9급 지방직 공무원 공업화학 필기 기출문제복원 (2019-06-15)

9급 지방직 공무원 공업화학 2019-06-15 필기 기출문제 해설

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9급 지방직 공무원 공업화학
(2019-06-15 기출문제)

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1과목: 과목 구분 없음

1. 1차 전지로만 나열한 것은?

  1. 망간 전지, 수은－아연 전지
  2. 알칼리 전지, 니켈－카드뮴 전지
  3. 산화은 전지, 나트륨－황 전지
  4. 납축전지, 리튬－산화망간 전지
(정답률: 72%)
  • 1차 전지는 방전 후 충전하여 다시 사용할 수 없는 비충전성 전지를 말합니다. 망간 전지와 수은-아연 전지는 대표적인 1차 전지입니다.

    오답 노트
    알칼리 전지, 니켈-카드뮴 전지, 납축전지, 리튬-산화망간 전지 등은 충전이 가능한 2차 전지에 해당합니다.
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2. 포화지방산으로만 나열한 것은?

  1. 부티르산, 올레산, 라우르산
  2. 카프로산, 미리스트산, 팔미트올레산
  3. 카프릴산, 라우르산, 팔미트산
  4. 카프르산, 팔미트산, 리놀렌산
(정답률: 86%)
  • 포화지방산은 탄소 사슬에 이중 결합이 없는 지방산을 말하며, 카프릴산, 라우르산, 팔미트산이 이에 해당합니다.

    오답 노트
    올레산, 팔미트올레산, 리놀렌산: 이중 결합을 포함하는 불포화지방산
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3. DNA(Deoxyribonucleic acid)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 질산이 뉴클레오타이드를 연결하는 역할을 한다.
  2. 염기의 상보적인 결합은 수소결합에 의해 이루어진다.
  3. 염기의 상보적인 결합에 의하여 나선형 구조를 이룬다.
  4. 유전정보를 함유하는 생체 고분자 물질이다.
(정답률: 93%)
  • DNA의 뉴클레오타이드는 질산이 아니라 인산에 의해 연결되어 골격을 형성합니다.

    오답 노트
    염기의 상보적 결합: 수소결합에 의해 이루어짐
    구조적 특징: 상보적 결합으로 인해 이중 나선 구조 형성
    기능: 유전정보를 저장하고 전달하는 생체 고분자
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4. 다음 글에서 설명하는 중합법은?

  1. 괴상중합
  2. 현탁중합
  3. 유화중합
  4. 용액중합
(정답률: 79%)
  • 단량체를 수중에 분산시켜 격렬하게 교반하며 중합하는 방법으로, 열 제어가 쉽고 최종 생성물이 알맹이(비드) 모양으로 얻어지는 특징을 가진 중합법은 현탁중합입니다.
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5. 다음 반응을 통해서 얻어지는 주생성물은?

  1. propanone
  2. propenal
  3. propan-2-ol
  4. propen-2-ol
(정답률: 75%)
  • 프로파인($CH_{3}C\equiv CH$)에 수은 촉매($HgSO_{4}$)와 산($H_{2}SO_{4}$) 조건에서 물을 첨가하면, 마르코브니코프 규칙에 의해 2번 탄소에 $-OH$가 붙어 에놀(enol) 형태가 된 후, 즉시 케토-에놀 타우토머화가 일어나 케톤 형태인 propanone이 주생성물로 얻어집니다.
    이미지 변환: $H-C\equiv C-CH_{3} \xrightarrow[HgSO_{4}]{H_{2}O, H_{2}SO_{4}} \text{주생성물}$
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6. 아닐린(aniline) 유도체로부터 염화아릴(aryl chloride)을 합성하기 위한 반응의 중간체는?

  1. Ar－N2+Cl-
  2. Ar－O-Na+
  3. Ar－NO2
  4. Ar－H
(정답률: 61%)
  • 아닐린($Ar-NH_{2}$)이 $NaNO_{2}$와 $HCl$과 반응하면 디아조화 반응이 일어나 디아조늄염이 생성됩니다. 이후 $CuCl$을 이용한 샌드마이어(Sandmeyer) 반응을 통해 염화아릴($Ar-Cl$)이 합성되므로, 중간체는 $Ar-N_{2}^{+}Cl^{-}$ 입니다.
    이미지 변환: $Ar-NH_{2} \xrightarrow[HCl]{NaNO_{2}} \text{중간체} \xrightarrow{CuCl} Ar-Cl$
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7. 2-Bromo-2,3-dimethylbutane으로부터 할로젠화수소 제거반응에 의해 얻어지는 주생성물은?

  1. 2,3-Dimethylbutane
  2. 2,3-Dimethyl-1-butene
  3. 2,3-Dimethyl-2-butene
  4. 2-Methyl-2-butene
(정답률: 72%)
  • 할로젠화 알킬의 제거반응에서는 더 많이 치환된 알켄이 주생성물로 생성된다는 자이체프(Zaitsev) 규칙이 적용됩니다. 2-Bromo-2,3-dimethylbutane에서 수소를 제거하여 가장 안정하고 치환기가 많은 2,3-Dimethyl-2-butene이 주생성물이 됩니다.
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8. 칼슘카바이드(CaC2)는 물과 반응하여 무색의 기체 A를 생성한다. 기체 A에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 분자구조가 선형이다.
  2. 불포화탄화수소이다.
  3. 브롬(Br2)과 첨가반응이 가능하다.
  4. 수산화나트륨(NaOH)과 중화반응을 한다.
(정답률: 85%)
  • 칼슘카바이드($CaC_{2}$)가 물과 반응하면 무색의 가연성 기체인 아세틸렌($C_{2}H_{2}$)이 생성됩니다. 아세틸렌은 산성 기체가 아니므로 염기성 물질인 수산화나트륨($NaOH$)과 중화반응을 하지 않습니다.

    오답 노트
    분자구조가 선형이다: $sp$ 혼성 궤도로 직선형 구조임
    불포화탄화수소이다: 탄소 간 삼중결합을 가진 알카인임
    브롬($Br_{2}$)과 첨가반응이 가능하다: 삼중결합에 브롬이 첨가됨
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9. 다음 글에서 설명하는 주생성물은?

  1. 톨루엔
  2. 비스페놀 A
  3. 페놀
  4. 에탄올
(정답률: 83%)
  • 벤젠과 프로필렌을 반응시켜 얻은 큐멘(cumene)을 산화시킨 후 산 분해하면 페놀과 아세톤이 생성되는 큐멘 공법에 대한 설명입니다. 따라서 주생성물은 페놀입니다.
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10. 다음은 천연가스 분리공정에서 이용되는 단위공정들이다. 공정 진행 순서를 바르게 나열한 것은?

  1. ㄱ → ㄷ → ㄴ → ㄹ
  2. ㄱ → ㄴ → ㄷ → ㄹ
  3. ㄹ → ㄱ → ㄴ → ㄷ
  4. ㄹ → ㄱ → ㄷ → ㄴ
(정답률: 70%)
  • 천연가스 분리공정은 불순물 제거 및 성분 분리를 위해 일반적으로 다음과 같은 순서로 진행됩니다.
    흡수탑(ㄱ) $\rightarrow$ 증류탑(ㄴ) $\rightarrow$ 탈에탄탑(ㄷ) $\rightarrow$가솔린 분리기(ㄹ)
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11. 열경화성 수지와 열가소성 수지에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 열경화성 수지는 가교결합을 가지고 있으며, 용매에는 녹지 않으나 열에는 용융된다.
  2. 열가소성 수지는 일반적으로 선형 구조로 되어 있으며, 용매에 쉽게 용해되지 않는 경우도 있다.
  3. 열경화성 수지의 대표적인 예로 페놀수지, 멜라민수지, 폴리스타이렌 등이 있다.
  4. 열가소성 수지의 대표적인 예로 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에폭시 수지 등이 있다.
(정답률: 75%)
  • 열가소성 수지는 분자 사슬이 선형 또는 가지 구조로 되어 있어 가열하면 녹고 냉각하면 굳는 성질이 있으며, 구조에 따라 일부 용매에 잘 녹지 않는 경우가 있습니다.

    오답 노트
    열경화성 수지가 열에 용융된다: 가교 결합으로 인해 열에 녹지 않고 분해됨
    폴리스타이렌이 열경화성 수지이다: 열가소성 수지임
    에폭시 수지가 열가소성 수지이다: 열경화성 수지임
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12. 단백질의 구조에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1차 구조는 단백질 내 아미노산의 순서를 말한다.
  2. 2차 구조는 단백질 사슬이 국소적으로 이루는 모양을 말하며, 병풍모양이나 나선모양을 보이기도 한다.
  3. 3차 구조는 단백질 사슬에서 상대적으로 멀리 떨어져 있는 아미노산 단위들의 공간적 관계를 말한다.
  4. 4차 구조는 하나의 단백질 사슬이 4번 이상 접혀 있는 구조를 말한다.
(정답률: 91%)
  • 단백질의 4차 구조는 두 개 이상의 폴리펩타이드 사슬(서브유닛)이 모여 하나의 기능적 단위를 이루는 입체 구조를 말합니다.

    오답 노트
    하나의 단백질 사슬이 4번 이상 접혀 있는 구조: 4차 구조의 정의가 아님
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13. 종이 제조 시 펄프를 물에서 기계적으로 세단하고 해리, 콜로이드화 시켜 종이의 품질을 고르게 하는 공정은?

  1. 비팅
  2. 초지
  3. 충전
  4. 사이징
(정답률: 75%)
  • 비팅은 펄프를 물속에서 기계적으로 세단, 해리, 콜로이드화하여 섬유의 표면적을 넓히고 결합력을 높여 종이의 품질을 균일하게 만드는 공정입니다.
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14. 다음 반응을 통해서 얻어지는 주생성물은?

  1. CH2＝CHCOOH
  2. CH2＝CHCHO
  3. CH2＝CHCN
  4. CH2＝CHCONH2
(정답률: 67%)
  • 프로필렌( $CH_{2}=CH-CH_{3}$)을 암모니아($$NH_{3}$$) 및 산소($$O_{2}$$)와 함께 촉매 하에서 반응시키면 암모옥시데이션(Ammoxidation) 반응이 일어나 아크릴로니트릴이 생성됩니다.
    반응식: $CH_{2}=CH-CH_{3} + NH_{3} + \frac{3}{2}O_{2} \rightarrow CH_{2}=CHCN + 3H_{2}O$
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15. 이소프렌을 합성하는 방법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 이소부틸렌과 포름알데하이드의 반응
  2. 이소펜텐의 탈수소 반응
  3. 아세톤과 아세틸렌의 반응
  4. 이소부틸렌과 에틸렌의 불균화 반응
(정답률: 54%)
  • 이소프렌은 아세톤과 아세틸렌의 반응, 이소부틸렌과 포름알데하이드의 반응, 이소펜텐의 탈수소 반응 등을 통해 합성할 수 있으나, 이소부틸렌과 에틸렌의 불균화 반응으로는 합성되지 않습니다.
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16. 소다 생산을 위한 전해법으로 얻어지는 가성소다 수용액의 농도가 높은 것부터 순서대로 바르게 나열한 것은?

  1. 격막법 > 이온교환막법 > 수은법
  2. 격막법 > 수은법 > 이온교환막법
  3. 수은법 > 격막법 > 이온교환막법
  4. 수은법 > 이온교환막법 > 격막법
(정답률: 53%)
  • 가성소다($NaOH$) 생산 공정 중 수은법은 불순물 혼입이 적고 가장 고농도의 수용액을 얻을 수 있으며, 이온교환막법, 격막법 순으로 농도가 낮아집니다.
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17. 산 및 염기와 모두 반응할 수 있는 화합물은?

  1. P4O10
  2. Al2O3
  3. SiO2
  4. MgO
(정답률: 75%)
  • $Al_{2}O_{3}$는 양쪽성 산화물로, 강산 및 강염기 모두와 반응하여 염을 형성하는 특성을 가지고 있습니다.
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18. 풀러렌(fullerene)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 풀러렌은 C60이 대표적이고 C70, C84 등이 존재한다.
  2. C60 풀러렌은 5원환과 6원환으로 이루어진 다면체 클러스터 분자 형태이다.
  3. C60 풀러렌은 화학적으로 안정하여 다른 물질과 화학 반응이 일어나지 않는다.
  4. 풀러렌은 다이아몬드와 동소체이다.
(정답률: 89%)
  • 풀러렌($C_{60}$)은 구조적으로 안정적이지만, 탄소 원자들이 $sp^{2}$ 혼성 구조를 가지며 곡률로 인한 변형 에너지를 가지고 있어 적절한 조건에서 다른 물질과 화학 반응을 일으킬 수 있습니다.

    오답 노트
    다이아몬드와 동소체: 탄소로만 이루어진 물질이므로 맞음
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19. 복합비료에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 복합비료는 식물이 필요로 하는 성분을 복합시켜 놓아서 비료 효과가 크다.
  2. 황안, 요소, 과인산석회 및 염화칼륨 등을 단순히 혼합시킨 비료를 배합비료라 한다.
  3. N, P2O5, K2O의 함량의 합계가 30% 미만인 것을 고도화성비료라고 한다.
  4. N, P2O5, K2O의 세 요소 중에서 두 성분 이상을 포함한 비료를 복합비료라 한다.
(정답률: 87%)
  • 고도화성비료는 질소(N), 인산($\text{P}_2\text{O}_5$), 가리($\text{K}_2\text{O}$) 성분의 합계가 30% 이상인 비료를 말합니다. 따라서 30% 미만이라는 설명은 틀린 내용입니다.

    오답 노트
    복합비료: 세 요소 중 두 성분 이상을 포함하여 효과가 큼
    배합비료: 단비료들을 단순히 물리적으로 혼합한 비료
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20. 다음 중 음이온 개시제에 대한 단량체의 반응성이 작은 것부터 순서대로 바르게 나열한 것은?

  1. ㄱ < ㄹ < ㄴ < ㄷ
  2. ㄴ < ㄷ < ㄱ < ㄹ
  3. ㄷ < ㄹ < ㄴ < ㄱ
  4. ㄹ < ㄷ < ㄱ < ㄴ
(정답률: 49%)
  • 음이온 개시제에 대한 단량체의 반응성은 전자 끌개 그룹(EWG)의 강도가 강할수록, 즉 전자를 더 잘 끌어당길수록 커집니다. 제시된 단량체들의 전자 끌개 능력을 비교하면 다음과 같습니다.
    styrene < methyl methacrylate < acrylonitrile < ethyl $\alpha$-cyanoacrylate 순으로 반응성이 증가하므로, 작은 것부터 나열하면 ㄹ < ㄷ < ㄱ < ㄴ 입니다.
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