분자들이 만나 화학 반응을 진행하는 데 필요한 최소한의 운동 에너지를 활성화 에너지라 한다. 활성화 에너지가 작은 반응은, 반응의 활성화 에너지보다 큰 운동 에너지를 가진 분자들이 많아 반응이 빠르게 진행된다. 활성화 에너지를 조절하여 반응 속도에 변화를 주는 물질을 촉매라고 하며, 반응 속도를 빠르게 하는 능력을 촉매 활성이라 한다.
- 2023학년도 대학수학능력시험 모의 평가 -
[지문키워드] 화학 반응을 진행하는 데 필요한 최소한의 운동 에너지를 활성화 에너지라 한다.
철수 쌤이 개념 정의를 이해하는 방법 중 하나는 피드백 개념을 이용하는 것이다. 피드백이란 입력과 출력을 갖춘 시스템에서 출력에 의해 입력을 변화시키는 일을 말하는데, 지문에서 ‘활성화 에너지’는 피드백 개념을 이용해 이해하면 좋다. 철수 쌤이 이렇게 할 수 있는 것은 ‘최소한’이라는 말 때문이다. 철수 쌤은 아래 판정도를 떠올린다. 위 판정도는 ‘화학 반응을 진행’할 때까지 활성화 에너지라 할 수 없다가 진행할 때 비로소 활성화 에너지라 할 수 있다는 것이다. ‘+에너지’는 아니오(N), 즉 화학 반응을 진행하지 않을 때 출력된 에너지가 다시 입력으로 될 때 더해지는 에너지를 말한다. 개념 중에는 위와 같은 판정도로 이해해야 하는 것이 있음을 알아두면 좋다.
[지문키워드] 반응이 빠르게 진행… 반응 속도를 빠르게 하는
철수 쌤은 일상생활에서의 의미가 특정 분야에서는 한정돼 사용된다는 것을 잘 알고 있다. 지문에서 ‘빠르게’라는 말이 그렇다. 이것을 사전에서는 다음과 같이 풀이한다. 「1」어떤 동작을 하는 데 걸리는 시간이 짧다. 걸음이빠르다. 말이 빠르다. 「반대말」느리다
「2」어떤 일이 이루어지거나 지나는 데 걸리는 시간이 짧다. 두뇌 회전이 빠르다. 세월이 빠르다. 「반대말」느리다
【…보다】 어떤 것이 기준이나 비교 대상보다 시간 순서상으로 앞선 상태에 있다. 그녀는 나보다 생일이 여섯 달이나 빠르다. 이 시계는 5분 빠르다.
【-기에】 어떤 일이 생기거나 어떤 일을 하기에는 아직 시간이 더 필요한 상태에 있다. 겨울옷을 입기에는 아직 빠르다. 날씨가 더워졌지만, 바다에서 수영하기에는 빠르다. 이렇게 여러 의미로 사용되는 ‘빠르다’의 의미를 고려해 철수 쌤은 활성화 에너지의 개념이 두 가지일 수 있다고 생각했다. 즉 「1」의 뜻에 따라 ‘짧게’ 일어나는 것과 「2」의 뜻에 따라 ‘일찍’ 일어나는 것으로 이해할 수 있는 것이다. 그러다가 철수 쌤은 「2」의 뜻을 곧 머릿속에서 지워 버리고 ‘활성활 에너지는 반응 속도와 관련 있구나’라고 생각한다. 왜냐하면 곧이어 나오는 내용, 즉 ‘반응 속도를 빠르게 하는’이라는 구절을 접하기 때문이다.
화학을 선택한 학생의 경우 철수 쌤과 같이 하지 않는다. 이미 배운 것이 있기 때문에 ‘일찍’인지 ‘짧게’인지를 고민할 필요가 없기 때문이다. 그러나 화학을 선택하지 않은 학생이라면 철수 쌤처럼 해야 한다. 그것이 개념 이해를 위한 기본적인 태도인 것이다. 그렇다고 억울할 필요까지는 없다. 어차피 화학을 선택한 학생도 자기가 선택하지 않은 분야의 개념이 나오면 철수 쌤처럼 해야 하기 때문이다. 국어 능력은 이 세상의 모든 개념을 외우는 것이 아니라 일상생활의 의미가 특정 분야에서 무슨 뜻으로 한정되는지를 이해하는 것이다.
[지문키워드] 활성화 에너지가 작은 반응은, 반응의 활성화 에너지보다 큰 운동 에너지를 가진 분자들이 많아 반응이 빠르게 진행된다.
과학 지문에서 특히 신경써서 파악해야 할 것은 현상(결과)의 원인이다. ‘A아/어(서) B’라는 문장 구조는 ‘A라는 원인과 B라는 현상(결과)’을 나타낸다. 따라서 지문에서 ‘활성화 에너지가 작은 반응은, … 반응이 빠르게 진행된다’는 것은 현상(결과)에 해당한다. 그 원인은 ‘반응의 활성화 에너지보다 큰 운동 에너지를 가진 분자들이 많은 것’이다.
이 원인에서 철수 쌤은 두 가지에 주목하는 수학적 사고를 한다. ‘활성화 에너지보다 큰 운동 에너지’와 ‘분자들이 많’다는 것이 바로 그것이다. 이를 통해 철수 쌤이 지문에 없는 내용이지만 떠올리는 것 역시 두 가지다. 활성화 에너지보다 작은 운동 에너지를 가진 분자가 있을 수 있다는 것과 운동 에너지가 큰 분자들의 수가 다를 수 있다는 것이다. 이를 통해 철수 쌤은 활성화 에너지와 반응 속도 사이에 반비례 관계가, 분자들의 운동 에너지와 반응 속도 사이에 비례 관계가 있음을 추리하며 읽는다. 즉 그래프를 그리며 이해하는 것이다.
포인트
1. 피드백이란 출력에 의해 입력을 변화시키는 일로, 이를 활용해 개념을 이해하면 좋다.
2. 일상생활에서의 의미가 특정 분야에서는 한정돼 사용되기도 한다.
3. 국어 능력은 일상생활의 의미가 특정 분야에서 무슨 뜻으로 한정되는지를 이해하는 것이다.
4. 과학 지문에서 특히 신경써서 파악해야 할 것은 현상(결과)의 원인이다.
