 구조와 성질

[12화학02-01] 실험을 통해 화학 결합의 전기적 성질을 설명할 수 있다. [12화학02-02] 전기 음성도의 주기적 변화를 이해하고, 결합한 원소들의 전기 음성도 차이와 쌍극자 모멘트를 이용하여 결합의 극성을 판단할 수 있다. [12화학02-03] 원자와 분자를 루이스 전자점식으로 표현하고, 전자쌍 반발 이론을 근거로 분자의 구조를 추론하여 모형으로 나타낼 수 있다. [12화학02-04] 물질의 물리적, 화학적 성질을 분자의 구조와 연관 짓고, 이에 대한 호기심을 가질 수 있다.

<탐구 활동> • 물의 전기 분해 실험하기 • 소프트웨어를 활용하여 분자 구조 모델링하기

(가) 성취기준 해설

[12화학02-02] 쌍극자 모멘트는 정성적으로 다룬다.

[12화학02-03] 중심 원자는 2, 3주기 전형 원소 중 Be, B와 옥텟 규칙을 따르는 경우로 한정한다.

(나) 성취기준 적용 시 고려 사항

중학교 1~3학년군의 '물질의 구성', 고등학교 '통합과학1'의 물질과 규칙성, '물질과 에너지'의 물질의 세 가지 상태, 용액의 성질과 연계된다.

분자 구조를 이해하면 공유 결합 화합물의 성질을 예측하고 설명할 수 있음을 학습함으로써 화학의 유용성을 깨닫도록 지도한다.

소프트웨어를 활용하여 분자 구조를 모델링하는 경험을 통해 디지털 소양을 함양하도록 지도한다.

물의 전기 분해 실험을 할 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.

(3) 화학 평형

[12화학03-01] 가역 반응에서 나타나는 화학 평형 상태의 특징을 설명할 수 있다. [12화학03-02] 화학 반응에서 반응물과 생성물의 농도 자료를 통해 평형 상수의 의미를 설명할 수 있다. [12화학03-03] 반응 지수의 의미를 알고, 이를 평형 상수와 비교하여 반응의 진행 방향을 예측할 수 있다. [12화학03-04] 농도, 압력, 온도 변화에 따른 화학 평형의 이동을 이해하고, 이를 일상생활 속 현상을 설명하는 데 적용하여 화학의 유용함을 느낄 수 있다.

<탐구 활동> • 자료 해석을 통해 화학 평형에서 농도비의 규칙성을 찾는 탐구하기 • 농도, 압력, 온도 변화에 따른 화학 평형 이동 실험하기

(가) 성취기준 해설

[12화학03-01] 가역 반응의 예시를 들 때 거시적으로 관찰 가능한 화학 평형 상태의 특징과 동적 평형 상태를 구분하여 다룬다.

[12화학03-02] 몰 농도 개념에 대한 설명은 평형 상수의 의미를 이해하는 데 필요한 정도로만 하고 자세한 내용은 '역동적인 화학 반응'에서 다룬다. 압력 평형 상수는 다루지 않는다.

(나) 성취기준 적용 시 고려 사항

중학교 1~3학년군의 '화학 반응의 규칙성', 고등학교 '통합과학2'의 변화와 다양성, '물질과 에너지'의 화학 변화의 자발성, '화학반응의 세계'의 산 염기 평형과 연계된다.

우리 주변의 다양한 가역 반응의 예시를 들어 화학 평형이 일상생활과 가까운 현상임을 느낄 수 있게 지도한다.

생명 현상에서 일어나는 화학 평형, 산업 현장에서 수득률을 높이기 위해 화학 평형을 이용한 사례를 조사하여 진로 탐색에 도움을 준다.

실험을 직접 수행하기 어려운 경우 모의실험 등을 활용하여 지도한다.

실험을 할 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.

(4) 역동적인 화학 반응

[12화학04-01] 물의 자동 이온화와 물의 이온화 상수를 이해하고, 수소 이온의 농도를 pH로 표현할 수 있다. [12화학04-02] 몰 농도의 의미를 이해하고, 원하는 몰 농도의 용액을 만들 수 있다. [12화학04-03] 중화 반응을 이해하고, 중화 반응에서의 양적 관계를 설명할 수 있다. [12화학04-04] 중화 적정 실험을 계획하고 수행하여 미지 시료의 농도를 찾을 수 있다.

<탐구 활동> • 강산이나 강염기 희석 시 몰 농도에 따른 pH 데이터를 수집하여 그래프로 표현하고 해석하기 • 적절한 실험 도구를 사용하여 표준 용액 만들기 • 식초 속 아세트산 함량 구하는 실험하기

(가) 성취기준 해설

[12화학04-03] 중화 반응에서의 양적 관계는 강산과 강염기의 반응으로 제한한다.

[12화학04-04] 중화 적정 곡선은 다루지 않는다.

(나) 성취기준 적용 시 고려 사항

중학교 1~3학년군의 '화학 반응의 규칙성', 고등학교 '통합과학2'의 변화와 다양성, '화학반응의 세계'의 산 염기 평형과 연계된다.

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.