9급 지방직 공무원 화학 필기 기출문제복원 (2020-06-13)

9급 지방직 공무원 화학 2020-06-13 필기 기출문제 해설

이 페이지는 9급 지방직 공무원 화학 2020-06-13 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

9급 지방직 공무원 화학
(2020-06-13 기출문제)

목록

1과목: 과목 구분 없음

1. 25℃에서 측정한 용액 A의 [OH-]가 1.0×10-6M일 때, pH값은? (단, [OH-]는 용액 내의 OH- 몰농도를 나타낸다)

  1. 6.0
  2. 7.0
  3. 8.0
  4. 9.0
(정답률: 85%)
  • 물의 이온곱 상수($K_{w}$)를 이용하여 수산화 이온 농도로부터 수소 이온 농도를 구한 뒤 pH를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$pH = -\log[H^{+}] = -\log(\frac{1.0 \times 10^{-14}}{[OH^{-}]})$$
    ② [숫자 대입]
    $$pH = -\log(\frac{1.0 \times 10^{-14}}{1.0 \times 10^{-6}}) = -\log(1.0 \times 10^{-8})$$
    ③ [최종 결과]
    $$pH = 8.0$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

2. 32g의 메테인(CH4)이 연소될 때 생성되는 물(H2O)의 질량[g]은? (단, H의 원자량은 1, C의 원자량은 12, O의 원자량은 16이며 반응은 완전연소로 100% 진행된다)

  1. 18
  2. 36
  3. 72
  4. 144
(정답률: 74%)
  • 메테인의 완전 연소 화학 반응식을 통해 반응물과 생성물의 질량비를 계산합니다.
    반응식: $CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$
    ① [기본 공식] $\frac{\text{메테인 몰질량}}{\text{물 총 몰질량}} = \frac{\text{메테인 질량}}{\text{물 질량}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{16}{18 \times 2} = \frac{32}{X}$
    ③ [최종 결과] $X = 72$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

3. 원자 간 결합이 다중 공유결합으로 이루어진 물질은?

  1. KBr
  2. Cl2
  3. NH3
  4. O2
(정답률: 80%)
  • 산소 분자 $O_2$는 두 산소 원자가 전자쌍 2개를 공유하여 이중 결합을 형성하는 다중 공유결합 물질입니다.

    오답 노트
    KBr: 이온 결합
    Cl_2: 단일 공유결합
    NH_3: 단일 공유결합
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

4. N2O 분해에 제안된 메커니즘은 다음과 같다.

위의 메커니즘으로부터 얻어지는 전체반응식과 반응속도 법칙은?

(정답률: 70%)
  • 전체 반응식은 메커니즘의 각 단계 반응을 합산하여 중간 생성물인 $O(g)$를 소거하여 구하며, 반응 속도는 가장 느린 단계(속도 결정 단계)에 의해 결정됩니다.
    전체 반응식: $2N_2O(g) \rightarrow 2N_2(g) + O_2(g)$
    반응 속도 법칙: $\text{속도} = k_1[N_2O]$
    따라서 정답은 입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

5. 일정 압력에서 2몰의 공기를 40℃에서 80℃로 가열할 때, 엔탈피 변화(△H)[J]는? (단, 공기의 정압열용량은 20Jmol-1℃-1이다)

  1. 640
  2. 800
  3. 1,600
  4. 2,400
(정답률: 78%)
  • 일정 압력에서 가열 시 엔탈피 변화량은 몰수, 정압열용량, 온도 변화의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\Delta H = n C_p \Delta T$
    ② [숫자 대입] $\Delta H = 2 \times 20 \times (80 - 40)$
    ③ [최종 결과] $\Delta H = 1600$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

6. 다음은 원자 A～D에 대한 양성자 수와 중성자 수를 나타낸다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, A～D 는 임의의 원소기호이다)

  1. 이온 A- 와 중성원자 C의 전자수는 같다.
  2. 이온 A- 와 이온 B+의 질량수는 같다.
  3. 이온 B- 와 중성원자 D의 전자수는 같다.
  4. 원자 A～D 중 질량수가 가장 큰 원자는 D이다.
(정답률: 73%)
  • 양성자 수와 중성자 수를 통해 원자의 전자 수와 질량수를 분석하는 문제입니다.
    이온 $A^{-}$는 양성자 수가 17개인 원자 $A$가 전자 1개를 얻은 상태이므로 전자 수는 18개이며, 중성원자 $C$는 양성자 수가 18개이므로 전자 수도 18개입니다. 따라서 두 입자의 전자 수는 같습니다.

    오답 노트
    질량수: 질량수는 양성자 수와 중성자 수의 합입니다. $A=35, B=37, C=40, D=39$이므로 가장 큰 원자는 $C$입니다.
    이온 $B^{-}$ 전자 수: 양성자 17개인 $B$가 전자 1개를 얻어 18개이며, 중성원자 $D$는 전자 수가 19개이므로 서로 다릅니다.
    이온 $A^{-}$와 $B^{+}$ 질량수: $A$의 질량수는 35, $B$의 질량수는 37로 서로 다릅니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

7. 단열된 용기 안에 있는 25℃의 물 150g에 60℃의 금속 100g을 넣어 열평형에 도달하였다. 평형 온도가 30℃일 때, 금속의 비열[Jg-1℃-1]은? (단, 물의 비열은 4Jg-1℃-1이다)

  1. 0.5
  2. 1
  3. 1.5
  4. 2
(정답률: 67%)
  • 열량 보존 법칙에 따라 고온의 물체가 잃은 열량은 저온의 물체가 얻은 열량과 같다는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $Q = m \times c \times \Delta T$
    ② [숫자 대입] $150 \times 4 \times (30 - 25) = 100 \times c \times (60 - 30)$
    ③ [최종 결과] $3000 = 3000 \times c \implies c = 1$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

8. 주기율표에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. O2-, F-, Na+ 중에서 이온반지름이 가장 큰 것은 O2-이다.
  2. F, O, N, S 중에서 전기음성도는 F가 가장 크다.
  3. Li과 Ne 중에서 1차 이온화 에너지는 Li이 더 크다.
  4. Na, Mg, Al 중에서 원자반지름이 가장 작은 것은 Al이다.
(정답률: 73%)
  • 주기율표의 원자 및 이온의 성질을 묻는 문제입니다.
    이온화 에너지는 같은 주기에서 오른쪽으로 갈수록, 같은 족에서 위로 갈수록 증가합니다. $Li$과 $Ne$은 같은 2주기 원소이며, $Ne$이 가장 오른쪽에 위치하므로 $Ne$의 1차 이온화 에너지가 $Li$보다 훨씬 큽니다.

    오답 노트
    이온반지름: 전자 수가 많을수록 커지므로 $O^{2-}, F^{-}, Na^{+}$ 모두 전자 수는 10개로 같으나 핵전하가 가장 작은 $O^{2-}$가 가장 큼
    전기음성도: 주기율표 우상단으로 갈수록 커지므로 $F$가 가장 큼
    원자반지름: 같은 주기에서 오른쪽으로 갈수록 작아지므로 $Na, Mg, Al$ 중 $Al$이 가장 작음
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

9. 화합물 A2B의 질량 조성이 원소 A 60%와 원소 B 40%로 구성 될 때, AB3를 구성하는 A와 B의 질량비는?

  1. 10%의 A, 90%의 B
  2. 20%의 A, 80%의 B
  3. 30%의 A, 70%의 B
  4. 40%의 A, 60%의 B
(정답률: 76%)
  • 화합물의 질량 조성비를 통해 원소의 원자량 비를 구하고, 이를 새로운 화학식에 적용하는 문제입니다.
    먼저 $A_{2}B$에서 $A$와 $B$의 질량비가 $60:40$이므로, 원자량 비는 $A:B = \frac{60}{2} : \frac{40}{1} = 30 : 40 = 3 : 4$ 입니다.
    이를 $AB_{3}$의 질량비에 대입하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $질량비 = (1 \times A\text{ 원자량}) : (3 \times B\text{ 원자량})$
    ② [숫자 대입] $질량비 = (1 \times 3) : (3 \times 4) = 3 : 12 = 1 : 4$
    ③ [최종 결과] $A = \frac{1}{1+4} \times 100 = 20\%, B = \frac{4}{1+4} \times 100 = 80\%$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

10. 25℃ 표준상태에서 다음의 두 반쪽 반응으로 구성된 갈바니 전지의 표준 전위[V]는? (단, E°는 표준 환원 전위 값이다)

  1. -0.76
  2. 0.34
  3. 0.42
  4. 1.1
(정답률: 78%)
  • 갈바니 전지의 표준 전위는 환원 전위가 큰 전극(캐소드)에서 작은 전극(애노드)의 전위를 뺀 값으로 계산합니다.
    $$\text{Cu}^{2+}(aq) + 2e^{-} \rightarrow \text{Cu}(s) : E^{\circ} = 0.34\text{V}$$
    $$\text{Zn}^{2+}(aq) + 2e^{-} \rightarrow \text{Zn}(s) : E^{\circ} = -0.76\text{V}$$
    ① $E^{\circ}_{cell} = E^{\circ}_{cathode} - E^{\circ}_{anode}$
    ② $E^{\circ}_{cell} = 0.34 - (-0.76)$
    ③ $E^{\circ}_{cell} = 1.1$ V
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

11. 반응식 P4(s)＋10Cl2(g)→4PCl5(s)에서 환원제와 이를 구성하는 원자의 산화수 변화를 옳게 짝 지은 것은? (순서대로 환원제, 반응 전 산화수, 반응 후 산화수)

  1. P4(s), 0, ＋5
  2. P4(s), 0, ＋4
  3. Cl2(g), 0, ＋5
  4. Cl2(g), 0, -1
(정답률: 73%)
  • 환원제는 자신은 산화되어 다른 물질을 환원시키는 물질입니다. $P_{4}$의 인(P) 원자는 반응 전 산화수가 0이었으나, 생성물인 $PCl_{5}$에서는 +5로 증가하여 산화되었으므로 $P_{4}$가 환원제입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

12. 프로페인(C3H8)이 완전연소할 때, 균형 화학 반응식으로 옳은 것은?

  1. C3H8(g)＋3O2(g)→4CO2(g)＋2H2O(g)
  2. C3H8(g)＋5O2(g)→4CO2(g)＋3H2O(g)
  3. C3H8(g)＋5O2(g)→3CO2(g)＋4H2O(g)
  4. C3H8(g)＋4O2(g)→2CO2(g)＋H2O(g)
(정답률: 89%)
  • 탄화수소의 완전연소 반응은 연료와 산소가 반응하여 이산화 탄소와 물이 생성되는 반응으로, 반응 전후의 원자 수가 같도록 계수를 맞추어야 합니다.
    $$C_{3}H_{8}(g) + 5O_{2}(g) \rightarrow 3CO_{2}(g) + 4H_{2}O(g)$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

13. 중성원자를 고려할 때, 원자가전자 수가 같은 원자들의 원자번호끼리 옳게 짝 지은 것은?

  1. 1, 2, 9
  2. 5, 6, 9
  3. 4, 12, 17
  4. 9, 17, 35
(정답률: 80%)
  • 원자가전자 수가 같다는 것은 주기율표에서 같은 족 원소임을 의미합니다. 원자번호 9(F), 17(Cl), 35(Br)는 모두 17족 할로젠 원소로, 원자가전자가 7개로 동일합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

14. 물 분자의 결합 모형을 그림처럼 나타낼 때, 결합 A와 결합 B에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 결합 A는 결합 B보다 강하다.
  2. 액체에서 기체로 상태변화를 할 때 결합 A가 끊어진다.
  3. 결합 B로 인하여 산소 원자는 팔전자 규칙(octet rule)을 만족한다.
  4. 결합 B는 공유결합으로 이루어진 모든 분자에서 관찰된다.
(정답률: 78%)
  • 결합 A는 분자 내의 원자들을 연결하는 강한 공유 결합이고, 결합 B는 분자 사이의 정전기적 인력인 수소 결합입니다. 일반적으로 공유 결합이 수소 결합보다 훨씬 강하므로 결합 A가 결합 B보다 강합니다.

    오답 노트
    액체에서 기체로 상태 변화 시: 분자 간 인력인 결합 B가 끊어짐
    팔전자 규칙: 결합 A(공유 결합)를 통해 만족함
    공유 결합 분자: 모든 분자가 수소 결합(결합 B)을 가지는 것은 아님
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

15. 다음 중 산화-환원 반응은?

  1. HCl(g)＋NH3(aq)→NH4Cl(s)
  2. HCl(aq)＋NaOH(aq)→H2O(l)＋NaCl(aq)
  3. Pb(NO3)2(aq)＋2KI(aq)→PbI2(s)＋2KNO3(aq)
  4. Cu(s)＋2Ag+(aq)→2Ag(s)＋Cu2+(aq)
(정답률: 77%)
  • 산화-환원 반응은 원소의 산화수 변화가 일어나는 반응입니다. $\text{Cu}(s) + 2\text{Ag}^{+}(aq) \rightarrow 2\text{Ag}(s) + \text{Cu}^{2+}(aq)$ 반응에서 $\text{Cu}$는 $0$에서 $+2$로 산화되고, $\text{Ag}$는 $+1$에서 $0$으로 환원되므로 산화-환원 반응에 해당합니다.

    오답 노트
    나머지 반응들은 산-염기 반응 또는 침전 반응으로 산화수 변화가 없는 반응임
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

16. 아세트알데하이드(acetaldehyde)에 있는 두 탄소(ⓐ와 ⓑ)의 혼성 오비탈을 옳게 짝 지은 것은? (순서대로 ⓐ, ⓑ)

  1. sp3, sp2
  2. sp2, sp2
  3. sp3, sp
  4. sp3, sp3
(정답률: 75%)
  • 아세트알데하이드 $\text{CH}_{3}\text{CHO}$에서 탄소 ⓐ는 4개의 단일 결합을 가진 $sp^{3}$ 혼성 오비탈이며, 탄소 ⓑ는 산소와 이중 결합을 가진 $sp^{2}$ 혼성 오비탈입니다.
    이미지:
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

17. 용액에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 용액의 밀도는 용액의 질량을 용액의 부피로 나눈 값이다.
  2. 용질 A의 몰농도는 A의 몰수를 용매의 부피(L)로 나눈 값이다.
  3. 용질 A의 몰랄농도는 A의 몰수를 용매의 질량(kg)으로 나눈 값이다.
  4. 1ppm은 용액 백만 g에 용질 1g이 포함되어 있는 값이다.
(정답률: 48%)
  • 몰농도는 용질의 몰수를 용매의 부피가 아닌 '용액의 전체 부피'로 나눈 값입니다.

    오답 노트
    몰랄농도: 용질의 몰수를 용매의 질량(kg)으로 나눈 값으로 옳은 설명임
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

18. 바닷물의 염도를 1kg의 바닷물에 존재하는 건조 소금의 질량(g)으로 정의하자. 질량 백분율로 소금 3.5%가 용해된 바닷물의 염도[G/KG]는?

  1. 0.35
  2. 3.5
  3. 35
  4. 350
(정답률: 72%)
  • 염도는 바닷물 $1\text{kg}$당 소금의 질량(g)을 의미하므로, 질량 백분율을 g/kg 단위로 환산하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{염도} = \text{질량 백분율}(\%) \times 10$
    ② [숫자 대입] $\text{염도} = 3.5 \times 10$
    ③ [최종 결과] $\text{염도} = 35$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

19. 25℃ 표준상태에서 아세틸렌(C2H2(g))의 연소열이 －1,300kJmol-1 일 때, C2H2의 연소에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 생성물의 엔탈피 총합은 반응물의 엔탈피 총합보다 크다.
  2. C2H2 몰의 연소를 위해서는 1,300kJ이 필요하다.
  3. C2H2 몰의 연소를 위해서는 O2 5몰이 필요하다.
  4. 25℃의 일정 압력에서 C2H2이 연소될 때 기체의 전체 부피는 감소한다.
(정답률: 42%)
  • 아세틸렌의 연소 반응식은 $C_{2}H_{2}(g) + 2.5O_{2}(g) \rightarrow 2CO_{2}(g) + H_{2}O(l)$ 입니다. 반응 전 기체 분자 수는 $1 + 2.5 = 3.5$몰이고, 반응 후 기체 분자 수는 $2$몰이므로, 일정 압력과 온도에서 기체의 전체 부피는 감소합니다.

    오답 노트
    생성물의 엔탈피 총합은 반응물보다 작음(발열 반응)
    연소열이 음수이므로 에너지를 방출함
    산소는 $2.5$몰이 필요함
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

20. 물질 A, B, C에 대한 다음 그래프의 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 80%)
  • 증기압 곡선에서 동일 온도일 때 증기압이 높을수록 휘발성이 크며, 증기압이 외부 압력(760 torr)과 같아지는 온도가 정상 끓는점입니다.
    ㄱ. $30^{\circ}C$에서 그래프의 높이는 $C < B < A$ 순이므로 맞습니다.
    ㄴ. B의 곡선이 760 torr와 만나는 지점의 온도가 $78.4^{\circ}C$이므로 맞습니다.
    ㄷ. 증발 속도는 증기압이 가장 큰 A가 가장 빠르므로 틀렸습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

< 이전회차목록 다음회차 >