9급 지방직 공무원 공업화학 필기 기출문제복원 (2021-06-05)

9급 지방직 공무원 공업화학
(2021-06-05 기출문제)

목록

1. 수용액에서 산의 세기가 가장 큰 것은?

  1. HBr
  2. CH3OH
  3. (CH3)3CH
  4. (CH3)2NH
(정답률: 87%)
  • HBr은 강산이기 때문에 수용액에서 가장 세기가 큽니다. 다른 세 성분은 모두 약산이거나 중성이기 때문에 HBr보다 세기가 작습니다.
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2. 양쪽성 계면활성제는?

  1. 폴리알킬페놀
  2. 라우린산나트륨
  3. 아미노산형 계면활성제
  4. 폴리에틸렌글리콜형 계면활성제
(정답률: 44%)
  • 양쪽성 계면활성제는 수분과 기름 모두에 녹는 특성을 가지고 있습니다. 이 중에서 아미노산형 계면활성제는 수분과 기름을 모두 잘 녹여서 효과적인 세정력을 가지고 있습니다. 또한 피부에 자극이 적고 안전성이 높아서 화장품 등에 많이 사용됩니다.
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3. 수용액에서 HPO42- 이온의 짝염기는?

  1. H3PO4
  2. H3PO4-
  3. H3O+
  4. PO43-
(정답률: 63%)
  • HPO42- 이온은 하나의 수소 이온(H+)을 잃어 PO43- 이온이 된다. 따라서 HPO42- 이온의 짝염기는 PO43- 이다.
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4. Friedel－Crafts 알킬화 촉매로 가장 적절하지 않은 것은?

  1. AlCl3
  2. BF3
  3. KOH
  4. ZrCl4
(정답률: 66%)
  • KOH는 Friedel-Crafts 알킬화 반응에서 적합한 촉매가 아닙니다. 이유는 KOH가 무기산화물이기 때문에 루이스 산으로 작용하지 않고 루이스 염기로 작용하기 때문입니다. 따라서 알킬화 반응에서 필요한 카바니온을 생성할 수 없습니다. 반면, AlCl3, BF3, ZrCl4는 모두 루이스 산으로 작용하여 카바니온을 생성할 수 있으므로 Friedel-Crafts 알킬화 반응에서 적합한 촉매입니다.
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5. 친전자성 방향족 치환 반응(electrophilic aromatic substitution) 조건에서 메타(meta) 치환 된 화합물을 주 생성물로 제공하는 반응물은?

(정답률: 67%)
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6. 불포화도(degree of unsaturation)가 다른 것은?

  1. cyclohexene
  2. 1, 3－pentadiene
  3. C8H12
(정답률: 64%)
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7. 에틸벤젠(ethylbenzene)의 탈수소 반응으로 생성되는 주 생성물은?

  1. 자일렌(xylene)
  2. 스타이렌(styrene)
  3. 폴리에스터(polyester)
  4. 프탈산(phthalic acid)
(정답률: 78%)
  • 에틸벤젠의 탈수소 반응으로 생성되는 주 생성물은 스타이렌입니다. 이는 에틸벤젠 분자에서 수소가 하나 제거되어 벤젠 골격과 메틸기(CH3)가 결합한 구조를 가지기 때문입니다. 스타이렌은 중요한 산업용 원료로 사용되며, 다양한 고분자화 반응을 통해 다양한 종류의 폴리머를 만들 수 있습니다.
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8. 카이랄성 중심 2번 탄소(C2)와 3번 탄소(C3)의 R/S배열을 바르게 연결한 것은?

  1. C2: R, C3: R
  2. C2: R, C3: S
  3. C2: S, C3: R
  4. C2: S, C3: S
(정답률: 40%)
  • 카이랄성 중심인 C2와 C3의 우선순위를 결정하기 위해 각 원자에 결합된 원자들의 원자번호를 비교합니다. C2에는 H, C1, C3가 결합되어 있고, C3에는 H, C2, C4가 결합되어 있습니다. 따라서 C2와 C3의 우선순위는 각각 C1과 C4에 의해 결정됩니다. C1의 원자번호는 1이고, C4의 원자번호는 4이므로 C2는 C3보다 우선순위가 높습니다. 따라서 C2는 R이 아닌 S입니다. 마찬가지로 C3은 C2보다 우선순위가 낮으므로 S입니다. 따라서 정답은 "C2: S, C3: S"입니다.
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9. 분자식이 다른 것은?

  1. 옥테인(n－octane)
  2. 3－이소프로필헥세인(3－isopropylhexane)
  3. 3, 4－다이메틸헥세인(3, 4－dimethylhexane)
  4. 3－메틸－3－에틸펜테인(3－methyl－3－ethylpentane)
(정답률: 57%)
  • 분자식은 원자들의 종류와 수를 나타내는 것이므로, 분자식이 다른 것은 원자들의 종류나 수가 다른 경우입니다. 따라서 주어진 보기에서 분자식이 다른 것은 각각의 구조에서 원자들의 배치가 다르기 때문입니다. 이 중에서 3-이소프로필헥세인은 다른 구조체들과는 다르게 이소프로필기가 붙어있는 구조를 가지고 있기 때문에 분자식이 다른 것입니다.
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10. 옥탄가에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. α－메틸나프탈렌을 0으로 한다.
  2. 2, 2, 4－트라이메틸헵테인(2, 2, 4－trimethylheptane)을 100으로 한다.
  3. 나프텐계 탄화수소는 같은 탄소수의 파라핀계보다 옥탄가가 낮다.
  4. 가지가 많은 탄화수소는 같은 탄소수의 곧은 사슬 탄화수소보다 옥탄가가 높다.
(정답률: 59%)
  • 가지가 많은 탄화수소는 같은 탄소수의 곧은 사슬 탄화수소보다 옥탄가가 높다. 이유는 가지가 많은 탄화수소는 분자 내부에서 분자간의 마찰력이 적어지기 때문에 연소 시에 더욱 균일한 연소가 가능해지기 때문이다. 따라서, 가지가 많은 탄화수소는 같은 탄소수의 곧은 사슬 탄화수소보다 더욱 효율적인 연소가 가능하며, 이에 따라 옥탄가가 높아진다.
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11. 단백질 기반 효소에 대한 일반적인 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 기질에 대해 특이성이 있다.
  2. 최적의 활성을 갖는 수용액의 온도와 pH가 존재한다.
  3. 보통의 효소는 변성(denaturation)되더라도 활성이 쉽게 복구된다.
  4. 생화학 반응의 활성화 에너지를 낮춰서 반응의 속도를 증가시킨다.
(정답률: 71%)
  • 보통의 효소는 변성되면 활성이 쉽게 복구되지 않는다. 변성은 효소의 3차 구조가 파괴되는 것을 의미하며, 이는 효소의 활성을 상실시킨다. 따라서, 변성된 효소는 활성을 되찾기 위해서는 새로운 효소를 합성해야 한다.
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12. 다음 중 질소비료는?

  1. 요소(urea)
  2. 폴리할라이트(polyhalite)
  3. 니트로인산염(nitrophosphate)
  4. 중과린산석회(triple superphosphate)
(정답률: 80%)
  • 요소(urea)는 질소를 함유한 화학물질로, 식물의 생장과 엽록소 합성에 필요한 질소를 공급하는데 사용됩니다. 따라서 질소비료로 널리 사용됩니다.
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13. 사탕수수나 사탕무로부터 주로 추출되는 당은?

  1. 락토오스(lactose)
  2. 수크로오스(sucrose)
  3. 글루코오스(glucose)
  4. D－프룩토오스(D－fructose)
(정답률: 39%)
  • 사탕수수나 사탕무에서 추출되는 당은 수크로오스입니다. 이는 사탕수수나 사탕무에서 생산되는 당이 가장 많기 때문입니다. 수크로오스는 글루코오스와 D-프룩토오스가 결합하여 이루어진 이중 당입니다.
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14. 고분자의 분자량에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, nx은 분자량이 Mx인 분자 개수, wx는 분자량이 Mx인 분자의 무게, 은 수평균 분자량, 은 무게평균 분자량이다)

  1. 은 삼투압 측정법으로 결정할 수 있다.
  2. 이 증가할수록 분자량 분포는 넓어진다.
(정답률: 49%)
  • ""이 옳지 않은 설명이다. 수평균 분자량과 무게평균 분자량은 분자량 분포가 좁을 때는 거의 같은 값을 가지지만, 분자량 분포가 넓어질수록 무게평균 분자량이 수평균 분자량보다 큰 값을 가지게 된다. 따라서, 분자량 분포가 넓어질수록 무게평균 분자량이 더 큰 값을 가지게 된다.
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15. 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)에 대한 일반적인 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. LDPE는 HDPE보다 가지가 많다.
  2. LDPE는 HDPE보다 투명성이 낮다.
  3. LDPE는 HDPE보다 결정화도가 낮다.
  4. LDPE는 HDPE보다 기계적 강도가 낮다.
(정답률: 49%)
  • 정답: LDPE는 HDPE보다 결정화도가 낮다.

    설명: LDPE는 고분자 사슬이 더 많은 가지를 가지고 있어 결정화도가 낮아 투명성이 낮습니다. 반면, HDPE는 고분자 사슬이 덜 가지를 가지고 있어 결정화도가 높아 투명성이 높습니다. LDPE는 HDPE보다 기계적 강도가 낮지만, 가벼우며 유연성이 높아 사용 용도가 다릅니다.
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16. 전이금속 화합물 [Co(NH3)4Cl2]+의 이성질체의 수는?

  1. 1개
  2. 2개
  3. 3개
  4. 4개
(정답률: 47%)
  • [Co(NH3)4Cl2]+는 교환 이성질체와 회전 이성질체 두 가지의 이성질체를 가질 수 있습니다. 따라서 이 화합물의 이성질체의 수는 2개입니다.
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17. 다음 전지 반응의 산화 전극(anode)에서 일어나는 반응으로 옳은 것은?

  1. Cu2+(aq)＋2e- (→) Cu(s)
  2. Cu+(aq)＋e- (→) Cu(s)
  3. Zn(s) (→) Zn2+(aq)+2e-
  4. Zn(s) (→) Zn+(aq)+e-
(정답률: 75%)
  • 전지에서는 양극(cathode)에서 환원반응이 일어나고, 애노드(anode)에서 산화반응이 일어납니다. 이 전지 반응에서는 Cu2+ 이온이 Cu(s)로 환원되는 환원반응과 함께, Zn(s)이 Zn2+ 이온으로 산화되는 산화반응이 일어납니다. 따라서 애노드에서 일어나는 반응은 "Zn(s) (→) Zn2+(aq)+2e-" 입니다.
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18. 올레산(oleic acid)에 수소(H2)를 첨가시켜 얻을 수 있는 지방산은?

  1. 리놀레산(linoleic acid)
  2. 스테아르산(stearic acid)
  3. 팔미톨레산(palmitoleic acid)
  4. 아라키돈산(arachidonic acid)
(정답률: 60%)
  • 올레산은 단빙초유나 올리브유 등에서 발견되는 단일 불포화 지방산으로, 이중결합이 하나만 있는 지방산입니다. 이에 반해 수소 첨가 반응을 통해 얻을 수 있는 스테아르산은 포화 지방산으로, 이중결합이 없는 지방산입니다. 따라서 올레산에 수소를 첨가시켜 얻을 수 있는 지방산은 스테아르산입니다.
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19. 밑줄 친 원소의 산화수가 ＋4인 것은?

  1. CO2
  2. AlCl3
  3. NaCl
  4. MgSO4
(정답률: 82%)
  • 산화수는 원소가 얻거나 잃는 전자의 수를 나타내는데, 산화수가 +4인 원소는 4개의 전자를 잃어버린 것입니다. 이 중에서 CO2는 탄소가 4개의 전자를 산화하여 잃어버리고 있기 때문에 산화수가 +4입니다.
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20. 서로 다른 고분자 (가)～(다)의 온도 변화에 따른 비부피(specific volume) 그래프에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, Tg는 유리전이온도, Tm은 용융온도이다)

  1. Tg와 Tm은 고분자의 가공 공정에 영향을 준다.
  2. (가)는 비정질(amorphous) 고분자에 해당한다.
  3. (나)는 (가)보다 결정성(crystallinity)이 높다.
  4. (다)의 투명성(transparency)이 가장 높다.
(정답률: 52%)
  • 1. (가)는 Tg보다 높은 온도에서 비부피가 급격히 감소한다. 이는 결정성이 낮은 비정질 고분자의 특징으로, Tg 이상의 온도에서는 고분자 사슬이 더 자유롭게 움직이며 비부피가 감소한다.

    2. (나)는 결정성이 높은 결정성 고분자에 해당한다. 결정성 고분자는 규칙적인 구조를 가지고 있어 비부피 변화가 상대적으로 작다.

    3. (다)의 투명성이 가장 높은 이유는 결정성이 낮은 비정질 고분자에 해당하기 때문이다. 비정질 고분자는 규칙적인 구조를 가지고 있지 않아 광선이 자유롭게 통과할 수 있어 투명성이 높다.

    따라서, 옳지 않은 설명은 "(나)는 (가)보다 결정성이 높다." 이다.
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