9급 지방직 공무원 공업화학 필기 기출문제복원 (2016-06-18)

9급 지방직 공무원 공업화학
(2016-06-18 기출문제)

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1. 원유의 정제에서 상압증류(atmospheric distillation)에 의해 얻어지는 것만을 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 90%)
  • 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ" 입니다.

    상압증류는 원유를 일정한 압력과 온도에서 가열하여 분리하는 과정입니다. 이때 분리되는 것은 원유의 성분에 따라 다릅니다.

    ㄱ. 상압증류에서 가장 먼저 분리되는 것은 경질유입니다. 경질유는 원유 중 가장 높은 끓는점을 가지고 있기 때문에 가열 시 가장 먼저 증발합니다.

    ㄴ. 다음으로 분리되는 것은 중질유입니다. 중질유는 경질유보다는 끓는점이 낮지만, 여전히 높은 끓는점을 가지고 있기 때문에 경질유 다음에 분리됩니다.

    ㄷ. 마지막으로 분리되는 것은 가벼운 유황화수소, 메탄 등의 가스와 부산물인 콜타르입니다. 이들은 원유 중 가장 낮은 끓는점을 가지고 있기 때문에 가열 시 가장 마지막에 증발합니다.

    따라서, 상압증류에서 분리되는 것 중 경질유, 중질유, 가스와 콜타르를 모두 고른 것이 "ㄱ, ㄴ, ㄷ" 입니다.
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2. 이차 알코올의 산화 반응으로 생성되는 작용기는?

  1. Ketone
  2. Amine
  3. Aldehyde
  4. Carboxylic acid
(정답률: 87%)
  • 이차 알코올은 산화 반응을 통해 케톤으로 변환됩니다. 이는 이차 알코올에서 하나의 수소 원자와 하나의 산소 원자가 제거되어 케톤의 카르보닐 기능기가 생성되기 때문입니다. 따라서 정답은 "Ketone"입니다.
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3. 계면활성제에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 한 분자 내에 친수기와 소수기를 모두 갖는다.
  2. 일정 농도 이상에서 미셀(micelle)을 형성한다.
  3. 모든 계면활성제는 물에서 이온으로 해리된다.
  4. 세제, 유화제, 보습제 등으로 이용된다.
(정답률: 100%)
  • "모든 계면활성제는 물에서 이온으로 해리된다."는 옳지 않은 설명입니다. 일부 계면활성제는 물에 녹지 않고 유기용매에 녹을 수 있습니다. 이는 계면활성제의 화학 구조와 물과의 상호작용에 따라 결정됩니다.
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4. 질소비료로 사용되는 요소에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 암모니아와 이산화탄소의 반응으로 얻을 수 있다.
  2. 질소 함량은 45% 이상이다.
  3. 중성 비료로 분류된다.
  4. 흡습성이 적다.
(정답률: 100%)
  • 암모니아와 이산화탄소의 반응으로 얻을 수 있는 질소비료는 질소가스(N2)가 아니라 질산염(NO3-)이나 암모늄이온(NH4+)을 포함한 화합물이다. 따라서 "암모니아와 이산화탄소의 반응으로 얻을 수 있다."는 설명이 옳지 않다.

    흡습성이 적은 이유는 질소비료는 대부분 결정체나 고체로 제조되기 때문이다. 따라서 습기를 흡수하는 경향이 적다.
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5. 다음 화합물의 IUPAC 명명으로 옳은 것은?

  1. 1,1-Diethyl-1-propene
  2. 3-Ethyl-2-pentene
  3. 3-Ethyl-3-pentene
  4. 1-Methyl-2-ethyl-1-butene
(정답률: 83%)
  • 이 화합물은 5개의 탄소 원자를 가지고 있으며, 두 개의 이중결합이 존재합니다. 이중결합 중 하나의 탄소 원자는 두 개의 에틸기로 이루어져 있습니다. 따라서, 이중결합이 있는 가장 가까운 두 개의 탄소 원자를 기준으로 명명하면 됩니다. 이 경우, 이중결합이 있는 두 개의 탄소 원자는 2번째와 3번째 탄소 원자입니다. 따라서, 2번째 탄소 원자는 에틸기를 가지고 있으므로 "3-Ethyl-"이라는 접두어를 사용하고, 3번째 탄소 원자는 펜텐기를 가지고 있으므로 "2-pentene"이라는 접미어를 사용하여 "3-Ethyl-2-pentene"이라는 IUPAC 명명법으로 명명할 수 있습니다.
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6. 산화시켜서 산(acid) 또는 산무수물(acid anhydride)을 제조할 수 있는 방향족 화합물은?

  1. Nitrobenzene
  2. Xylene
  3. Cyclohexane
  4. Cyclohexanol
(정답률: 80%)
  • Xylene은 메틸기가 2개 결합된 방향족 화합물로, 산화시켜서 산무수물인 메틸벤조산을 제조할 수 있습니다.
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7. 실리콘(Si) 단결정의 제조 방법으로 옳지 않은 것은?

  1. 플롯존(float zone)법
  2. 초크랄스키(Czochralski)법
  3. 냉각도가니(cold crucible)법
  4. 화학기상증착(chemical vapor deposition)법
(정답률: 93%)
  • 화학기상증착법은 기체 상태의 실리콘 전구체를 증착시켜 단결정을 만드는 방법이지만, 다른 세 가지 방법은 모두 고체 상태의 실리콘 전구체를 이용하여 단결정을 만드는 방법입니다. 따라서 화학기상증착법이 옳지 않은 답입니다.
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8. 나일론-4,6(nylon-4,6)과 폴리에스터(polyester)를 제조할 때 사용하는 중합반응은?

  1. 자유라디칼 중합반응
  2. 첨가중합반응
  3. 축합중합반응
  4. 개환중합반응
(정답률: 95%)
  • 나일론-4,6과 폴리에스터를 제조할 때 사용하는 중합반응은 축합중합반응입니다. 이는 카복실기(-COOH)와 아미노기(-NH2)가 서로 결합하여 폴리머를 형성하는 반응으로, 이러한 반응은 수소와 수산화나트륨(NaOH) 등의 촉매를 사용하여 진행됩니다. 이러한 반응은 첨가중합반응과는 달리 반응물이 결합하여 분자가 커지는 과정에서 물이 생성되는데, 이를 축합반응이라고 합니다.
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9. 탄소를 5개 갖는 다음의 알케인(alkane) 화합물 중, 끓는점이 가장 높은 것과 가장 낮은 것을 바르게 연결한 것은? (순서대로 가장 높은 것, 가장 낮은 것)

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄹ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄹ
(정답률: 90%)
  • 정답은 "ㄴ, ㄹ"입니다.

    이유는 끓는점은 분자간의 인력과 질량에 영향을 받기 때문에, 분자의 질량이 클수록 끓는점이 높아지기 때문입니다. 따라서, 분자의 질량이 가장 높은 2,2-디메틸펜탄의 끓는점이 가장 높고, 분자의 질량이 가장 낮은 펜탄의 끓는점이 가장 낮습니다.
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10. 석회질소의 주성분인 칼슘시안아마이드(CaCN2)가 토양의 수분과 반응하여 단계적으로 생성해내는 물질에 해당하지 않는 것은?

  1. 요소(CO(NH2)2)
  2. 질산칼슘(Ca(NO3)2)
  3. 탄산암모늄((NH4)2CO3)
  4. 디시안디아마이드((CNㆍNH2)2)
(정답률: 48%)
  • 질산칼슘은 석회질소의 주성분인 칼슘시안아마이드와는 관련이 없는 화합물이기 때문입니다. 석회질소는 수분과 반응하여 질산칼슘을 생성하지 않습니다.
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11. 제올라이트에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 촉매로 사용된다.
  2. 다공성이다.
  3. 연성(ductility)이 크다.
  4. 이온 교환 능력이 있다.
(정답률: 95%)
  • 제올라이트는 연성이 크지 않습니다. 이는 제올라이트의 구조가 격자 구조로 밀도가 높기 때문입니다. 따라서 제올라이트는 연성이 낮은 것이 특징입니다.
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12. 다음 중 수용액에서 산 세기가 가장 약한 것은?

  1. HF
  2. HI
  3. HNO3
  4. H2SO4
(정답률: 89%)
  • HF가 수용액에서 산 세기가 가장 약합니다. 이는 HF가 강한 공유결합을 가지고 있어서 분자 내부에서 양성자를 잘 유지하기 때문입니다. 또한, HF는 물 분자와 수소결합을 형성하여 이온화되기 어렵습니다. 따라서, HF는 다른 산들에 비해 수용액에서 산 세기가 약합니다.
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13. A와 B 두 단량체로부터 생성된 공중합체가 다음의 형태를 가질 때, 이 공중합체의 이름은?

  1. 블록 공중합체(block copolymer)
  2. 교대 공중합체(alternating copolymer)
  3. 랜덤 공중합체(random copolymer)
  4. 그라프트 공중합체(graft copolymer)
(정답률: 95%)
  • A와 B 두 단량체가 교대로 나열되어 있는 것이 아니라, A 단량체와 B 단량체가 블록 형태로 이어져 있는 것을 볼 수 있습니다. 이러한 형태를 가진 공중합체를 블록 공중합체(block copolymer)라고 합니다.
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14. 디젤 연료인 경유의 착화성을 나타내는 척도는?

  1. 부탄가
  2. 세탄가
  3. 옥탄가
  4. 이소옥탄가
(정답률: 91%)
  • 디젤 연료인 경유는 세탄가를 사용하여 착화성을 나타냅니다. 이는 디젤 엔진에서 연료가 공기와 혼합되어 압축되었을 때, 연료가 얼마나 빠르게 착화되는지를 나타내는 지표입니다. 따라서 세탄가가 높을수록 디젤 연료는 더 빠르게 착화되어 더 효율적인 연소를 유발하게 됩니다.
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15. 리보핵산(RNA)을 형성하는 리보뉴클레오티드(ribonucleotide)에 해당하지 않는 것은?

  1. 구아닌
  2. 시토신
  3. 티민
  4. 우라실
(정답률: 87%)
  • 리보뉴클레오티드는 아데닌, 구아닌, 시토신, 우라실로 구성되어 있습니다. 티민은 디옥시리보뉴클레오티드(dideoxyribonucleotide)에 포함되어 있으며, RNA를 구성하는 뉴클레오티드에는 포함되지 않습니다. 따라서 티민은 리보핵산(RNA)을 형성하는 리보뉴클레오티드에 해당하지 않습니다.
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16. 인체에서 합성되지 못해, 외부에서 섭취해야 하는 필수아미노산은?

  1. 글리신
  2. 알라닌
  3. 페닐알라닌
  4. 아스파라진
(정답률: 75%)
  • 필수아미노산은 인체에서 스스로 합성하지 못하고 외부에서 섭취해야 하는 아미노산을 말합니다. 이 중에서 페닐알라닌은 인체에서 합성되지 않기 때문에 외부에서 반드시 섭취해야 합니다.
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17. 단계중합법(step-polymerization)에 의해 제조되는 폴리우레탄(polyurethane)의 원료는?

  1. 알코올과 아민
  2. 알코올과 카복실산
  3. 알코올과 이소시아네이트
  4. 아민과 이소시아네이트
(정답률: 80%)
  • 단계중합법에 의해 제조되는 폴리우레탄의 원료는 알코올과 이소시아네이트입니다. 이유는 이 두 가지 원료가 반응하여 우레탄 결합을 형성하기 때문입니다. 알코올과 이소시아네이트는 각각 하나의 -OH 그룹과 -NCO 그룹을 가지고 있으며, 이 두 그룹이 반응하여 우레탄 결합을 형성합니다. 이러한 반응이 반복되면서 폴리우레탄이 형성됩니다.
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18. 유지류에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 유지의 가수분해 생성물은 비누와 글리세린이다.
  2. 유지의 불포화도는 요오드가로 측정된다.
  3. 불포화 유지에 수소를 첨가하여 경화유를 얻을 수 있다.
  4. 유지의 불포화지방산은 공기와의 접촉에 의해 산화된다.
(정답률: 75%)
  • "유지의 가수분해 생성물은 비누와 글리세린이다."가 옳지 않은 것입니다. 유지의 가수분해 생성물은 지방산과 글리세린입니다.
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19. 알켄(alkene) 화합물에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 65%)
  • ㄱ. 알켄은 이중결합을 가지고 있어서 화학 반응성이 높다.
    ㄴ. 알켄은 탄소 수가 많을수록 불포화도가 높아지기 때문에 반응성이 더욱 높아진다.
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20. 고분자의 물리적 특성과 재활용 가능성은 분자사슬 형태에 크게 의존한다. 다음 중 분자사슬 형태가 나머지 셋과 다른 것은?

  1. 페놀(phenol)과 폼알데히드(formaldehyde)가 염기 촉매 하에서 반응하여 생성되는 페놀 수지
  2. 아디프산(adipic acid)과 헥사메틸렌디아민(hexamethylenediamine)이 반응하여 생성되는 나일론-6,6(nylon-6,6)
  3. 테레프탈산(terephthalic acid)과 1,4-부탄디올(1,4-butanediol)이 반응하여 생성되는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)
  4. 테레프탈산(terephthalic acid)과 에틸렌 글리콜(ethylene glycol)이 반응하여 생성되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)
(정답률: 96%)
  • "페놀(phenol)과 폼알데히드(formaldehyde)가 염기 촉매 하에서 반응하여 생성되는 페놀 수지"는 다른 세 가지의 보기와 달리 폴리머화 과정에서 산이 아닌 염기 촉매가 사용된다는 점에서 다르다. 이러한 반응은 벤젠 화합물과 알데히드 화합물이 반응하여 생성되는 수지로, 열과 압력을 가하여 고분자화된다. 이러한 수지는 내열성과 내부식성이 뛰어나며, 접착제, 절연재, 코팅재 등 다양한 용도로 사용된다.
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