9급 지방직 공무원 서울시 화학 필기 기출문제복원 (2016-06-25)

9급 지방직 공무원 서울시 화학 2016-06-25 필기 기출문제 해설

이 페이지는 9급 지방직 공무원 서울시 화학 2016-06-25 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

9급 지방직 공무원 서울시 화학
(2016-06-25 기출문제)

목록

1과목: 과목 구분 없음

1. 질량이 222.222g이고 부피가 20.0cm3인 물질의 밀도를 올바른 유효숫자로 표시한 것은?

  1. 11.1111g/cm3
  2. 11.111g/cm3
  3. 11.11g/cm3
  4. 11.1g/cm3
(정답률: 90%)
  • 밀도는 질량을 부피로 나눈 값이며, 곱셈과 나눗셈에서는 계산 결과의 유효숫자 개수를 참여한 값 중 가장 적은 유효숫자 개수에 맞춥니다.
    질량 $222.222\text{g}$ (유효숫자 6개), 부피 $20.0\text{cm}^3$ (유효숫자 3개)이므로 결과는 3개로 표시합니다.
    ① [기본 공식] $d = \frac{m}{V}$
    ② [숫자 대입] $d = \frac{222.222}{20.0}$
    ③ [최종 결과] $d = 11.1\text{g/cm}^3$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

2. 1기압에서 A라는 어떤 기체 0.003몰이 물 900g에 녹는다면 2기압인 경우 0.006몰이 같은 양의 물에 녹게 될 것이라는 원리는 다음 중 어느 법칙과 관련이 있는가?

  1. Dalton의 분압법칙
  2. Graham의 법칙
  3. Boyle의 법칙
  4. Henry의 법칙
(정답률: 91%)
  • 일정한 온도에서 기체의 용해도는 그 기체의 부분 압력에 비례한다는 원리는 헨리의 법칙(Henry's law)에 해당합니다.

    오답 노트
    Dalton의 분압법칙: 혼합 기체의 전체 압력은 각 성분 기체의 부분 압력의 합과 같음
    Graham의 법칙: 기체의 확산 속도는 분자량의 제곱근에 반비례함
    Boyle의 법칙: 온도가 일정할 때 기체의 부피는 압력에 반비례함
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

3. 양자수 중의 하나로서 mt로 표시되며 특정 궤도함수가 원자 내의 공간에서 다른 궤도 함수들에 대해 상대적으로 어떠한 배향을 갖는지 나타내는 양자수는?

  1. 주양자수
  2. 각 운동량 양자수
  3. 자기양자수
  4. 스핀양자수
(정답률: 75%)
  • 자기양자수($m_{l}$)는 오비탈의 공간적 방향(배향)을 결정하는 양자수입니다.

    오답 노트
    주양자수: 전자 껍질의 크기와 에너지 수준 결정
    각 운동량 양자수: 오비탈의 모양 결정
    스핀양자수: 전자의 회전 방향 결정
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

4. 유기 화합물인 펜테인(C5H12)의 구조이성질체 개수는?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 87%)
  • 펜테인($C_{5}H_{12}$)의 구조이성질체는 탄소 사슬의 연결 방식에 따라 총 3가지가 존재합니다.
    1. n-펜테인 (직선형)
    2. 이소펜테인 (메틸 분지 1개)
    3. 네오펜테인 (메틸 분지 2개)
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

5. 염소산 포타슘(KClO3)은 가열하면 고체 염화포타슘과 산소 기체를 형성하는 흰색의 고체이다. 2atm, 500K에서 30.0L의 산소 기체를 얻기 위해서 필요한 염소산 포타슘의 몰 수는? (단, 기체상수 R은 0.08L⋅atm/mol⋅K)

  1. 0.33mol
  2. 0.50mol
  3. 0.67mol
  4. 1.00mol
(정답률: 87%)
  • 이상 기체 상태 방정식을 통해 필요한 산소의 몰수를 먼저 구하고, 화학 반응식($2KClO_{3} \rightarrow 2KCl + 3O_{2}$)의 계수비를 이용하여 $KClO_{3}$의 몰수를 계산합니다.
    ① [산소 몰수 공식]
    $n_{O_{2}} = \frac{PV}{RT}$
    ② [산소 몰수 대입]
    $n_{O_{2}} = \frac{2 \times 30.0}{0.08 \times 500} = 1.5$
    ③ [KClO3 몰수 계산]
    $n_{KClO_{3}} = 1.5 \times \frac{2}{3} = 1.00$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

6. 에틸렌은 CH2=CH2의 구조를 갖는 석유화학 공업에서 아주 중요하게 사용되는 재료이다. 에틸렌 분자 내의 탄소는 어떤 혼성궤도함수를 형성하고 있는가?

  1. sp
  2. sp2
  3. sp3
  4. dsp3
(정답률: 95%)
  • 에틸렌(CH2=CH2)의 탄소는 인접한 탄소와 이중 결합을 형성하고 있으며, 총 3개의 원자(탄소 1개, 수소 2개)와 결합하고 있습니다. 이렇게 3개의 전자 영역을 가지는 탄소는 $sp^{2}$ 혼성궤도함수를 형성하여 평면삼각형 구조를 이룹니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

7. 교통 신호등의 녹색 불빛의 중심 파장은 522nm이다. 이 복사선의 진동수(Hz)는 얼마인가? (단, 빛의 속도는 3.00×108m/s)

  1. 5.22×107Hz
  2. 5.22×109Hz
  3. 5.75×1010Hz
  4. 5.75×1014Hz
(정답률: 62%)
  • 빛의 속도는 파장과 진동수의 곱과 같다는 관계식을 이용하여 진동수를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $v = \lambda \times f \implies f = \frac{v}{\lambda}$
    ② [숫자 대입]
    $f = \frac{3.00 \times 10^{8}}{522 \times 10^{-9}}$
    ③ [최종 결과]
    $f = 5.75 \times 10^{14}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

8. Xe는 8A족 기체 중 하나로서 매우 안정한 원소이다. 그런데 반응성이 아주 높은 불소와 반응하여 XeF4라는 분자를 구성한다. 원자가 껍질 전자쌍 반발(VSEPR) 모형에 의하여 예측할 때, XeF4의 분자 구조로 옳은 것은?

  1. 사각평면
  2. 사각뿔
  3. 정사면체
  4. 팔면체
(정답률: 63%)
  • XeF4에서 중심 원자인 Xe는 8개의 원자가 전자를 가지며, 4개의 F와 결합하고 2쌍의 비공유 전자쌍을 가집니다. 전자쌍 기하 구조는 팔면체(6개 영역)이지만, 비공유 전자쌍 2개가 서로 가장 멀리 떨어진 축 방향에 위치하여 실제 분자 구조는 사각평면이 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

9. 원소분석을 통하여 분자량이 146.0g/mol인 미지의 화합물을 분석한 결과 질량 백분율로 탄소 49.3%, 수소 6.9%, 산소 43.8%를 얻었다면 이 화합물의 분자식은 무엇인가? (단, 탄소 원자량=12.0g/mol, 수소 원자량=1.0g/mol, 산소 원자량=16.0g/mol)

  1. C3H5O2
  2. C5H7O4
  3. C6H10O4
  4. C10H14O8
(정답률: 87%)
  • 각 원소의 질량 백분율을 원자량으로 나누어 몰비(원자수비)를 구한 뒤, 실험식량과 분자량의 비율을 통해 분자식을 결정합니다.
    ① [실험식 몰비]
    $C : H : O = \frac{49.3}{12.0} : \frac{6.9}{1.0} : \frac{43.8}{16.0} = 4.11 : 6.9 : 2.74 = 1.5 : 2.5 : 1 = 3 : 5 : 2$
    ② [실험식량 계산]
    $M_{empirical} = (12.0 \times 3) + (1.0 \times 5) + (16.0 \times 2) = 73.0$
    ③ [분자식 결정]
    $n = \frac{146.0}{73.0} = 2 \implies C_{3 \times 2}H_{5 \times 2}O_{2 \times 2} = C_{6}H_{10}O_{4}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

10. 500℃에서 수소와 염소의 반응에 대한 평형상수 Kc=100 이고, 정반응 속도 kf=2.0×103M-1s-1이며 △H=20kJ의 흡열 반응이라면 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 역반응의 속도가 정반응의 속도보다 빠르다.
  2. 역반응의 속도는 0.05M-1s-1이다.
  3. 온도가 증가할수록 평형상수(Kc)의 값은 감소한다.
  4. 온도가 증가할수록 정반응의 속도가 역반응보다 더 크게 증가한다.
(정답률: 80%)
  • 흡열 반응($\Delta H > 0$)의 경우, 온도가 상승하면 르샤틀리에 원리에 의해 열을 흡수하는 정반응 쪽으로 평형이 이동하며, 정반응 속도 상수가 역반응 속도 상수보다 더 크게 증가합니다.

    오답 노트
    역반응의 속도는 0.05M$^{-1}$s$^{-1}$이다: 평형상수 $K_c = \frac{k_f}{k_r}$이므로 $k_r = \frac{2.0 \times 10^3}{100} = 20$ 입니다.
    온도가 증가할수록 평형상수의 값은 감소한다: 흡열 반응은 온도 증가 시 $K_c$ 값이 증가합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

11. 아래에 나타낸 평형 반응에 대한 평형상수는?

  2. 1/[H2O]2
  3. 1/2[H2O]
  4. [CaCl2⋅2H2O]/[H2O]2
(정답률: 94%)
  • 평형상수 식을 세울 때 고체(s)와 순수한 액체는 활동도가 1이므로 제외하고, 기체(g)나 수용액 상태의 물질만 농도 항에 포함합니다.
    반응식 $\text{CaCl}_2(s) + 2\text{H}_2\text{O}(g) \rightleftharpoons \text{CaCl}_2 \cdot 2\text{H}_2\text{O}(s)$에서 고체인 $\text{CaCl}_2$와 $\text{CaCl}_2 \cdot 2\text{H}_2\text{O}$를 제외하면 분모에 $\text{H}_2\text{O}$의 농도 제곱만 남게 됩니다.
    따라서 평형상수는 $\frac{1}{[\text{H}_2\text{O}]^2}$ 입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

12. 다음 2개의 반응식을 이용해 최종 반응식의 반응 엔탈피(△H3)를 구하면?

  1. -254kJ
  2. -203kJ
  3. -178kJ
  4. -50kJ
(정답률: 97%)
  • Bi 값이 무한대인 경우, 열전달 시간은 특성 길이(반지름 $r$)의 제곱에 비례합니다. 즉, 반지름이 $k$배 증가하면 냉각 시간은 $k^{2}$배 증가합니다.
    ① [비례 관계식]
    $t \propto r^{2}$
    ② [시간 계산]
    $5 \times (\frac{2}{1})^{2} = 5 \times 4$
    ③ [최종 결과]
    $t = 20$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

13. 25℃에서 [OH-]=2.0×10-5M 일 때, 이 용액의 pH 값은? (단, log2=0.30)

  1. 1.80
  2. 4.70
  3. 9.30
  4. 11.20
(정답률: 97%)
  • 물과 이온곱 상수 $K_w$를 이용하여 $pOH$를 먼저 구한 뒤, $pH + pOH = 14$ 관계식을 통해 $pH$를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $pH = 14 - (-\log[OH^-])$
    ② [숫자 대입] $pH = 14 - (-\log(2.0 \times 10^{-5}))$
    ③ [최종 결과] $pH = 9.30$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

14. 진한 암모니아수를 묻힌 솜과 진한 염산을 묻힌 솜을 유리관의 양쪽 끝에 넣고 고무마개로 막았더니 잠시 후 진한 염산을 묻힌 솜 가까운 쪽에 흰 연기가 생겼다. 옳은 설명을 모두 고른 것은?

  1. 가
  2. 나
  3. 가, 나
  4. 다
(정답률: 93%)
  • 암모니아($\text{NH}_3$)와 염화수소($\text{HCl}$) 기체가 반응하여 고체 염인 염화암모늄($\text{NH}_4\text{Cl}$) 흰 연기가 생성됩니다.
    흰 연기가 염산 솜 쪽에 더 가깝게 생겼다는 것은 분자량이 작은 $\text{NH}_3$의 확산 속도가 $\text{HCl}$보다 더 빠르기 때문입니다.

    오답 노트
    $\text{NH}_3$ 분자가 $\text{HCl}$ 분자보다 무겁다: $\text{NH}_3$의 분자량은 $17$, $\text{HCl}$의 분자량은 $36.5$로 $\text{NH}_3$가 더 가볍습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

15. 토륨-232()는 붕괴 계열에서 전체 6개의 α입자와 4개의 β입자를 방출한다. 생성된 최종 동위원소는 무엇인가?

(정답률: 83%)
  • 알파($\alpha$) 입자 붕괴 시 질량수는 $4$ 감소하고 원자번호는 $2$ 감소하며, 베타($\beta$) 입자 붕괴 시 질량수는 변하지 않고 원자번호는 $1$ 증가합니다.
    ① [기본 공식] $\text{최종 질량수} = 232 - (6 \times 4)$
    ② [숫자 대입] $\text{최종 원자번호} = 90 - (6 \times 2) + (4 \times 1)$
    ③ [최종 결과] $\text{질량수 } 208, \text{ 원자번호 } 82 \rightarrow $
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

16. 다음 화합물 중 끓는점이 가장 높은 것은?

  1. HI
  2. HBr
  3. HCl
  4. HF
(정답률: 90%)
  • 할로젠화 수소 화합물 중 HF는 전기 음성도가 매우 큰 F 원자를 포함하고 있어 분자 간 강한 수소 결합을 형성합니다. 이 수소 결합으로 인해 다른 할로젠화 수소보다 훨씬 높은 끓는점을 가집니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

17. A에서 B로 변하는 어떠한 과정이 모든 온도에서 비자발적 과정이기 위하여 다음 중 옳은 조건은? (단, △H는 엔탈피 변화, △S는 엔트로피 변화)

  1. △H＞0, △S＜0
  2. △H＞0, △S＞0
  3. △H＜0, △S＜0
  4. △H＜0, △S＞0
(정답률: 75%)
  • 깁스 자유 에너지 변화 $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$에서 $\Delta G > 0$일 때 과정이 비자발적입니다.
    엔탈피 변화 $\Delta H > 0$ (흡열)이고 엔트로피 변화 $\Delta S < 0$ (무질서도 감소)이면, 모든 온도 $T$에서 $\Delta G$는 항상 양수가 되어 항상 비자발적 과정이 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

18. 25℃에서 수산화 알루미늄 [Al(OH)3]의 용해도곱 상수(Ksp)가 3.0×10-34 이라면 pH 10으로 완충된 용액에서 Al(OH)3(s)의 용해도는 얼마인가?

  1. 3.0 × 10-22M
  2. 3.0 × 10-17M
  3. 1.73 × 10-17M
  4. 3.0 × 10-4M
(정답률: 60%)
  • 완충 용액의 pH가 일정하므로, $\text{OH}^-$ 농도가 고정된 상태에서 용해도곱 상수를 이용해 용해도를 구할 수 있습니다.
    pH가 $10$이면 $\text{pOH}$는 $4$이며, $[\text{OH}^-] = 10^{-4}\text{M}$입니다.
    ① [기본 공식] $K_{sp} = [\text{Al}^{3+}][\text{OH}^-]^3$
    ② [숫자 대입] $3.0 \times 10^{-34} = s \times (10^{-4})^3$
    ③ [최종 결과] $s = 3.0 \times 10^{-22}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

19. 성층권에서 CFCl3와 같은 클로로플루오로탄소는 다음의 반응들에 의해 오존을 파괴한다. 여기에서 Cl과 ClO의 역할을 올바르게 짝지은 것은?

  1. (Cl, ClO) = (촉매, 촉매)
  2. (Cl, ClO) = (촉매, 반응 중간체)
  3. (Cl, ClO) = (반응 중간체, 촉매)
  4. (Cl, ClO) = (반응 중간체, 반응 중간체)
(정답률: 83%)
  • 제시된 반응 메커니즘을 분석하면 다음과 같습니다.
    $$\text{CFCl}_{3} \rightarrow \text{CFCl}_{2} + \text{Cl}$$
    $$\text{Cl} + \text{O}_{3} \rightarrow \text{ClO} + \text{O}_{2}$$
    $$\text{ClO} + \text{O} \rightarrow \text{Cl} + \text{O}_{2}$$
    $\text{Cl}$은 반응 초기에 소모되었다가 최종 단계에서 다시 생성되므로 촉매이며, $\text{ClO}$는 반응 중간에 생성되었다가 소모되므로 반응 중간체입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

20. 다음 갈바니 전지 반응에 대한 표준자유에너지변화(△Go)는 얼마인가? (단, E0(Zn2+)=-0.76V, E0(Cu2+)=0.34V이고, F=96,500C/mole-, V=J/C)

  1. -212.3kJ
  2. -106.2kJ
  3. -81.1kJ
  4. -40.5kJ
(정답률: 55%)
  • 표준 전지 전위($E^{0}_{cell}$)를 이용하여 표준 자유 에너지 변화($\Delta G^{0}$)를 계산하는 문제입니다.
    반응식: $Zn(s) + Cu^{2+}(aq) \rightarrow Cu(s) + Zn^{2+}(aq)$
    ① [기본 공식]
    $$\Delta G^{0} = -nFE^{0}_{cell}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\Delta G^{0} = -2 \times 96500 \times (0.34 - (-0.76))$$
    ③ [최종 결과]
    $$\Delta G^{0} = -212300\text{ J} = -212.3\text{ kJ}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

< 이전회차목록