9급 국가직 공무원 공업화학 필기 기출문제복원 (2014-04-19)

9급 국가직 공무원 공업화학
(2014-04-19 기출문제)

목록

1. 3가지 서로 다른 아미노산으로부터 만들 수 있는 트라이펩타이드 (tripeptide)의 수는?

  1. 3
  2. 6
  3. 9
  4. 12
(정답률: 96%)
  • 트라이펩타이드는 3개의 아미노산으로 이루어진 분자이므로, 첫 번째 아미노산을 선택하는 경우의 수는 3가지이고, 두 번째 아미노산을 선택하는 경우의 수는 남은 2가지 중에서 선택하므로 2가지이고, 세 번째 아미노산을 선택하는 경우의 수는 남은 1가지 중에서 선택하므로 1가지이다. 따라서, 모든 경우의 수는 3 x 2 x 1 = 6가지이다.
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2. 다음에서 이론적으로 질소 함유량이 가장 높은 질소 비료는?

  1. 황안
  2. 염안
  3. 요소
  4. 질산칼슘
(정답률: 92%)
  • 정답은 "요소"입니다. 이유는 질소 비료 중에서 가장 순수한 질소를 함유하고 있기 때문입니다. 다른 비료들은 질소 외에도 다른 원소들이 함유되어 있어서 순수한 질소 함유량이 낮을 수 있습니다.
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3. 1－브로모－3－나이트로뷰테인(1-bromo-3-nitrobutane)의 4개 탄소 중 카이랄 중심(chiral center)은 몇 번 탄소인가?

  1. 1번 탄소
  2. 2번 탄소
  3. 3번 탄소
  4. 4번 탄소
(정답률: 92%)
  • 카이랄 중심은 네 개의 서로 다른 기질기가 결합된 탄소 원자입니다. 따라서 이 분자에서 카이랄 중심은 3번 탄소입니다. 1번 탄소와 2번 탄소는 브로모와 니트로기가 결합된 탄소 원자이며, 4번 탄소는 메틸기가 결합된 탄소 원자입니다.
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4. 가수분해하여 메탄올을 생성할 수 있는 화합물은?

  1. C2H5COOC2H5
  2. C2H5COOH
  3. C2H5COOCH3
  4. C2H5CHO
(정답률: 79%)
  • 가수분해란 분자가 물과 반응하여 이온으로 분해되는 것을 말합니다. 이 때, 카르복실기(-COOH)가 있는 화합물이 가수분해되면 메탄올이 생성됩니다. 따라서 보기 중에서 카르복실기(-COOH)를 가지고 있지 않고 에스테르기(-COOCH3)를 가지고 있는 "C2H5COOCH3"이 메탄올을 생성할 수 있는 화합물입니다.
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5. 합성비료의 주원료로 사용되는 암모니아를 공업적으로 대량 생산할 수 있는 하버－보슈(Harber-Bosch)법에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄹ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄷ, ㄹ
(정답률: 73%)
  • - 하버-보슈법은 고압하에서 질소와 수소를 반응시켜 암모니아를 생산하는 방법이다.
    - 이 반응은 촉매인 철을 사용하며, 반응열이 크기 때문에 냉각장치가 필요하다.
    - 따라서 "ㄴ, ㄷ"가 정답이다.
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6. 탄산나트륨 제조법 중 반응물로부터 나트륨 변환이 거의 100%에 가까운 방법은?

  1. 격막법
  2. 솔베이법
  3. 르브랑법
  4. 염안소다법
(정답률: 78%)
  • 염안소다법은 염화나트륨과 석회석을 반응시켜 염화칼슘과 탄산나트륨을 생성한 후, 염화칼슘과 탄산나트륨을 반응시켜 염화나트륨과 탄산칼슘을 생성하는 과정을 거칩니다. 이때, 염화칼슘과 탄산나트륨의 반응에서 생성되는 탄산칼슘은 물에 용해되지 않기 때문에 반응물로부터 나트륨 변환이 거의 100%에 가깝게 이루어집니다. 따라서, 염안소다법이 탄산나트륨 제조법 중 반응물로부터 나트륨 변환이 거의 100%에 가까운 방법입니다.
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7. 상품명으로 널리 알려진 테프론(TeflonTM) 고분자를 형성하는 단량체는?

  1. CF2＝CF2
  2. CF2＝CHF
  3. CHF＝CHF
  4. CF2＝CH2
(정답률: 86%)
  • 정답은 "CF2＝CF2"입니다. 이는 테프론(TeflonTM) 고분자를 형성하는 단량체인 플루오로에틸렌(Fluoroethylene)의 화학식입니다. 이 화학식에서 두 개의 플루오린(Fluorine) 원자가 이중결합으로 결합되어 있으며, 이중결합은 매우 안정적이기 때문에 테프론은 매우 안정적인 고분자입니다.
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8. 아래의 분자구조를 포함하고 있는 고분자는?

  1. 폴리부틸렌(polybutylene)
  2. 폴리프로필렌(polypropylene)
  3. 폴리부타디엔(polybutadiene)
  4. 폴리에틸렌(polyethylene)
(정답률: 86%)
  • 위 그림은 에틸렌 단위가 중합하여 만들어진 폴리프로필렌의 구조를 나타낸 것입니다. 폴리프로필렌은 에틸렌 단위가 중합된 고분자로, 이중 결합이 없는 직쇄구조를 가지고 있습니다. 이러한 직쇄구조는 폴리프로필렌이 높은 결정성과 강도를 가지며, 내열성과 내부식성이 뛰어난 특징을 가지고 있습니다. 따라서, 위 그림에서 나타낸 분자구조는 폴리프로필렌의 구조와 일치하므로 정답은 "폴리프로필렌"입니다.
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9. 실리콘(Si) 태양전지에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄹ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄷ, ㄹ
(정답률: 66%)
  • - ㄱ. 실리콘(Si)은 태양광 전지에서 가장 많이 사용되는 반도체 소재 중 하나이다.
    - ㄴ. 태양광 전지에서는 태양광을 받아 전기로 변환하는데, 이 과정에서 실리콘이 가진 전자와 결합되어 있는 다른 원자들이 태양광을 받아 전자를 방출하게 되고, 이를 통해 전기가 생산된다.
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10. 촉매 담체에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄹ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄷ, ㄹ
(정답률: 90%)
  • - 촉매 담체는 화학 반응 속도를 증가시키는 역할을 한다.
    - 그림에서 보이는 촉매 담체는 다공성 구조를 가지고 있어서 표면적이 크다.
    - 표면적이 큰 촉매 담체는 반응물과 상호작용할 수 있는 표면적이 많아져서 반응 속도를 증가시킨다.
    - 따라서, "ㄷ"는 촉매 담체의 다공성 구조를 나타내고, "ㄹ"은 촉매 담체의 표면적이 크다는 것을 나타낸다.
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11. 열경화성 수지가 아닌 것은?

  1. 폴리스타이렌(polystyrene) 수지
  2. 페놀(phenol) 수지
  3. 에폭시(epoxy) 수지
  4. 멜라민(melamine) 수지
(정답률: 86%)
  • 열경화성 수지는 열에 의해 경화되는 수지를 말합니다. 폴리스타이렌 수지는 열에 의해 경화되지 않고, 녹는 점이 낮아 가열 시 용융되는 성질을 가지고 있기 때문에 열경화성 수지가 아닙니다.
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12. 다음 각 반응들의 반응명칭으로 옳게 짝지어진 것은? (순서대로 (가), (나), (다))

  1. 첨가반응 제거반응 치환반응
  2. 첨가반응 치환반응 제거반응
  3. 치환반응 제거반응 첨가반응
  4. 제거반응 치환반응 첨가반응
(정답률: 90%)
  • (가) 첨가반응: 두 개 이상의 원자 또는 분자가 결합하여 더 큰 분자를 만드는 반응
    (나) 치환반응: 분자 내에서 원자나 기존의 기호가 다른 원자나 기호로 대체되는 반응
    (다) 제거반응: 분자 내에서 원자나 기존의 기호가 제거되는 반응

    따라서, 이 문제에서는 (가) 첨가반응, (나) 치환반응, (다) 제거반응이 각각 올바른 반응명칭과 짝지어진 것입니다.
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13. 유지의 불포화도와 가장 밀접한 관계가 있는 화학 특성치는?

  1. 산가(AV)
  2. 요오드가(IV)
  3. 비누화가(SV)
  4. 과산화물가(PV)
(정답률: 91%)
  • 유지의 불포화도는 지방산의 이중결합 수에 의해 결정됩니다. 이중결합은 요오드가(IV)로 쉽게 산화될 수 있기 때문에, 요오드가(IV)는 유지의 불포화도와 가장 밀접한 관계가 있습니다. 따라서, 요오드가(IV)가 정답입니다.
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14. 1차 알코올로부터 직접 얻을 수 있는 생성물이 아닌 것은?

  1. 알데하이드(aldehyde)
  2. 카복실산(carboxylic acid)
  3. 케톤(ketone)
  4. 에스터(ester)
(정답률: 85%)
  • 알코올에서 케톤을 생성하기 위해서는 산화작용이 필요합니다. 하지만 1차 알코올은 알데하이드로, 2차 알코올은 케톤으로 산화됩니다. 따라서 1차 알코올에서는 케톤을 직접 얻을 수 없습니다.
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15. 1-butene에 HBr을 첨가반응시켰을 때 얻어지는 주생성물은?

  1. 2-bromobutane
  2. 2-bromo-1-butene
  3. 1-bromobutane
  4. 1-bromo-1-butene
(정답률: 85%)
  • 1-butene에 HBr을 첨가반응시키면 마크로노프 규칙에 따라 가장 많은 수소 원자가 결합한 2번째 탄소에 브롬이 결합한 2-bromobutane이 주생성물로 생성됩니다. 이는 1-bromobutane과 2-bromo-1-butene보다 안정적인 생성물이기 때문입니다. 1-bromo-1-butene은 고리화 반응을 일으키기 때문에 주생성물이 아닙니다.
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16. 글리세롤(glycerol)을 합성하는 방법이 아닌 것은?

  1. 트리글리세라이드의 가수분해
  2. 에피클로로하이드린의 가수분해
  3. 알릴알코올의 수산화
  4. 아세트알데하이드의 알돌 축합 반응
(정답률: 75%)
  • 아세트알데하이드의 알돌 축합 반응은 알코올을 합성하는 반응이기 때문에, 글리세롤을 합성하는 방법이 아닙니다. 글리세롤은 세 개의 알코올 기능기를 가진 화합물이기 때문에, 알코올을 합성하는 반응이 아닌 다른 방법으로 합성되어야 합니다.
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17. 다음 석유제품 중 끓는점이 가장 높은 것은?

  1. 휘발유
  2. 중유
  3. 등유
  4. 경유
(정답률: 91%)
  • 끓는점이란, 액체가 기체로 변하는 온도를 말합니다. 따라서 끓는점이 높은 석유제품은 높은 온도에서도 액체 상태를 유지할 수 있습니다. 이 중에서 끓는점이 가장 높은 것은 중유입니다. 중유는 경유와 등유 사이에 위치하며, 끓는점이 약 250℃ 정도로 가장 높습니다. 이는 중유가 높은 온도에서도 액체 상태를 유지할 수 있기 때문입니다.
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18. 다음 효소([E])－기질([S]) 반응이 유사 정상상태라 가정할 때, Michaelis-Menten 속도식으로 알려진 단순한 효소촉매반응의 속도식은? (단, Km＝(k－1＋k2) /k1이고 Vm＝k2[E0]이다)

  1. v＝k [S]
  2. v＝k [S]2
(정답률: 77%)
  • Michaelis-Menten 속도식은 v＝(Vm[S])/(Km＋[S])이다. 이때 [S]가 매우 작을 때, Km＋[S]≈Km이므로 v＝(Vm[S])/Km이 된다. 이는 [S]에 비례하는 일차함수이므로, 정답은 "v＝k [S]"이다.
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19. 벤젠(benzene)과 프로필렌(propylene)으로부터 제조할 수 있는 석유화학 제품이 아닌 것은?

  1. 페놀(phenol)
  2. 큐멘(cumene)
  3. 아세톤(acetone)
  4. 에틸렌 옥사이드(ethylene oxide)
(정답률: 85%)
  • 에틸렌 옥사이드는 벤젠이나 프로필렌과는 직접적인 관련이 없는 화학물질이기 때문입니다. 벤젠과 프로필렌은 석유화학 산업에서 주로 사용되는 원료이지만, 에틸렌 옥사이드는 에틸렌과 산소가 반응하여 생산되는 화학물질로, 다른 원료와는 관련이 없습니다.
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20. 다음 반응에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?

  1. ㄷ
  2. ㄱ, ㄴ
  3. ㄴ, ㄹ
  4. ㄱ, ㄷ, ㄹ
(정답률: 77%)
  • 이 반응은 물체가 떨어지는 중력을 나타내는 것입니다. 물체가 떨어질 때 중력은 항상 아래쪽으로 작용하므로, 물체가 떨어지는 방향과 반대 방향으로 작용하는 반력이 작용합니다. 이 반력은 물체가 떨어지는 속도를 줄이는 역할을 하며, 물체가 바닥에 닿을 때까지 계속 작용합니다. 따라서, 물체가 떨어지는 동안에는 중력과 반력이 서로 상쇄되어서 물체의 속도가 일정하게 감소하게 됩니다. 이러한 이유로, 이 반응에서는 중력과 반력이 서로 상쇄되는 모습을 보여주고 있으므로 "ㄷ"가 정답입니다.
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