9급 국가직 공무원 공업화학 필기 기출문제복원 (2022-04-02)

9급 국가직 공무원 공업화학
(2022-04-02 기출문제)

목록

1. 용액 중의 금속 이온을 환원제로 환원시켜 물체 표면에 도금하는 방법은?

  1. 전착(electrodeposition)
  2. 전기도금(electroplating)
  3. 무전해 도금(electroless plating)
  4. 전기이동 코팅(electrophoretic coating)
(정답률: 알수없음)
  • 무전해 도금은 전기적인 에너지를 사용하지 않고 화학 반응을 이용하여 금속을 도금하는 방법입니다. 따라서 전기적인 장비나 전기적인 에너지가 필요하지 않으며, 물체의 모든 부분에 균일하게 도금할 수 있습니다. 이 방법은 금속 이온을 환원시키는 환원제를 사용하여 화학적으로 도금하는 것이기 때문에, 전기적인 에너지가 필요하지 않습니다.
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2. 계면활성제의 용도로 적절하지 않은 것은?

  1. 가교제
  2. 분산제
  3. 습윤제
  4. 유화제
(정답률: 알수없음)
  • 가교제는 계면활성제 중에서는 다른 성질을 가지고 있어서, 분산제, 습윤제, 유화제와는 달리 용도로 적절하지 않습니다. 가교제는 고분자를 가교시켜서 네트워크 구조를 형성하게 되는데, 이는 계면활성제로서의 역할보다는 다른 분야에서 사용됩니다. 예를 들어, 가교제는 접착제, 코팅제, 인쇄잉크 등의 제조에 사용됩니다.
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3. 알루미나(Al2O3)의 제조에 이용되는 공정은?

  1. Bayer 공정
  2. Reppe 공정
  3. Solvay 공정
  4. Wacker 공정
(정답률: 알수없음)
  • 알루미나(Al2O3)의 제조에 이용되는 Bayer 공정은, 박막 코팅, 세라믹, 화학 산업 등 다양한 분야에서 사용되는 중요한 원료인 알루미나를 생산하는 공정입니다. 이 공정은 알루미늄 원석을 산화하여 알루미늄 수산화물을 만들고, 이를 염기성 용액에서 처리하여 알루미늄 수산화물을 분리하고 정제하는 과정을 거칩니다. 이렇게 얻어진 알루미늄 수산화물은 고온에서 소성하여 알루미나로 변환됩니다. 이러한 Bayer 공정은 알루미나 생산에 있어서 가장 일반적으로 사용되는 공정 중 하나입니다.
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4. 4-에틸-3-메틸헵테인(4-ethyl-3-methylheptane) 분자 1개당 수소 원자 개수는?

  1. 20
  2. 22
  3. 24
  4. 26
(정답률: 알수없음)
  • 4-에틸-3-메틸헵테인 분자는 11개의 탄소 원자와 24개의 수소 원자로 이루어져 있습니다. 이 분자에서 탄소 원자는 11개이므로, 수소 원자의 개수는 11개의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자의 수인 2개씩 곱한 22개가 됩니다. 따라서 정답은 "22"입니다.
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5. 고분자의 분자량을 측정하는 방법으로 옳지 않은 것은?

  1. 광산란법
  2. 점도측정법
  3. 적외선 분광법
  4. 겔 투과 크로마토그래피
(정답률: 알수없음)
  • 적외선 분광법은 고분자의 분자량을 측정하는 방법 중 하나이지만, 이 방법은 고분자의 구조나 화학적 성질을 파악하는 데에 더욱 유용하며, 분자량 측정에는 한계가 있기 때문에 옳지 않은 것입니다.
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6. 석유 유분에 함유된 메르캅탄(mercaptan)을 산화시켜 제거하는 정제법은?

  1. 알킬화
  2. 스위트닝
  3. 수소화 분해
  4. 수소화 정제
(정답률: 알수없음)
  • 석유 유분에 함유된 메르캅탄은 악취를 유발하므로 제거해야 합니다. 이를 위해 산화시켜 무해한 화합물로 변환하는 과정이 필요합니다. 이 과정에서 사용되는 화학물질 중 하나가 스위트닝입니다. 스위트닝은 메르캅탄을 산화시켜 무해한 화합물로 변환시키는 역할을 합니다. 따라서 스위트닝이 메르캅탄 제거에 사용되는 정제법 중 하나입니다.
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7. (S)-2-Butanol의 입체 구조로 옳은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "" 입니다.

    (S)-2-Butanol은 4개의 서로 다른 기질기가 결합한 분자이므로 입체적으로도 4개의 서로 다른 형태를 가질 수 있습니다. 그 중에서도 (S)-2-Butanol은 두 개의 카본 원자가 결합한 중심원자를 중심으로 한 시계 방향으로 나열되어 있으므로 (S) 구조를 가집니다. 따라서 ""가 옳은 구조입니다.
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8. 염산의 공업적 제조에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 염산의 공업적 제조에서 옳은 설명은 다음과 같습니다.

    ㄴ. 수소와 질소를 이용하여 아무런 촉매 없이 직접적으로 반응시켜 염소와 수산화나트륨을 생성하는 방법이 있습니다.

    이유: 염산의 공업적 제조에서 가장 일반적인 방법 중 하나는 수소와 질소를 이용하여 직접적으로 반응시켜 염소와 수산화나트륨을 생성하는 것입니다. 이 방법은 염소와 수산화나트륨을 생성하는 반응이 열반응이기 때문에 반응 열을 제어하기 위해 촉매를 사용하지 않아도 됩니다.

    ㄷ. 수산화나트륨과 염화수소를 반응시켜 염산을 생성하는 방법이 있습니다.

    이유: 염산의 공업적 제조에서 또 다른 방법은 수산화나트륨과 염화수소를 반응시켜 염산을 생성하는 것입니다. 이 방법은 염화수소와 수산화나트륨을 반응시켜 염산을 생성하는 중화반응입니다. 이 반응은 열반응이기 때문에 반응 열을 제어하기 위해 촉매를 사용합니다.
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9. 질산(HNO3)을 제조하는 오스트발트 공정(Ostwald process)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 암모니아(NH3)를 출발 물질로 사용한다.
  2. 공정의 첫 단계에서 이산화질소(NO2)가 생성된다.
  3. 공정을 구성하는 세 단계 모두 발열 반응이다.
  4. 공정 전체를 통해 N의 산화수는 증가한다.
(정답률: 알수없음)
  • "공정의 첫 단계에서 이산화질소(NO2)가 생성된다."가 옳지 않은 설명입니다.

    암모니아(NH3)를 출발 물질로 사용하는 오스트발트 공정에서는 먼저 암모니아와 산소(O2)가 반응하여 질산산(HNO3)과 물(H2O)이 생성됩니다. 이 과정에서는 NO2가 생성되지 않습니다.

    공정의 첫 단계에서는 NH3과 O2가 반응하여 NO와 물이 생성됩니다. 이후 NO와 O2가 반응하여 NO2가 생성되는데, 이는 공정의 두 번째 단계에서 일어납니다. 따라서 "공정의 첫 단계에서 이산화질소(NO2)가 생성된다."는 설명은 옳지 않습니다.

    공정을 구성하는 세 단계 모두 발열 반응이며, 공정 전체를 통해 N의 산화수는 증가합니다.
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10. 방향족 화합물로 옳은 것만을 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • 방향족 화합물의 특징은 공유결합으로 이루어진 탄소 고리를 가지고 있으며, 이 고리에는 특정한 수의 π전자가 존재합니다. 따라서, 방향족 화합물은 전자밀도가 높아 전하를 잘 전달하고, 반응성이 높습니다.

    이 문제에서는 방향족 화합물을 구분하는 방법 중 하나인 색소성을 이용하여 정답을 찾아야 합니다. 색소성이란, 화합물이 빛을 흡수하고 색을 나타내는 성질을 말합니다.

    ① 색소성을 가지고 있지 않으므로 오답입니다.
    ② 색소성을 가지고 있으므로 정답입니다.
    ③ 색소성을 가지고 있지 않으므로 오답입니다.
    ④ 색소성을 가지고 있으므로 정답입니다.

    따라서, 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ" 입니다.
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11. 희토류(rare earth) 원소로 옳은 것은?

  1. 리튬(Li)
  2. 백금(Pt)
  3. 바나듐(V)
  4. 네오디뮴(Nd)
(정답률: 알수없음)
  • 희토류 원소는 주로 자석, 전자기 장치, 화학 촉매 등 다양한 산업에서 사용되며, 그 중에서도 네오디뮴은 강력한 자석을 만드는 데 필수적인 원소로 인기가 많습니다. 네오디뮴 자석은 작은 크기에도 높은 자력을 가지고 있어서, 하드 디스크, 스피커, 전동 자동차 등 다양한 분야에서 사용됩니다. 따라서 네오디뮴은 희토류 원소 중에서 가장 중요한 원소 중 하나입니다.
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12. 화합물명과 화학식을 옳게 짝 지은 것은?

  1. ①
  2. ②
  3. ③
  4. ④
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 화합물의 화학식은 Na2SO4이다. 이 화학식에서 나트륨(Na) 원자가 2개, 황(S) 원자가 1개, 산소(O) 원자가 4개로 이루어져 있으므로, 화합물명은 나트륨 황산염이다. 따라서 정답은 "①"이다.
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13. 상업적 생산을 위해 라디칼 중합을 이용하는 고분자로 적절하지 않은 것은?

  1. 폴리에틸렌(polyethylene)
  2. 폴리스타이렌(polystyrene)
  3. 폴리프로필렌(polypropylene)
  4. 폴리염화비닐[poly(vinyl chloride)]
(정답률: 알수없음)
  • 폴리프로필렌은 라디칼 중합 시 생성되는 고분자 중 하나이지만, 그 구조상으로는 다른 고분자들과 달리 불규칙적인 결정구조를 가지고 있어서 열에 대한 안정성이 낮아서 상온에서도 변형이 일어날 수 있기 때문입니다. 따라서 폴리프로필렌은 고온에서 사용되는 제품에는 적합하지만, 상온에서 사용되는 제품에는 적합하지 않습니다.
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14. 다음 중 수소/탄소 원자수 비가 가장 큰 것은?

  1. 석탄
  2. 석유
  3. 가솔린
  4. 천연가스
(정답률: 알수없음)
  • 천연가스는 수소 원자수가 많고 탄소 원자수가 적어 수소/탄소 원자수 비가 가장 큽니다. 이는 천연가스가 주로 메탄으로 이루어져 있기 때문입니다. 반면, 석탄과 석유는 탄소 원자수가 많고 수소 원자수가 적어 비율이 작습니다. 가솔린은 석유에서 추출되는 연료로, 석유와 비슷한 성질을 가지고 있어 탄소/수소 원자수 비가 작습니다.
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15. 탄소수 5~9 범위의 탄화수소를 성분으로 가지며, 올레핀 제조에 사용되는 것은?

  1. 나프타
  2. 천연가스
  3. 합성가스
  4. 액화 석유가스
(정답률: 알수없음)
  • 올레핀은 탄소수 2개를 가지는 이성질체인 에틸렌과 프로필렌 등이 있습니다. 이러한 올레핀을 생산하기 위해서는 탄소수가 5~9 범위인 탄화수소가 필요합니다. 이 범위에 해당하는 화합물 중에서 가장 대표적인 것이 나프타입니다. 따라서 올레핀 제조에는 나프타가 사용됩니다.
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16. 효소에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 알수없음)
  • - 효소는 생명 활동에 필요한 화학 반응을 촉진시키는 단백질입니다. (O)
    - 효소는 화학 반응에 참여하지만 반응이 끝나면 변화하지 않고 다시 사용될 수 있습니다. (O)
    - 효소는 특정한 화학 반응에만 작용하며, 그 반응물과 반응조건에 따라 다양한 종류의 효소가 존재합니다. (O)
    - 효소는 화학 반응을 촉진시키는 역할을 하기 때문에, 반응물과 반응조건이 같다면 모든 효소가 동일한 효과를 발휘합니다. (X)
    - 효소는 특정한 화학 반응에만 작용하기 때문에, 반응물과 반응조건이 같아도 다른 종류의 효소는 다른 효과를 발휘합니다. (O)

    정답은 "ㄱ, ㄴ" 입니다. 효소는 생명 활동에 필요한 화학 반응을 촉진시키는 단백질이며, 특정한 화학 반응에만 작용하며, 그 반응물과 반응조건에 따라 다양한 종류의 효소가 존재합니다. 또한, 효소는 화학 반응을 촉진시키는 역할을 하기 때문에, 반응물과 반응조건이 같다고 해서 모든 효소가 동일한 효과를 발휘하는 것은 아닙니다. 따라서 "ㄱ, ㄴ"이 옳은 정답입니다.
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17. 비타민 C 생산의 대표적 원료로 옳은 것은?

  1. 락트산(lactic acid)
  2. 리보오스(ribose)
  3. 자일로오스(xylose)
  4. 글루코오스(glucose)
(정답률: 알수없음)
  • 글루코오스는 비타민 C 생산의 대표적인 원료로 선택됩니다. 이는 글루코오스가 비타민 C 생산에 필요한 과정 중 하나인 "글루코노-델타-락톤(glucono-delta-lactone)"의 전구체로 사용되기 때문입니다.
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18. 유지에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄹ
  4. ㄱ, ㄷ, ㄹ
(정답률: 알수없음)
  • - ㄱ: 유지는 물체가 가지고 있는 운동 상태를 유지하는 성질을 말한다. 이 때, 물체가 가지고 있는 운동 상태는 속도, 방향, 위치 등이 포함된다. 따라서, 유지는 운동 상태를 변화시키는 힘에 대한 반작용으로 작용하여 운동 상태를 유지시키는 성질이다.
    - ㄴ: 유지는 뉴턴의 제1법칙인 관성의 법칙과 밀접한 관련이 있다. 관성의 법칙은 물체가 가지고 있는 운동 상태를 유지하려면 외부에서 작용하는 힘이 없으면 그대로 정지하거나 등속운동을 계속한다는 것을 말한다. 따라서, 유지는 뉴턴의 제1법칙에 따라 물체가 가지고 있는 운동 상태를 유지하는 성질이다.
    - ㄹ: 유지는 운동 상태를 변화시키는 힘에 대한 반작용으로 작용하여 운동 상태를 유지시키는 성질이다. 이 때, 반작용의 크기는 원래 작용하는 힘의 크기와 같고, 반대 방향을 가진다는 것을 알 수 있다. 따라서, 유지는 작용-반작용의 법칙에 따라 작용하는 힘에 대한 반작용으로 작용하여 운동 상태를 유지시키는 성질이다.
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19. 중합반응에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 음이온 중합에서는 HCl이나 H2SO4와 같은 산을 개시제로 사용한다.
  2. 자유라디칼 중합에서는 과산화물을 라디칼 개시제로 사용할 수 있다.
  3. 축합중합에서는 작은 분자가 제거되면서 단량체들이 결합하여 고분자를 만든다.
  4. 서로 다른 종류의 단량체들을 혼합 중합하여 만든 고분자를 공중합체라 한다.
(정답률: 알수없음)
  • "음이온 중합에서는 HCl이나 H2SO4와 같은 산을 개시제로 사용한다."가 옳지 않은 설명이다. 음이온 중합에서는 개시제로서 알킬화제나 아릴화제와 같은 화학물질이 사용된다. 이러한 화학물질은 자유 라디칼을 생성하여 중합반응을 촉진시킨다.
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20. 연료전지에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 고체산화물 연료전지는 천연가스를 연료공급원으로 사용할 수 있다.
  2. 알칼리 연료전지가 작동할 때, 전해질에서 주된 전하 운반체는 알칼리 양이온이다.
  3. 작동 온도는 고체산화물 연료전지가 알칼리 연료전지보다 높다.
  4. 고출력(high power) 응용에는 고체산화물 연료전지가 알칼리 연료전지보다 적합하다.
(정답률: 알수없음)
  • "작동 온도는 고체산화물 연료전지가 알칼리 연료전지보다 높다."가 옳지 않은 설명입니다.

    알칼리 연료전지는 작동 온도가 낮아서 냉각 시스템이 필요하지 않고, 고체산화물 연료전지보다 더 높은 효율을 가지며, 더 많은 전력을 생산할 수 있습니다. 따라서 고출력 응용에도 적합합니다.

    알칼리 연료전지가 작동할 때, 전해질에서 주된 전하 운반체는 알칼리 양이온입니다. 이는 전해질에 있는 수소 이온보다 이온 전도도가 높기 때문입니다.
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