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

9급 지방직 공무원 공업화학 2016-06-18 필기 기출문제 해설

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9급 지방직 공무원 공업화학
(2016-06-18 기출문제)

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1과목: 과목 구분 없음

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: 91%)
  • 원유의 상압증류는 끓는점 차이를 이용하여 상압 상태에서 분리하는 공정으로, 끓는점이 낮은 순서대로 나프타, 등유, 경유 등이 차례로 얻어집니다.
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2. 이차 알코올의 산화 반응으로 생성되는 작용기는?

  1. Ketone
  2. Amine
  3. Aldehyde
  4. Carboxylic acid
(정답률: 91%)
  • 알코올의 산화 반응은 탄소의 결합 상태에 따라 결과물이 달라집니다.
    이차 알코올은 탄소 사슬 중간에 히드록시기가 있어 산화 시 탄소-산소 이중결합을 가진 Ketone이 생성됩니다.

    오답 노트
    Aldehyde, Carboxylic acid: 일차 알코올의 산화 반응으로 생성되는 물질입니다.
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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: 96%)
  • 계면활성제는 친수성과 소수성을 모두 가진 양친매성 물질로, 임계 미셀 농도 이상에서 미셀을 형성하며 다양한 산업 분야에 활용됩니다.

    오답 노트
    모든 계면활성제는 물에서 이온으로 해리된다: 비이온성 계면활성제는 물에 녹아도 이온화되지 않습니다.
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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: 95%)
  • 요소는 암모니아와 이산화탄소의 반응으로 합성되는 중성 비료이며 질소 함량이 높지만, 공기 중의 수분을 잘 흡수하는 강한 흡습성을 가지고 있습니다.
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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%)
  • 제시된 구조식 $\text{CH}_{3}\text{CH} = \text{C}(\text{CH}_{2}\text{CH}_{3})_{2}$에서 가장 긴 탄소 사슬은 5개(pentene)이며, 이중 결합이 2번 탄소 위치에 있고 3번 탄소에 에틸기가 결합되어 있으므로 3-Ethyl-2-pentene이 옳은 명칭입니다.
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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: 85%)
  • Xylene은 벤젠 고리에 두 개의 메틸기가 결합된 구조로, 이 메틸기들이 산화되면 카복실기로 변하여 산 또는 산무수물을 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: 88%)
  • 실리콘 단결정 제조에는 플롯존법, 초크랄스키법, 냉각도가니법 등이 사용됩니다.

    오답 노트
    화학기상증착(chemical vapor deposition)법: 단결정 성장이 아닌 박막 증착 공정입니다.
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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: 94%)
  • 나일론-4,6과 폴리에스터는 두 분자가 결합하면서 물($H_{2}O$)과 같은 작은 분자가 빠져나오는 축합중합반응을 통해 생성되는 고분자입니다.
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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: 89%)
  • 알케인의 끓는점은 분자량이 같을 때 분자의 표면적이 넓을수록(가지가 적을수록) 분자 간 인력이 강해져 높아집니다.
    가장 높은 끓는점: 가지가 없는 직선 구조인 Cyclopentane(ㄴ)이 고리 구조 특성상 표면적과 밀도가 높아 가장 높습니다.
    가장 낮은 끓는점: 가지가 가장 많은 구형에 가까운 2,2-Dimethylpropane(ㄹ)이 표면적이 가장 작아 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: 65%)
  • 칼슘시안아마이드($CaCN_{2}$)는 토양 내 수분과 반응하여 디시안디아마이드, 탄산암모늄, 요소를 단계적으로 생성하며 질소를 공급합니다. 질산칼슘($Ca(NO_{3})_{2}$)은 이 반응 과정에서 직접적으로 생성되는 물질이 아닙니다.
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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: 92%)
  • 제올라이트는 다공성 구조를 가진 알루미노규산염 광물로, 촉매 및 이온 교환제로 널리 사용되는 세라믹 재료입니다. 세라믹 특성상 매우 단단하고 취성이 크며, 금속과 같은 연성(ductility)은 나타나지 않습니다.
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12. 다음 중 수용액에서 산 세기가 가장 약한 것은?

  1. HF
  2. HI
  3. HNO3
  4. H2SO4
(정답률: 89%)
  • 강산인 $HNO_{3}$, $H_{2}SO_{4}$, $HI$와 달리 $HF$는 전기음성도가 매우 큰 $F$ 원자의 영향으로 $H-F$ 결합 에너지가 매우 강해 수용액에서 이온화가 잘 되지 않는 약산입니다.
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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: 98%)
  • 제시된 이미지 처럼 동일한 단량체들이 길게 연결되어 하나의 블록을 형성하고, 그 뒤에 다른 단량체들이 다시 블록을 형성하며 연결된 구조를 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: 85%)
  • 경유와 같은 디젤 연료의 착화성(자기착화 온도 및 용이성)을 나타내는 척도는 세탄가입니다.

    오답 노트
    옥탄가, 이소옥탄가: 가솔린의 노킹 저항성을 나타내는 척도
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15. 리보핵산(RNA)을 형성하는 리보뉴클레오티드(ribonucleotide)에 해당하지 않는 것은?

  1. 구아닌
  2. 시토신
  3. 티민
  4. 우라실
(정답률: 90%)
  • RNA를 구성하는 염기는 구아닌, 시토신, 아데닌, 우라실이며, 티민은 RNA가 아닌 DNA에서만 발견되는 염기입니다.
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16. 인체에서 합성되지 못해, 외부에서 섭취해야 하는 필수아미노산은?

  1. 글리신
  2. 알라닌
  3. 페닐알라닌
  4. 아스파라진
(정답률: 75%)
  • 필수아미노산은 체내에서 합성되지 않아 반드시 식품으로 섭취해야 하는 아미노산으로, 페닐알라닌이 이에 해당합니다.

    오답 노트
    글리신, 알라닌, 아스파라진: 비필수아미노산
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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: 84%)
  • 폴리우레탄은 이소시아네이트의 $-\text{NCO}$기와 알코올의 $-\text{OH}$기가 반응하여 우레탄 결합을 형성하며 생성되는 단계중합체입니다.
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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: 85%)
  • 유지의 가수분해 반응을 통해 생성되는 물질은 지방산과 글리세린입니다. 비누는 이렇게 생성된 지방산을 강염기(NaOH 등)로 중화시키는 비누화 반응을 거쳐야 만들어집니다.
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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: 72%)
  • 알켄의 특성과 반응성에 대한 분석입니다.
    ㄱ. 1-Butene은 구조적 비대칭성으로 인해 쌍극자 모멘트가 존재합니다. (옳음)
    ㄴ. 2-Chlorobutane과 KOH의 제거 반응 시, 자이체프(Zaitsev) 규칙에 따라 더 치환기가 많은 안정한 2-butene이 주생성물이 됩니다. (옳음)
    ㄷ. cis-2-Butene은 trans-2-butene보다 극성이 커서 끓는점이 더 높습니다. (틀림)
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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: 88%)
  • 고분자의 사슬 형태는 선형(Linear)과 가교(Cross-linked) 구조로 나뉩니다.
    페놀 수지는 분자 사슬 간에 강한 화학적 결합이 형성되는 가교 구조의 열경화성 수지입니다.

    오답 노트
    나일론-6,6, PBT, PET: 모두 단량체가 일렬로 연결되는 선형 구조의 열가소성 고분자입니다.
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