9급 지방직 공무원 공업화학 필기 기출문제복원 (2010-05-22)

9급 지방직 공무원 공업화학
(2010-05-22 기출문제)

목록

1. Alcohol의 일반적 성질에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄷ, ㄹ
  4. ㄱ, ㄹ
(정답률: 60%)
  • - ㄷ: Alcohol은 수소결합을 이용하여 서로 붙어있는 분자들로 이루어져 있으며, 이들 분자들은 서로 극성을 띠고 있어서 물과 잘 섞입니다.
    - ㄹ: Alcohol은 산소와 수소원자를 가지고 있어서 산화되는 성질을 가지고 있습니다. 이러한 성질 때문에 산화제로 사용되기도 합니다.
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2. 다음 중 [NH4]+에서 N이 갖는 형식전하(Formal charge)는?

  1. ＋2
  2. ＋1
  3. －1
  4. －2
(정답률: 알수없음)
  • [NH4]+의 구조는 다음과 같습니다.

    H - N - H
    |
    H
    |
    H+

    N은 5개의 전자를 가지고 있습니다. 이 중 3개는 H 원자와 공유결합을 형성하고, 1개는 양전하를 중성화하기 위해 H+와 이온결합을 형성합니다. 따라서 N은 1개의 전자를 더 가지고 있어야 중성이 됩니다. 이에 따라 N의 형식전하는 +1이 됩니다.
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3. 석유 중의 메르캅탄을 이황화물로 변화시켜 냄새를 제거하는 처리법은?

  1. 황산처리법(sulfuric treatment)
  2. 닥터처리법(doctor treatment)
  3. 백토처리법(clay treatment)
  4. 수소화처리법(hydrogenation treatment)
(정답률: 60%)
  • 메르캅탄은 냄새가 매우 강한 화합물이기 때문에, 이를 제거하기 위해서는 이황화물로 변화시켜야 합니다. 이황화물은 냄새가 거의 없는 화합물이기 때문에, 메르캅탄을 이황화물로 변화시키는 처리법이 필요합니다. 이러한 처리법 중에서 가장 효과적인 것이 닥터처리법입니다. 닥터처리법은 산화제와 촉매를 이용하여 메르캅탄을 이황화물로 변화시키는 방법으로, 처리 후에는 냄새가 거의 없어지는 것이 특징입니다.
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4. 자동차로부터 배출되는 환경오염물질의 저감을 위해 최근에는 버스 연료로 천연가스를 사용하고 있다. 다음 중 천연가스의 주성분은?

  1. 옥테인(octane)
  2. 부텐(butene)
  3. 메테인(methane)
  4. 프로페인(propane)
(정답률: 94%)
  • 천연가스는 지하 수심에서 생산되는 천연 기체로, 메테인이 주성분이다. 메테인은 화학식이 CH4로, 탄소와 수소로 이루어져 있으며, 자동차 배기가스와 같은 환경오염물질의 저감에 효과적으로 사용된다.
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5. 석유 전환공정 중 촉매를 사용하지 않아도 되는 공정은?

  1. 열분해법(thermal cracking)
  2. 수소첨가 분해법(hydrocracking)
  3. 플랫포밍(platforming)
  4. 이성화법(isomerization)
(정답률: 85%)
  • 열분해법은 고온과 고압에서 석유를 열분해하여 경제적으로 쉽게 분해할 수 있는 경량 분자로 변환시키는 공정입니다. 이 공정에서는 촉매를 사용하지 않기 때문에 다른 공정들과 달리 촉매의 비용과 유지보수 비용이 들지 않아 경제적인 이점이 있습니다. 따라서, 정답은 열분해법입니다.
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6. 유지의 불포화도와 가장 밀접한 관계가 있는 화학 특성치 값은?

  1. 산가(acid value)
  2. 비누화가
  3. 요오드가(iodine value)
  4. 살균가
(정답률: 90%)
  • 유지의 불포화도는 유지 내의 이중결합 수에 의해 결정됩니다. 이중결합 수가 많을수록 불포화지방산의 함량이 높아지기 때문에, 이중결합 수를 측정하는 화학 특성치 값인 요오드가(iodine value)가 유지의 불포화도와 가장 밀접한 관계가 있습니다.
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7. 유화중합에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 일반적으로 물이 분산매로 사용되며 열전달이 용이하다.
  2. 단량체는 유화제에 의하여 수용액상에 분산된다.
  3. 산화－환원 개시제를 사용할 경우, 개시제 라디칼이 단량체로 팽배된(swollen) 비누 미셀 안으로 확산하여 반응을 일으킨다.
  4. 주로 소규모 생산에만 적용되고 있으며, 수성 페인트와 접착제의 제조에 특히 유용하다.
(정답률: 79%)
  • 유화중합은 주로 대규모 생산에 적용되며, 수성 페인트와 접착제뿐만 아니라 다양한 산업에서 사용되고 있기 때문에 "주로 소규모 생산에만 적용되고 있으며, 수성 페인트와 접착제의 제조에 특히 유용하다."는 옳지 않은 설명입니다.
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8. 연쇄중합의 특징으로 옳지 않은 것은?

  1. 라디칼 등과 같은 활성중심과 단량체와의 반응에 의해 고분자 사슬이 성장한다.
  2. 반응이 진행됨에 따라 단량체의 농도가 급속히 감소한다.
  3. 다중결합을 포함한 단량체의 중합에서 많이 볼 수 있다.
  4. 개시제로 라디칼이나 음이온 또는 양이온이 사용된다.
(정답률: 73%)
  • 연쇄중합의 특징으로 옳지 않은 것은 "반응이 진행됨에 따라 단량체의 농도가 급속히 감소한다."입니다. 연쇄중합은 단량체와 활성중심인 라디칼 등이 반응하여 고분자 사슬을 형성하는 과정입니다. 따라서 반응이 진행됨에 따라 단량체의 농도가 감소하는 것이 아니라, 고분자 사슬의 농도가 증가합니다.
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9. 다음 중 Ziegler－Natta 촉매를 이용한 프로필렌의 중합으로부터 공업적으로 주로 얻어지는 입체 규칙성 중합체는?

  1. 이소택틱(isotactic) 폴리프로필렌
  2. 신디오택틱(syndiotactic) 폴리프로필렌
  3. 어택틱(atactic) 폴리프로필렌
  4. 고밀도(high density) 폴리에틸렌
(정답률: 74%)
  • Ziegler-Natta 촉매를 이용한 프로필렌 중합에서는 촉매 분자가 중합체의 결정화 방향을 제어하게 되는데, 이 때 이소택틱 폴리프로필렌은 촉매 분자가 결정화 방향을 일정하게 유지하여 입체 규칙성 있는 중합체를 형성하게 되기 때문입니다. 따라서 이소택틱 폴리프로필렌이 주로 얻어지게 됩니다.
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10. 나일론 66의 제조를 위한 단위체에 해당되는 것은?

  1. HO(CH2)2OH
  2. HOOC(C6H4)COOH
  3. H2NCONH2
  4. HOOC(CH2)4COOH
(정답률: 77%)
  • 나일론 66은 hexamethylenediamine과 adipic acid의 반응으로 제조됩니다. 따라서 단위체는 hexamethylenediamine과 adipic acid의 각각의 기본 구조 단위체인 H2N(CH2)6NH2과 HOOC(CH2)4COOH입니다. 따라서 보기 중에서 HOOC(CH2)4COOH가 단위체에 해당됩니다.
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11. 다음 화합물의 산의 세기가 증가하는 순서로 바르게 나열한 것은? (단, 산의 세기가 낮은 것부터 나열한다)

  1. ㄱ＜ㄴ＜ㄷ＜ㄹ
  2. ㄷ＜ㄴ＜ㄹ＜ㄱ
  3. ㄱ＜ㄹ＜ㄷ＜ㄴ
  4. ㄴ＜ㄷ＜ㄹ＜ㄱ
(정답률: 86%)
  • 주어진 화합물에서 산의 세기는 결합력이 강한 원자나 이온일수록 높아진다. 따라서, 화합물에서 결합력이 가장 강한 것은 이온결합이므로 이온결합을 이루는 화합물인 NH4Cl이 가장 산의 세기가 높다. 다음으로는 공유결합을 이루는 화합물인 H2O, NH3, CH4 순으로 산의 세기가 낮아진다. 따라서, "ㄱ＜ㄴ＜ㄷ＜ㄹ"이 정답이다.
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12. 다음 화합물 중 끓는점이 높아지는 순서대로 나열한 것은?

  1. ㄷ＜ㄴ＜ㄱ
  2. ㄴ＜ㄷ＜ㄱ
  3. ㄷ＜ㄱ＜ㄴ
  4. ㄱ＜ㄴ＜ㄷ
(정답률: 60%)
  • 끓는점은 분자간의 인력이 강할수록 높아지는 경향이 있습니다. 따라서 분자간의 인력이 가장 강한 것부터 나열하면 됩니다.

    1. 끓는점이 가장 높은 화합물인 A는 분자 내부에서 수소결합이 일어나고 있습니다. 수소결합은 다른 분자 내부에서 일어나는 수소결합보다 강한 인력이므로 끓는점이 가장 높습니다.

    2. 끓는점이 중간인 화합물인 B는 분자 내부에서 수소결합이 일어나지 않지만, 분자간에는 수소결합이 일어나고 있습니다.

    3. 끓는점이 가장 낮은 화합물인 C는 분자간에도 수소결합이 일어나지 않습니다. 따라서 분자간 인력이 가장 약하므로 끓는점이 가장 낮습니다.

    따라서 "ㄷ＜ㄴ＜ㄱ"이 정답입니다.
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13. IUPAC 명명법에 근거한 다음 화합물의 이름은?

  1. cis-1,3-dimethylcyclohexane
  2. 1,1-dimethylcyclohexane
  3. cis-1,2-dimethylcyclohexane
  4. trans-1,2-dimethylcyclohexane
(정답률: 64%)
  • 이 화합물은 cyclohexane 구조를 가지고 있으며, 1,2-위치에는 methyl기가 두 개 달려있다. 또한, 이 두 methyl기는 cis 구조를 이루고 있다. 따라서, 이 화합물의 이름은 "cis-1,2-dimethylcyclohexane"이다. 다른 보기들은 위와 같은 구조를 가지지 않거나, cis와 trans 구조가 혼합되어 있기 때문에 정답이 될 수 없다.
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14. 고정화 효소의 제법이 아닌 것은?

  1. 흡착법
  2. 발광법
  3. 포괄법
  4. 공유결합법
(정답률: 93%)
  • 고정화 효소는 흡착법, 포괄법, 공유결합법으로 제법될 수 있지만, 발광법은 고정화 효소의 제법이 아닙니다. 발광법은 발광 반응을 이용하여 분석하는 방법으로, 효소와는 직접적인 관련이 없습니다.
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15. 광합성 독립 영양생물(photoautotroph)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 에너지원으로 빛을 사용하며 탄소원으로 이산화탄소를 사용한다.
  2. 에너지원으로 빛을 사용하며 탄소원으로 유기물을 사용한다.
  3. 에너지원으로 유기물을 사용하며 탄소원으로 이산화탄소를 사용한다.
  4. 에너지원으로 유기물을 사용하며 탄소원으로 유기물을 사용한다.
(정답률: 알수없음)
  • 광합성 독립 영양생물은 에너지원으로 빛을 사용하며 탄소원으로 이산화탄소를 사용합니다. 이는 광합성 작용에서 빛에너지를 이용하여 이산화탄소를 고정하여 유기화합물을 합성하는 과정에서 일어나는 것입니다. 따라서 "에너지원으로 빛을 사용하며 탄소원으로 이산화탄소를 사용한다."가 옳은 설명입니다.
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16. 칼륨비료에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄷ, ㄹ
  3. ㄱ, ㄷ, ㄹ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ
(정답률: 82%)
  • - ㄱ: 칼륨비료는 식물의 생장과 열매의 품질 향상에 중요한 역할을 합니다.
    - ㄴ: 칼륨비료는 식물의 균형적인 영양공급을 위해 질산성 비료와 함께 사용됩니다.
    - ㄷ: 칼륨비료는 식물의 내구성을 강화하고, 병해충에 대한 저항력을 높이는 효과가 있습니다.
    - ㄹ: 칼륨비료는 염분에 강한 특성을 가지고 있어, 염해지역에서도 사용이 가능합니다.
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17. 수용액 중에서 염기성을 나타내는 화학비료는?

  1. 요소
  2. 과린산석회
  3. 석회
  4. 중과린산석회
(정답률: 90%)
  • 석회는 칼슘화합물로, 수용액에 녹으면 칼슘 이온(Ca2+)을 방출하여 pH를 상승시키므로 염기성을 나타냅니다.
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18. 암모니아 소오다법(Solvay process)에 의한 탄산나트륨의 제조과정에서 반응 후 부산물로 얻어지는 물질과 회수하여 재사용할 수 있는 물질로만 묶은 것은?

  1. CaCl2, CO2
  2. Na2CO3, NH3
  3. CaCl2, NH3
  4. Na2CO3, CO2
(정답률: 67%)
  • 암모니아 소오다법에서는 탄산나트륨을 생산하기 위해 석회석과 염화나트륨을 반응시켜 탄산칼슘을 만들고, 이를 이용해 탄산나트륨을 생산합니다. 이 과정에서 생산된 부산물로는 염화칼슘과 암모니아가 있습니다. 이 중에서 암모니아는 회수하여 재사용할 수 있습니다. 따라서 정답은 "CaCl2, NH3"입니다.
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19. 황산의 제조공정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 황, 황화철광, 금속제련 폐가스 등을 원료로 한다.
  2. 이산화황(SO2) 제조시 정제과정을 거친다.
  3. 삼산화황(SO3) 제조반응은 비가역 반응이다.
  4. 삼산화황(SO3)을 98%의 황산에 흡수시킨다.
(정답률: 94%)
  • "삼산화황(SO3) 제조반응은 비가역 반응이다."가 옳지 않은 것입니다. 삼산화황 제조반응은 역학적으로는 역반응이 일어날 가능성이 있지만, 적절한 조건에서는 순반응이 우세하게 일어나므로 비가역 반응으로 간주됩니다. 이유는 삼산화황 제조반응은 열반응이며, 반응열이 크기 때문에 역반응이 일어나기 어렵습니다. 또한, 적절한 촉매와 조건을 사용하면 순반응이 우세하게 일어나므로 비가역 반응으로 간주됩니다.
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20. 종이의 제조 공정을 순서대로 나열한 것은?

  1. 펄프→표백→비팅→충전→사이징→초지→종이
  2. 펄프→충전→비팅→사이징→초지→표백→종이
  3. 펄프→비팅→충전→표백→사이징→초지→종이
  4. 펄프→충전→비팅→사이징→표백→초지→종이
(정답률: 64%)
  • 종이의 제조 공정은 다음과 같습니다.

    1. 펄프: 나무 파쇄 및 화학처리를 통해 펄프를 만듭니다.
    2. 표백: 펄프를 표백하여 불순물을 제거합니다.
    3. 비팅: 펄프와 물을 혼합하여 종이를 만들 준비를 합니다.
    4. 충전: 비팅된 펄프와 물을 혼합하여 종이를 만듭니다.
    5. 사이징: 종이의 특성을 개선하기 위해 사이징제를 추가합니다.
    6. 초지: 종이를 건조시키기 위해 초지를 사용합니다.
    7. 종이: 건조된 종이를 제품으로 만듭니다.

    따라서, "펄프→표백→비팅→충전→사이징→초지→종이"가 올바른 순서입니다.
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