9급 국가직 공무원 공업화학 필기 기출문제복원 (2016-04-09)

9급 국가직 공무원 공업화학
(2016-04-09 기출문제)

목록

1. 다양한 크기의 미세 기공들을 가져 단위 무게당 표면적이 매우 넓은 탄소재료는?

  1. 풀러렌
  2. 활성탄
  3. 제올라이트
  4. 다이아몬드
(정답률: 77%)
  • 활성탄은 다양한 크기의 미세 기공들을 가지고 있어 단위 무게당 표면적이 매우 넓습니다. 이러한 특성으로 인해 활성탄은 흡착제, 산화물 제거제, 산업용 가스 처리제 등 다양한 용도로 사용됩니다.
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2. 비누화가(saponification value)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 유지 1g을 완전히 비누화하는 데 필요한 NaOH의 mg 수
  2. 유지 1g을 완전히 비누화하는 데 필요한 KOH의 mg 수
  3. 유지 1g을 완전히 비누화하는 데 필요한 HCl의 mg 수
  4. 유지 1g을 완전히 비누화하는 데 필요한 H2SO4의 mg 수
(정답률: 91%)
  • 비누화란 지방이나 오일을 알칼리 용액과 반응시켜 글리세린과 알칼리 글리세이트(비누)를 생성하는 화학 반응입니다. 비누화가는 이 반응에서 필요한 알칼리 용액의 양을 나타내는 지표입니다. 따라서 "유지 1g을 완전히 비누화하는 데 필요한 KOH의 mg 수"가 정답입니다. 즉, 1g의 유지를 완전히 비누화하기 위해서는 몇 밀리그램의 KOH가 필요한지를 나타내는 지표입니다.
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3. 다음 과정에서 브뢴스테드－로우리(Brønsted-Lowry) 산과 그 짝염기가 옳게 짝지어진 것은? (순서대로 브뢴스테드－로우리 산, 짝염기)

  1. H2O, SO42-
  2. HSO4-, H2O
  3. HSO4-, SO42-
  4. SO42-, H2O
(정답률: 93%)
  • HSO4-은 수소 이온(H+)을 기부하여 수소 이온을 받는 짝염기인 H2SO4의 브뢴스테드-로우리 산입니다. 반면에 SO42-는 이미 2개의 수소 이온을 잃어버려 더 이상 수소 이온을 받을 수 없으므로 브뢴스테드-로우리 산이 될 수 없습니다. 따라서 HSO4-와 SO42-가 옳은 짝이 됩니다.
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4. 프로필렌(propylene) 중합 반응에 사용되는 Ziegler-Natta 촉매의 금속 성분 조합으로 옳은 것은?

  1. Ti-Al
  2. Zn-Al
  3. Co-Mo
  4. Pd-Cu
(정답률: 87%)
  • "Ti-Al" 조합은 프로필렌 중합 반응에 사용되는 Ziegler-Natta 촉매의 가장 일반적인 조합 중 하나입니다. 이는 티타늄(Ti)과 알루미늄(Al)이 함께 사용되어 촉매로 작용하기 때문입니다. 이 조합은 고분자의 분자량을 조절하고, 균일한 분자량 분포를 유지하며, 고분자의 높은 결정도를 유지하는 데 효과적입니다. 또한, 이 조합은 경제적이며, 촉매의 재생이 가능하다는 장점이 있습니다.
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5. 고분자의 평균분자량을 측정하는 방법이 아닌 것은?

  1. 광산란법
  2. 삼투압법
  3. 열 무게분석법
  4. 말단기 분석법
(정답률: 80%)
  • 열 무게분석법은 고분자의 열적 분해를 이용하여 분자량을 측정하는 방법이므로, 평균분자량을 측정하는 방법이 아닙니다. 다른 방법들은 고분자의 분자량을 측정하는 다양한 방법 중 하나입니다.
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6. 지방산과 암모니아를 160～200°C, 실리카겔 촉매 하에서 반응시킬 때 얻어지는 주생성물은?

  1. 지방족 아민(amine)
  2. 지방족 니트릴(nitrile)
  3. 지방산 에스터(ester)
  4. 지방산 아마이드(amide)
(정답률: 57%)
  • 지방산과 암모니아가 반응하여 생성되는 주생성물은 지방산 아마이드입니다. 이는 암모니아가 지방산의 카복실기(-COOH)와 반응하여 아민기(-NH2)를 가진 아마이드 결합(-CONH2)을 형성하기 때문입니다. 다른 보기인 지방족 아민, 지방족 니트릴, 지방산 에스터는 이 반응에서 생성되지 않습니다.
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7. 석유의 정제 공정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 코킹(coking) :중질유를 열분해하여 경유, 가솔린, 코크스를 얻는다.
  2. 분해(cracking) :수증기 분해, 접촉 분해, 수소첨가 분해 등이 있다.
  3. 개질(reforming) :방향족 화합물로부터 사슬형 지방족 화합물을 만든다.
  4. 소중합(oligomerization) :저분자량 올레핀을 가솔린 분자로 전환한다.
(정답률: 85%)
  • 개질(reforming) 공정은 방향족 화합물로부터 사슬형 지방족 화합물을 만드는 것이 맞는 설명입니다.

    이유는 개질 공정에서는 고분자화된 분자를 분해하거나 합성하는 것이 아니라, 분자 구조를 변화시켜서 원하는 화합물을 만들어내는 것입니다. 따라서 방향족 화합물을 사슬형 지방족 화합물로 변화시키는 것이 가능합니다.
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8. 광학 활성(optical activity)을 갖는 분자는?

(정답률: 72%)
  • 광학 활성을 갖는 분자는 입체적으로 비대칭적인 분자입니다. ""은 4개의 서로 다른 기질로 이루어져 있어 입체적으로 비대칭적이며, 이에 따라 광학 활성을 갖습니다. 다른 보기들은 대칭적인 분자이기 때문에 광학 활성을 갖지 않습니다.
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9. 메탈로센(metallocene) 촉매에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 배위결합을 갖는다.
  2. 불균일계 촉매이다.
  3. 다중 활성점을 갖는다.
  4. 활성점은 음이온의 속성을 갖는다.
(정답률: 80%)
  • 정답은 "배위결합을 갖는다."입니다. 메탈로센 촉매는 중앙에 금속 원자를 가지고 있으며, 이 금속 원자는 두 개의 시클로펜 링과 결합하여 "배위결합"을 형성합니다. 이러한 배위결합은 촉매의 안정성과 활성도에 영향을 미치며, 메탈로센 촉매는 이러한 배위결합을 통해 높은 안정성과 활성도를 가지고 있습니다.
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10. 다음 반응의 주생성물은?

(정답률: 70%)
  • 주생성물은 "" 입니다. 이유는 그림에서 보이는 것처럼, 다른 보기들은 모두 물고기의 형태를 하고 있지만, ""은 물고기가 아닌 물고기의 먹이인 작은 물고기의 형태를 하고 있기 때문입니다.
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11. 라디칼중합 반응 중 수용액 중의 단량체 미셀(micelle) 내에서 중합이 진행되도록 하는 것은?

  1. 괴상중합(bulk polymerization)
  2. 용액중합(solution polymerization)
  3. 현탁중합(suspension polymerization)
  4. 유화중합(emulsion polymerization)
(정답률: 72%)
  • 유화중합은 수용액과 유화제(emulsifier)를 이용하여 물과 유체가 혼합된 상태에서 중합을 진행시키는 방법입니다. 유화제는 물과 유체 사이의 계면에 위치하여 단량체가 물에 노출되는 것을 방지하고, 이를 통해 단량체가 미셀 내부에 포집되어 중합이 진행됩니다. 따라서 유화중합은 수용액 중의 단량체 미셀 내에서 중합이 진행되도록 하는 효과를 가지고 있습니다.
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12. 다음 화합물을 산성도가 큰 순서대로 옳게 나열한 것은?

  1. ㄱ > ㄴ > ㄷ
  2. ㄱ > ㄷ > ㄴ
  3. ㄷ > ㄱ > ㄴ
  4. ㄷ > ㄴ > ㄱ
(정답률: 87%)
  • 산성도는 pH 값으로 나타내며, pH 값이 작을수록 산성도가 높습니다. 따라서 pH 값이 가장 작은 화합물인 ㄷ이 가장 산성도가 크고, 그 다음으로 pH 값이 작은 ㄴ, 마지막으로 pH 값이 가장 큰 ㄱ이 됩니다. 따라서 정답은 "ㄷ > ㄴ > ㄱ"입니다.
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13. 수용액 상태에서 염기성을 나타내는 비료가 아닌 것은?

  1. 염화칼륨
  2. 석회질소
  3. 용성인비
  4. 목초의 재
(정답률: 86%)
  • 염화칼륨은 염기성을 나타내는 비료가 아닙니다. 이는 염화칼륨이 중성인 성질을 가지고 있기 때문입니다.
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14. 다음 중 원유에 가장 적게 함유되어 있는 것은?

  1. 나프텐계 탄화수소
  2. 파라핀계 탄화수소
  3. 방향족계 탄화수소
  4. 아세틸렌계 탄화수소
(정답률: 79%)
  • 아세틸렌계 탄화수소는 다른 세 가지 탄화수소에 비해 더 적은 수소 원자를 함유하고 있기 때문에 원유에 가장 적게 함유되어 있습니다.
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15. 지방(fat)의 구조를 옳게 나타낸 것은?

(정답률: 87%)
  • 정답은 ""입니다. 이유는 지방 분자가 긴 탄소 사슬과 수소 원자로 이루어진 지방산과 글리세롤로 구성되어 있기 때문입니다. 이 구조가 다른 보기와 다른 이유는 다른 보기들은 지방 분자의 구성 요소나 배치가 다르기 때문입니다.
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16. 고정화 효소(immobilized enzyme)의 특성으로 옳지 않은 것은?

  1. 재사용이 가능하다.
  2. 연속반응기에서 사용이 가능하다.
  3. 반응 후 생성물과의 분리가 어렵다.
  4. 기질의 확산저항이 자유 효소에 비해 더 크다.
(정답률: 73%)
  • "반응 후 생성물과의 분리가 어렵다"는 고정화 효소의 특성으로 옳지 않은 것입니다. 이는 오히려 고정화 효소의 장점 중 하나로, 고정화된 효소는 반응 후 생성물과 효소를 분리하기 쉽기 때문입니다. 이는 자유 효소와는 달리, 고정화 효소가 고정된 기질 내에서 작용하기 때문에 생성물과 효소가 분리되어 나올 수 있습니다.
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17. 비료에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 비료의 3요소는 질소, 인, 칼슘이다.
  2. 과린산석회와 탄산칼슘을 혼합하면 화성비료가 얻어진다.
  3. 질산암모늄에 요소를 배합하면 흡습성이 감소된다.
  4. 황산암모늄에 석회를 배합하면 비료의 효능이 감소된다.
(정답률: 80%)
  • 황산암모늄은 질소를 함유한 비료이며, 석회는 칼슘을 함유한 물질입니다. 황산암모늄과 석회를 함께 배합하면 황산과 칼슘이 반응하여 칼슘 황산염이 생성되고, 이로 인해 질소가 칼슘 황산염과 결합하여 비료의 효능이 감소합니다. 따라서 황산암모늄에 석회를 배합하는 것은 효과적인 비료 사용 방법이 아닙니다.
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18. 수소의 공업적 제조법인 수증기개질법에 대해 설명한 것으로 옳지 않은 것은?

  1. 원료로는 나프타, 천연가스 등이 사용된다.
  2. 탄화수소의 수증기개질 반응은 발열 반응이다.
  3. 탄화수소의 탄소 수가 많을수록 코크(coke)가 석출되기 쉽다.
  4. 황화합물이 많이 포함된 원료는 촉매의 피독(poisoning)을 막기 위한 탈황 과정을 거쳐야 한다.
(정답률: 86%)
  • "탄화수소의 수증기개질 반응은 발열 반응이다."가 옳지 않은 것입니다. 수증기개질 반응은 발열 반응이 아니라 흡열 반응입니다. 이 반응에서는 열이 흡수되어 반응이 일어납니다.
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19. 생물공학적 유전자 조작기술에 대해 설명한 것으로 옳지 않은 것은?

  1. 핵산은 염기, 인산, 당으로 이루어진다.
  2. 특정 유전자를 절단하기 위해 제한효소(restriction enzyme)를 사용한다.
  3. 특정 유전자의 양을 증폭시키기 위해 이성화효소(isomerase)를 사용한다.
  4. 플라스미드(plasmid)는 유전자 운반체로 사용되며, 벡터(vector) 라고도 불리운다.
(정답률: 83%)
  • "특정 유전자의 양을 증폭시키기 위해 이성화효소(isomerase)를 사용한다."는 옳지 않은 설명입니다. 이성화효소는 유전자 조작 기술과는 관련이 없습니다. 이성화효소는 화학 반응에서 화학 구조를 변화시키는 효소입니다. 유전자 조작 기술에서는 PCR(polymerase chain reaction) 기술을 사용하여 특정 유전자를 증폭시킵니다. PCR은 DNA 복제 과정을 인공적으로 재현하여 특정 유전자를 대량으로 생산하는 기술입니다.
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20. 티탄산바륨(BaTiO3)은 큐리(Curie) 온도가 120 °C인 강유전체이다. 200 °C에서 티탄산바륨의 결정계와 유전특성이 옳게 짝지어진 것은? (순서대로 결정계, 유전특성)

  1. 입방(cubic) 강유전성(ferroelectric)
  2. 입방(cubic) 상유전성(paraelectric)
  3. 정방(tetragonal) 강유전성(ferroelectric)
  4. 정방(tetragonal) 상유전성(paraelectric)
(정답률: 37%)
  • 티탄산바륨은 큐리 온도인 120 °C 이하에서는 강유전체이지만, 이보다 높은 온도에서는 상유전체가 된다. 따라서 200 °C에서는 상유전체 상태이다. 또한, 티탄산바륨의 결정계는 입방(cubic) 구조를 가지고 있으며, 이 구조는 강유전성을 나타내지 않는다. 따라서 정답은 "입방(cubic) 상유전성(paraelectric)"이다.
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