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

9급 지방직 공무원 공업화학 2010-05-22 필기 기출문제 해설

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9급 지방직 공무원 공업화학
(2010-05-22 기출문제)

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1과목: 과목 구분 없음

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

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄷ, ㄹ
  4. ㄱ, ㄹ
(정답률: 75%)
  • 알코올의 성질에 대한 분석입니다.
    $\text{H}_2\text{O}$와 알코올은 분자량이 비슷한 alkane, alkene보다 끓는점이 높은데 이는 수소결합의 영향 때문이며, Ethanol은 ethylene을 진한 황산과 반응시킨 다음 가수분해하거나 녹말이나 포도당을 발효시켜 제조할 수 있습니다.

    오답 노트
    탄소수가 증가할수록 비점과 녹는점은 증가하지만, 물에 대한 용해도는 감소합니다.
    알코올과 $\text{HCl}$의 반응성은 차수가 증가할수록(1차 < 2차 < 3차) 증가합니다.
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2. 다음 중 [NH4]+에서 N이 갖는 형식전하(Formal charge)는?

  1. ＋2
  2. ＋1
  3. －1
  4. －2
(정답률: 72%)
  • 형식전하는 원자가 전자의 수에서 비공유 전자 수와 공유 전자 수의 절반을 뺀 값으로 계산합니다.
    N의 원자가 전자는 $5$개이며, $\text{NH}_4^+$에서 N은 $4$개의 단일 결합을 형성하고 비공유 전자쌍은 없습니다.
    ① [기본 공식] $\text{FC} = V - (N + \frac{B}{2})$ (V: 원자가 전자 수, N: 비공유 전자 수, B: 공유 전자 수)
    ② [숫자 대입] $\text{FC} = 5 - (0 + \frac{8}{2})$
    ③ [최종 결과] $\text{FC} = 1$
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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: 65%)
  • 닥터처리법(doctor treatment)은 석유 중의 메르캅탄(RSH)을 산화시켜 냄새가 없는 이황화물(RSSR)로 변화시키는 정제 방법입니다.
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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: 87%)
  • 천연가스(CNG)의 주성분은 가장 단순한 구조의 알케인인 메테인(methane)으로, 약 80~90% 이상을 차지합니다.
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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: 83%)
  • 열분해법(thermal cracking)은 촉매 없이 고온과 고압만을 이용하여 탄소 사슬을 끊어내는 공정입니다.

    오답 노트
    수소첨가 분해법, 플랫포밍, 이성화법: 모두 특정 촉매를 사용하여 반응 효율과 선택성을 높이는 공정입니다.
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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: 87%)
  • 요오드가(iodine value)는 유지 $100\text{g}$에 흡수되는 요오드의 양을 측정하는 것으로, 불포화 결합(이중결합)이 많을수록 요오드 흡수량이 증가하므로 불포화도와 직접적인 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: 80%)
  • 유화중합은 열전달이 효율적이고 생산성이 매우 높아 소규모가 아닌 대규모 공업적 생산에 매우 적합한 중합 방식입니다.
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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: 75%)
  • 연쇄중합은 개시 반응 후 매우 빠른 속도로 사슬이 성장하므로, 반응 초기부터 끝까지 단량체의 농도가 서서히 감소하는 특성을 가집니다. 급속히 감소하는 것은 단계중합의 특징입니다.
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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: 75%)
  • Ziegler-Natta 촉매는 입체 선택성이 매우 뛰어나, 모든 메틸기가 한쪽 방향으로 배열된 이소택틱(isotactic) 폴리프로필렌을 선택적으로 합성하여 공업적으로 널리 사용됩니다.
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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: 73%)
  • 나일론 66은 아디프산과 헥사메틸렌디아민이 축합 중합하여 만들어지는 고분자입니다. 따라서 단위체 중 하나인 아디프산의 화학식인 $\text{HOOC(CH}_2\text{)}_4\text{COOH}$가 정답입니다.
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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: 87%)
  • 페놀류에서 전자 끌개 그룹(Electron Withdrawing Group, EWG)이 결합하면 짝염자의 안정성이 증가하여 산성이 강해집니다. 에서 전자 끌개 효과의 세기는 $H < Cl < NO_{2} < 2NO_{2}$ 순이므로, 산의 세기는 ㄱ < ㄴ < ㄷ < ㄹ 순으로 증가합니다.
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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: 64%)
  • 분자식이 같은 이성질체일 때, 가지가 많아질수록 표면적이 감소하여 분자 간 인력이 약해지므로 끓는점이 낮아집니다. 에서 n-heptane(ㄱ)은 직쇄 구조, 2,3-dimethylpentane(ㄴ)은 가지가 2개, 2,2,3-trimethylbutane(ㄷ)은 가지가 3개로 가장 많으므로 끓는점은 ㄷ < ㄴ < ㄱ 순으로 높아집니다.
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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: 63%)
  • 제시된 이미지 의 구조를 분석하면, 사이클로헥세인 고리의 1번과 2번 탄소에 각각 메틸기($-CH_{3}$)가 결합되어 있습니다. 두 메틸기가 모두 고리의 같은 방향(위쪽)으로 향하고 있으므로 cis-1,2-dimethylcyclohexane입니다.
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14. 고정화 효소의 제법이 아닌 것은?

  1. 흡착법
  2. 발광법
  3. 포괄법
  4. 공유결합법
(정답률: 96%)
  • 고정화 효소의 제법에는 효소를 지지체에 물리적으로 붙이는 흡착법, 고분자 망상 구조 안에 가두는 포괄법, 화학적 결합을 이용하는 공유결합법 등이 있습니다. 발광법은 빛을 내는 현상과 관련된 것으로 효소를 고정화하는 방법이 아닙니다.
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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: 79%)
  • 광합성 독립 영양생물(photoautotroph)은 명칭 그대로 빛(photo)을 에너지원으로 사용하고, 무기물인 이산화탄소($CO_{2}$)를 탄소원으로 사용하여 스스로 유기물을 합성하는 생물입니다.
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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: 83%)
  • 제시된 모든 보기가 칼륨비료의 특성을 정확히 설명하고 있습니다.

    염화칼륨의 비중이 가장 크며, 광물에 따라 용해도가 다르고, 황산/질산칼륨 성분 및 해수, 나무재, 볏짚재 등이 모두 칼륨 자원으로 활용됩니다.
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17. 수용액 중에서 염기성을 나타내는 화학비료는?

  1. 요소
  2. 과린산석회
  3. 석회
  4. 중과린산석회
(정답률: 90%)
  • 석회(생석회 또는 소석회)는 수용액 상태에서 수산화이온($OH^{-}$)을 내놓아 강한 염기성을 나타내는 대표적인 비료입니다.
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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 소오다법에서 탄산나트륨을 제조하는 과정 중 염화칼슘($CaCl_{2}$)은 최종 부산물로 생성되며, 암모니아($NH_{3}$)는 공정 내에서 회수하여 재사용하는 핵심 물질입니다.
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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: 91%)
  • 삼산화황($SO_{3}$) 제조 반응은 가역 반응입니다. 따라서 삼산화황 제조반응은 비가역 반응이라는 설명은 틀린 것입니다.
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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: 71%)
  • 종이 제조는 원료인 펄프를 만든 후, 색을 밝게 하는 표백, 섬유를 잘게 부수는 비팅, 불순물을 채우는 충전, 잉크 번짐을 막는 사이징, 종이 형태로 만드는 초지 순으로 진행됩니다.
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