기체 반응 법칙

Gay-Lussac's Law of Combining Volumes

같은 온도와 압력에서 기체끼리 반응할 때 부피 비는 간단한 정수비가 된다는 것이 기체 반응 법칙이에요. 예를 들어 수소 2L와 산소 1L가 만나면 수증기 2L가 생겨 부피 비는 2:1:2예요. 아보가드로 법칙 덕분에 같은 부피에는 같은 수의 분자가 들어 있어, 부피 비 = 분자 수 비 = 반응식 계수 비가 돼요. 이 페이지에서는 반응 종류와 부피를 바꿔 가며 기체 부피 비가 어떻게 맞는지 확인해 봐요.

기체 반응의 부피 비

🎈 직관: 풍선 합치기

①기체끼리 반응할 때 부피 비가 깔끔한 정수비

②수소 2L + 산소 1L → 수증기 2L (2:1:2)

③게이뤼삭이 발견한 법칙: 반응 기체의 부피 비 = 간단한 정수비

반응 선택0

📝 반응별 해석

①0번: H₂ + Cl₂ → 2HCl (1:1:2)

②1번: 2H₂ + O₂ → 2H₂O (2:1:2)

③2번: N₂ + 3H₂ → 2NH₃ (1:3:2)

아보가드로 법칙

🔬 같은 부피 = 같은 분자 수

①같은 온도·압력에서

②기체의 종류에 관계없이

③같은 부피 속에 같은 수의 분자가 들어 있다

④이것이 아보가드로 법칙!

부피22.4 L

부피 비 = 분자 수 비

💡 핵심 연결

①아보가드로 법칙 덕분에

②기체 반응의 부피 비 = 분자 수 비

③H₂ + Cl₂ → 2HCl에서

④부피 1:1:2 = 분자 수 1:1:2

⑤화학 반응식의 계수 = 부피 비 = 분자 수 비

총정리

기체 반응 법칙

반응 기체의 부피 비 = 간단한 정수비

같은 온도·압력에서 반응 전후 기체의 부피 비

아보가드로 법칙

같은 T, P → 같은 V = 같은 분자 수

0°C, 1기압에서 기체 1몰 = 22.4 L

핵심 관계

부피 비 = 몰 비 = 계수 비

기체 반응에서 부피 비, 분자 수 비, 계수가 모두 같다

🎯 시험 포인트

①기체 반응 법칙: 부피 비 = 간단한 정수비

②아보가드로 법칙: 같은 T,P → 같은 V = 같은 N

③기체 반응에서 부피 비 = 계수 비 = 몰 비

④0°C, 1기압에서 1몰 = 22.4L

⑤반응 전후 원자의 종류와 수는 변하지 않는다

예제와 단원평가

예제 1

같은 온도·압력에서 수소 기체와 산소 기체가 반응하여 수증기를 만든다(2H₂ + O₂ → 2H₂O). 수소 20 mL가 모두 반응하려면 산소 몇 mL가 필요하며, 수증기는 몇 mL 생기는가?

기체 반응 법칙에서 부피 비 = 계수 비이므로 H₂ : O₂ : H₂O = 2 : 1 : 2.

수소 20 mL이면 산소 = 20 × (1/2) = 10 mL, 수증기 = 20 × (2/2) = 20 mL.

▸ 산소 10 mL 필요 / 수증기 20 mL 생성

기체 반응에서 부피 비는 화학 반응식의 계수 비와 같다.

예제 2

같은 온도·압력에서 같은 부피의 수소와 산소를 비교하면 분자 수는 어떠한가? 이 사실이 부피 비와 어떻게 연결되는가?

아보가드로 법칙: 같은 온도·압력에서 같은 부피 속에는 기체 종류와 관계없이 같은 수의 분자가 들어 있다.

따라서 기체 반응에서 부피 비 = 분자 수 비 = 계수 비가 모두 같아진다.

▸ 같은 부피 = 같은 분자 수 (아보가드로) → 부피 비 = 분자 수 비 = 계수 비

아보가드로 법칙 덕분에 부피를 세는 것이 곧 분자 수를 세는 것이 된다.

단원평가 유형

기체 반응 법칙과 아보가드로 법칙에 대한 설명으로 옳은 것은?

①기체 반응에서 부피 비는 항상 복잡한 소수비이다

②같은 부피의 기체에는 종류에 따라 분자 수가 다르다

③기체 반응에서 부피 비는 화학 반응식의 계수 비와 같다

④아보가드로 법칙은 고체에서만 성립한다

⑤0°C, 1기압에서 기체 1몰의 부피는 11.2 L이다

▸ ③ 기체 반응에서 부피 비는 화학 반응식의 계수 비와 같다

기체 반응의 부피 비는 간단한 정수비이고(①X), 같은 부피의 기체에는 종류와 관계없이 같은 수의 분자가 있다(②X·아보가드로).

아보가드로 법칙은 기체에서 성립하며(④X), 0°C·1기압에서 기체 1몰 = 22.4 L이다(⑤X). 기체 반응에서 부피 비 = 계수 비이다(③O).