9급 지방직 공무원 서울시 공업화학 필기 기출문제복원 (2015-06-13)

9급 지방직 공무원 서울시 공업화학
(2015-06-13 기출문제)

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1. 다음과 같은 전자배치를 가지는 원소들 중에서 제1이온화에너지가 가장 높은 것은?

  1. 1s22s1
  2. 1s22s22p4
  3. 1s22s22p6
  4. 1s22s22p63s1
(정답률: 알수없음)
  • 제1이온화에너지란 원소가 하나의 전자를 잃어버리는데 필요한 최소 에너지를 말합니다. 이는 전자의 결합력과 관련이 있으며, 전자의 결합력은 전자의 궤도에 따라 달라집니다.

    따라서, 전자배치가 "1s22s22p6" 인 원소가 제1이온화에너지가 가장 높습니다. 이는 전자배치가 가장 안정적이기 때문입니다. 1s 궤도에 2개의 전자가 채워져 있고, 2s와 2p 궤도에도 모두 전자가 채워져 있기 때문에, 이 원소는 다른 원소와 결합하기 어렵고 안정적입니다. 따라서, 하나의 전자를 잃어버리기 위해서는 많은 에너지가 필요하며, 제1이온화에너지가 가장 높아집니다.
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2. 대기 중에 존재하는 기체상의 질소산화물 중 대류권에서 온실가스로 알려져 있고 일명 웃음기체라고 하는 것의 분자식은?

  1. NO
  2. NO2
  3. NO3
  4. N2O
(정답률: 알수없음)
  • 질소산화물 중에서 대기 중에서 가장 많은 것은 NO와 NO2이지만, 이들은 온실가스로는 중요하지 않습니다. NO와 NO2는 대기 중에서 반응하여 NO3이 되는데, 이 또한 온실가스로는 중요하지 않습니다. 반면에 N2O는 대기 중에서 적은 양으로 존재하지만, 강력한 온실가스로 알려져 있습니다. 따라서 정답은 N2O입니다.
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3. 다음 중 아세톤에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르면?

  1. ㉠, ㉡
  2. ㉢, ㉣
  3. ㉠, ㉡, ㉢
  4. ㉡, ㉢, ㉣
(정답률: 알수없음)
  • ㉠. 아세톤은 세균이나 곰팡이 등의 생물체에서 생성되는 것이 아니라, 산업적으로 생산되는 화학물질이다.
    ㉡. 아세톤은 물과 잘 섞이며, 유기용매로 널리 사용된다.
    ㉢. 아세톤은 불꽃이나 열에 노출되면 인화성이 있으며, 인체에 대한 유해성이 있다.
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4. 다음 중 방사성 원소들의 단위와 양을 나타내는 단위가 아닌 것은?

  1. 그레이(Gy)
  2. 칸델라(cd)
  3. 시버트(Sv)
  4. 큐리(Ci)
(정답률: 알수없음)
  • 칸델라(cd)는 광도의 단위로, 방사성 원소들의 단위와 양을 나타내는 단위가 아닙니다. 그레이(Gy)는 흡수선량의 단위, 시버트(Sv)는 등가선량의 단위, 큐리(Ci)는 방사능의 단위입니다.
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5. 에틸렌(ethylene)을 원료로 하여 만들어지는 석유 화학 제품이 아닌 것은?

  1. 스티렌(styrene)
  2. 비닐클로라이드(vinyl chloride)
  3. 아세트알데히드(acetaldehyde)
  4. 아크릴로니트릴(acrylonitrile)
(정답률: 알수없음)
  • 아크릴로니트릴은 에틸렌과는 직접적인 관련이 없는 화학물질로, 아크릴산과 아마모늄화합물을 원료로 합니다.
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6. 새집 증후군의 원인 물질 중 하나이며, 아토피성 피부염의 원인 물질 중 하나이기도 한 포름알데히드는 다음 중 어떤 화합물을 Ag, CuO와 함께 산화시키면 제조할 수 있는가?

  1. 아세트산
  2. 포름산
  3. 메탄올
  4. 아세톤
(정답률: 알수없음)
  • 포름알데히드는 메탄올과 산화되어 생성됩니다. 따라서 Ag, CuO와 함께 산화시키면 메탄올을 이용하여 포름알데히드를 제조할 수 있습니다. 아세트산, 포름산, 아세톤은 포름알데히드와 직접적인 관련이 없는 화합물입니다.
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7. 에서 2개의 α 입자와 2개의 β 입자가 방출되었다면 결과물은 무엇인가?

(정답률: 알수없음)
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8. 고분자의 반복단위에 다음의 관능기를 갖는 고분자는?

  1. 폴리카보네이트(polycarbonate)
  2. 폴리아미드(polyamide)
  3. 폴리우레아(polyurea)
  4. 폴리우레탄(polyurethane)
(정답률: 알수없음)
  • 위 그림은 폴리우레탄의 반복단위인 디이소시아네이트와 폴리올의 구조를 나타내고 있습니다. 폴리우레탄은 디이소시아네이트와 폴리올이 반응하여 생성되는 고분자로, 이 과정에서 우레탄 결합이 형성됩니다. 따라서 폴리우레탄은 우레탄 결합을 갖는 고분자입니다. 다른 보기들은 폴리우레탄과는 다른 반응기를 사용하여 생성되는 고분자들입니다.
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9. 분자량 '20,000', '30,000', '50,000'을 같은 mol씩 함유하고 있는 가상 고분자 시료의 중량평균 분자량은?

  1. 35,000
  2. 36,000
  3. 37,000
  4. 38,000
(정답률: 알수없음)
  • 중량평균 분자량은 각 분자량과 그 분자량을 가진 분자의 상대적인 양에 따라 가중평균한 값입니다. 따라서, 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    (20,000 x 1 + 30,000 x 1 + 50,000 x 1) / (1 + 1 + 1) = 100,000 / 3 = 33,333.33

    따라서, 보기에서 주어진 답안 중에서 가장 가까운 값은 38,000입니다. 이는 분자량이 높은 50,000의 비중이 높아져서 중량평균 분자량이 증가했기 때문입니다.
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10. 반도체 박막제조에 이용되는 스퍼터링(sputtering)법의 장점이 아닌 것은?

  1. 웨이퍼 전 면적에 걸친 고른 박막의 증착이 가능하다.
  2. 다른 불순물에 의한 오염가능성이 적다.
  3. 박막의 두께 조절이 용이하다.
  4. 합금물질을 증착하기 위한 많은 표적물질(target)들이 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 스퍼터링은 고체 표적물질을 이용하여 박막을 증착시키는 방법으로, 표적물질의 원자나 이온을 고속으로 충돌시켜 표적물질의 원자나 이온을 박막으로 증착시키는 방법입니다. 이 과정에서 다른 불순물이 형성되지 않으므로 다른 불순물에 의한 오염 가능성이 적다는 것이 스퍼터링의 장점 중 하나입니다.
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11. 수중에서 펄프의 섬유성분을 절단, 해리, 팽윤, 콜로이드화 시켜서 용도에 알맞은 종이의 성질을 발현시키는 공정은?

  1. 초지
  2. 고해(beating)
  3. 충진
  4. 캘린더링(calendering)
(정답률: 알수없음)
  • 고해(beating)는 수중에서 펄프의 섬유성분을 물리적으로 절단하고 해리시켜서 섬유의 표면적을 증가시키는 공정입니다. 이를 통해 섬유 간의 결합력이 증가하고, 종이의 강도와 균일성이 향상됩니다. 따라서 용도에 알맞은 종이의 성질을 발현시키기 위해 고해(beating) 공정이 필요합니다.
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12. 아래 반응의 주생성물로 예상되는 화합물은?

(정답률: 알수없음)
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13. 인광석에 소다염을 혼합하고, 인산액을 뿌려 입자로 만들어 열처리하여 제조한 것으로 전인산의 96% 이상이 구용성인 인산비료는 무엇인가?

  1. 토마스인비
  2. Rhenania인비
  3. 소성인비
  4. 용성인산3칼슘
(정답률: 알수없음)
  • 소다염과 인광석을 혼합하여 입자로 만들고 열처리하여 제조한 것이 소성인비이다. 이 비료는 전인산의 96% 이상이 구용성이므로 식물이 흡수하기 쉽고 효과적으로 작용한다. 따라서 소성인비가 정답이다.
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14. 석탄의 성분을 분석하니 회분이 7%, 휘발분이 24%, 수분이 18%, 광물질이 9%였다. 고정탄소 함량은 얼마인가?

  1. 47
  2. 49
  3. 51
  4. 53
(정답률: 알수없음)
  • 고정탄소 함량은 100%에서 회분, 휘발분, 수분, 광물질의 합을 뺀 값이다. 따라서,

    고정탄소 함량 = 100% - (회분 + 휘발분 + 수분 + 광물질)
    = 100% - (7% + 24% + 18% + 9%)
    = 42%

    따라서, 고정탄소 함량은 42%이다. 이는 보기 중에서 "51"이 정답인 이유는 없다.
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15. 옥탄가가 낮은 분해가솔린이나 직류가솔린의 일부를 분해하여 옥탄가가 높은 가솔린으로 변화시키거나 나프텐계 탄화수소, 파라핀을 방향족 탄화수소로 변화시키는 석유전환 공정은 무엇인가?

  1. 스트리핑(stripping)
  2. 크랙킹(cracking)
  3. 토핑(topping)
  4. 리포밍(reforming)
(정답률: 알수없음)
  • 리포밍은 옥탄가가 낮은 분해가솔린이나 직류가솔린을 고온하고 고압의 촉매와 반응시켜 옥탄가가 높은 가솔린으로 변화시키는 공정입니다. 따라서 옥탄가를 높이는 공정이라고 할 수 있습니다.
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16. 화학 비료는 비료가 수용액 중에서 나타내는 산도에 따라 산성, 염기성, 중성으로 분류된다. 다음에서 염기성 비료가 아닌 것은?

  1. 요소
  2. 석회질소
  3. 용성인비
  4. 석회
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "요소"입니다.

    화학 비료는 수용액의 pH에 따라 산성, 염기성, 중성으로 분류됩니다. 염기성 비료는 pH가 7보다 높은 경우를 말하며, 일반적으로 암모니아성 비료가 해당됩니다.

    하지만 "요소"는 화학 비료가 아니며, 화학적으로 산성, 염기성, 중성으로 분류되지 않습니다. 따라서 염기성 비료가 아닌 것입니다.

    석회질소는 pH가 7보다 높은 염기성 비료입니다. 용성인비는 pH가 중성인 비료이며, 석회는 pH가 7보다 낮은 산성 비료입니다.
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17. 고분자에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 용융 전이 온도(Tm, melt transition temperature)는 단단한 비결정성 고분자가 부드러워지기 시작하는 온도를 말한다.
  2. 열경화성 고분자는 가교된 복잡한 네트워크 구조를 가진다.
  3. 폴리스티렌은 열가소성 플라스틱이다.
  4. 곁가지를 많이 가진 고분자는 일반적으로 비결정성이며 유연하다.
(정답률: 알수없음)
  • "용융 전이 온도(Tm, melt transition temperature)는 단단한 비결정성 고분자가 부드러워지기 시작하는 온도를 말한다."가 옳은 설명이다. 이유는 용융 전이 온도는 고분자가 단단한 상태에서 열에 의해 부드러워지기 시작하는 온도를 나타내기 때문이다. 다른 보기들은 모두 옳은 설명이다.
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18. 다음에서 촉매에 대한 설명 중 옳은 것을 모두 고르면?

  1. ㉠, ㉡
  2. ㉢, ㉣
  3. ㉠, ㉡, ㉣
  4. ㉡, ㉢, ㉣
(정답률: 알수없음)
  • ㉠. 촉매는 반응속도를 증가시키는 물질이다.
    ㉡. 촉매는 반응에 참여하지 않고, 반응 후에도 변화하지 않는다.
    ㉣. 촉매는 반응에 필요한 활성화 에너지를 낮춰준다.

    ㉠와 ㉡는 촉매의 기본적인 특성을 나타내는 것이며, ㉣은 촉매의 작용 메커니즘 중 하나인 활성화 에너지 감소를 설명하는 것이다. 따라서 ㉠, ㉡, ㉣이 모두 옳은 설명이다. ㉢는 촉매의 특성과는 관련이 없는 반응의 결과물을 나타내는 것이므로 오답이다.
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19. 할로겐화 화합물(PX3, X=F, Cl, Br)의 결합각(X-P-X)을 크기 순서대로 올바르게 나열한 것은?

  1. PBr3 ＞ PCl3 ＞ PF3
  2. PBr3 ＞ PF3 ＞ PCl3
  3. PCl3 ＞ PF3 ＞ PBr3
  4. PF3 ＞ PCl3 ＞ PBr3
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "PBr3 ＞ PCl3 ＞ PF3"입니다.

    이유는 할로겐 원자의 크기가 큰 순서대로 결합각이 작아지기 때문입니다. 할로겐 원자의 크기는 F < Cl < Br 순서로 커지므로, 결합각은 PF3 < PCl3 < PBr3 순서로 커집니다. 따라서, PBr3의 결합각이 가장 작고, PF3의 결합각이 가장 큽니다.
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20. 황산나트륨을 중간 생성물로 하여 소금을 소다회로 전환시키는 방법은?

  1. Leblanc법
  2. Solvay법
  3. 황안소다법
  4. 암모니아산화법
(정답률: 알수없음)
  • Leblanc법은 황산나트륨과 석회석, 석탄을 이용하여 소금을 소다회로 전환시키는 방법입니다. 이 방법은 18세기 후반에 개발되어 산업화 시대의 소다 생산에 큰 역할을 했습니다.
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