19년 1회차

방전만 가능하고 충전해 재사용할 수 없는 1차 전지로만 묶인 것은 망간 전지와 수은-아연 전지이다.

망간 전지(르클랑셰 전지)와 수은 전지는 모두 일회용 건전지이며, 충전이 가능한 전지는 2차 전지로 분류한다.

• 알칼리 전지는 1차 전지이지만 니켈-카드뮴 전지는 충전식 2차 전지이다.
• 산화은 전지는 1차 전지이지만 나트륨-황 전지는 고온에서 작동하는 2차 전지이다.
• 납축전지는 대표적인 2차 전지이므로 1차 전지만으로 이루어진 묶음이 아니다.

탄소 사슬에 이중결합이 없는 포화지방산으로만 묶인 것은 카프릴산, 라우르산, 팔미트산이다.

카프릴산($\mathrm{C_8}$), 라우르산($\mathrm{C_{12}}$), 팔미트산($\mathrm{C_{16}}$)은 모두 이중결합이 없는 포화산이다. 이름에 "올레"·"리놀"이 들어간 산은 불포화지방산이다.

• 부티르산·라우르산은 포화지방산이지만 올레산은 이중결합 1개를 가진 불포화지방산이다.
• 카프로산·미리스트산은 포화지방산이지만 팔미트올레산은 이중결합 1개를 가진 불포화지방산이다.
• 카프르산·팔미트산은 포화지방산이지만 리놀렌산은 이중결합 3개를 가진 불포화지방산이다.

DNA에서 뉴클레오타이드를 연결하는 것은 질산이 아니라 인산이므로 질산이 연결한다는 설명이 옳지 않다.

DNA 골격은 당(데옥시리보스)과 인산이 포스포다이에스터 결합으로 번갈아 이어진 구조이고, 염기는 당에 붙어 안쪽을 향한다.

• 염기의 상보적 결합(A-T, G-C)은 수소결합으로 이루어진다.
• 두 가닥이 상보적 염기쌍으로 맞물려 이중 나선 구조를 이룬다.
• DNA는 유전정보를 담고 있는 생체 고분자(핵산)이다.

물속에 단량체를 교반으로 분산시켜 알맹이(비드) 모양 고분자를 얻는 방법은 현탁중합이다.

단량체 방울 하나하나가 작은 괴상중합처럼 반응하고, 둘러싼 물이 열을 흡수하므로 중합열 제어가 쉽다.

• 괴상중합: 용매·분산매 없이 단량체만 중합하므로 순도는 높지만 중합열 제거가 어렵다.
• 유화중합: 유화제(계면활성제)가 만든 미셀 안에서 중합되어 알맹이가 아니라 미세 입자의 라텍스가 얻어진다.
• 용액중합: 용매에 녹여 중합하므로 열 제어는 쉽지만 생성물이 용액 상태이고 용매 제거가 필요하다.

프로핀의 산·수은염 촉매 수화로 얻어지는 주생성물은 propanone(아세톤)이다.

물은 마르코프니코프 규칙에 따라 치환기가 많은 안쪽 탄소에 OH가 붙어 엔올이 먼저 생기고, 이 엔올이 곧바로 케토-엔올 토토머화로 더 안정한 케톤이 된다.

$\mathrm{HC{\equiv}CCH_3 + H_2O \rightarrow CH_2{=}C(OH)CH_3 \rightarrow CH_3COCH_3}$

• propenal: 알데하이드인 아크롤레인으로, 말단 알카인의 수화가 마르코프니코프 방향으로 일어나므로 생기지 않는다.
• propan-2-ol: 케톤이 환원되어야 얻어지는 알코올로, 수화 반응만으로는 생기지 않는다.
• propen-2-ol: 반응 중간체인 엔올로, 불안정해 케톤으로 토토머화되므로 주생성물이 아니다.

중간체는 아릴다이아조늄 염화물(다이아조늄염)이다.

방향족 1차 아민은 저온에서 아질산나트륨과 염산(아질산)에 의해 다이아조화되어 다이아조늄염이 되고, 이를 염화구리(I)로 처리하면 질소 기체가 빠지며 Cl로 치환되는 샌드마이어 반응이 일어난다.

• 페녹사이드 나트륨염: 페놀을 염기로 처리할 때 생기는 화학종으로, 아민의 다이아조화와 무관하다.
• 나이트로 화합물: 아닐린을 만들기 위한 전 단계 물질(나이트로화 후 환원)이지 아민에서 생기는 중간체가 아니다.
• 아렌(Ar−H): 다이아조늄염을 하이포아인산으로 환원했을 때 얻는 최종 생성물이다.

2-브로모-2,3-다이메틸뷰테인의 HBr 제거반응 주생성물은 치환기가 가장 많은 알켄인 2,3-다이메틸-2-뷰텐이다.

제거반응에서는 자이체프 규칙에 따라 더 많이 치환된(열역학적으로 안정한) 이중결합이 주로 생긴다. C2의 Br과 C3의 H가 빠지면 사치환 알켄이 생성된다.

• 2,3-다이메틸뷰테인은 이중결합이 없는 알케인이므로 제거반응 생성물이 아니다.
• 2,3-다이메틸-1-뷰텐은 C1의 H가 빠진 이치환 알켄으로 부생성물이다.
• 2-메틸-2-뷰텐은 탄소가 5개로 출발물질(탄소 6개)과 탄소수가 맞지 않는다.

탄화칼슘과 물의 반응으로 생기는 기체 A는 아세틸렌이며, 아세틸렌은 수산화나트륨과 중화반응을 하지 않으므로 이 설명이 옳지 않다.

$\mathrm{CaC_2 + 2H_2O \rightarrow C_2H_2 + Ca(OH)_2}$

아세틸렌의 말단 수소는 산성이 매우 약해 수산화 이온으로는 떼어낼 수 없고, 소듐아마이드 같은 훨씬 강한 염기가 필요하다.

• 삼중결합 탄소가 sp 혼성이므로 분자구조는 선형이다.
• 삼중결합을 가진 불포화탄화수소(알카인)이다.
• 삼중결합에 브롬이 첨가되어 브롬화 생성물을 만든다.

큐멘법의 주생성물은 페놀이다.

벤젠과 프로필렌의 알킬화로 큐멘을 만들고, 공기 산화로 큐멘하이드로퍼옥사이드를 얻은 뒤 산 촉매로 분해하면 페놀과 아세톤이 함께 생긴다.

• 톨루엔: 개질유·열분해 가솔린 등에서 얻는 방향족으로, 큐멘 산화 분해로는 생기지 않는다.
• 비스페놀 A: 큐멘법에서 얻은 페놀 2분자와 아세톤을 다시 축합시켜 만드는 후속 제품이다.
• 에탄올: 에틸렌 수화나 발효로 얻으며 큐멘법과 무관하다.

천연가스 분리는 흡수탑 → 증류탑 → 탈에탄탑 → 가솔린 분리기 순서로 진행된다.

먼저 흡수탑에서 흡수유가 프로페인 이상의 무거운 성분을 흡수하고, 증류탑에서 흡수유와 흡수된 탄화수소를 분리해 흡수유는 재순환시킨다. 회수된 탄화수소에서 탈에탄탑이 가벼운 에테인을 제거한 뒤, 마지막으로 가솔린 분리기에서 LPG와 천연가솔린을 나눈다.

• 탈에탄탑을 증류탑보다 앞에 두는 순서: 흡수유에서 탄화수소를 먼저 회수해야 에테인 제거가 가능하므로 맞지 않다.
• 가솔린 분리기를 맨 앞에 두는 순서: 가솔린 분리는 경질 성분을 모두 걷어낸 뒤의 최종 단계이므로 맞지 않다.

열가소성 수지는 일반적으로 선형 구조이며, 용매에 쉽게 녹지 않는 경우도 있다는 설명이 옳다.

열가소성 수지는 가열하면 연화·용융되는 선형(또는 가지) 고분자이고, 열경화성 수지는 3차원 가교 구조를 이루어 다시 가열해도 녹지 않는다.

• 열경화성 수지는 가교결합 때문에 용매에도 녹지 않고 열에도 용융되지 않는다.
• 폴리스타이렌은 열경화성이 아니라 열가소성 수지이다.
• 에폭시 수지는 열가소성이 아니라 열경화성 수지이다.

4차 구조는 사슬이 여러 번 접힌 구조가 아니라 여러 개의 폴리펩타이드 사슬(소단위체)이 모여 이룬 구조이므로 이 설명이 옳지 않다.

예를 들어 헤모글로빈은 4개의 소단위체가 결합한 4차 구조를 가진다. 한 사슬이 접혀 이루는 입체 구조는 3차 구조에 해당한다.

• 1차 구조는 아미노산의 배열 순서이다.
• 2차 구조는 수소결합으로 생기는 국소적 모양으로 α-나선, β-병풍 구조가 있다.
• 3차 구조는 사슬 내 멀리 떨어진 아미노산들 사이의 공간적 관계(전체 접힘)이다.

펄프를 물속에서 기계적으로 두드리고 갈아 섬유를 해리·피브릴화하는 공정은 비팅(고해)이다.

비팅을 거치면 섬유가 잘게 갈라지고 팽윤되어 섬유 간 결합이 좋아지므로 종이 품질이 균일해진다.

• 초지는 지료를 망 위에 펼쳐 탈수·압착·건조해 종이를 뜨는 공정이다.
• 충전은 백토·탄산칼슘 같은 충전제를 넣어 불투명도와 평활도를 높이는 공정이다.
• 사이징은 로진 등의 사이즈제를 넣어 잉크 번짐을 막는(내수성 부여) 공정이다.

프로필렌·암모니아·산소를 촉매 위에서 반응시키면 아크릴로나이트릴이 생긴다.

이 반응은 암모산화(SOHIO법)로, 프로필렌의 메틸기가 암모니아·산소와 반응해 나이트릴기(−CN)로 바뀌고 물이 부생한다.

$\mathrm{CH_2{=}CHCH_3 + NH_3 + \dfrac{3}{2}O_2 \rightarrow CH_2{=}CHCN + 3H_2O}$

• 아크릴산: 암모니아 없이 프로필렌을 산화할 때 얻는 카복실산이다.
• 아크롤레인: 프로필렌을 산화할 때 생기는 알데하이드로, 질소가 들어가지 않는다.
• 아크릴아마이드: 아크릴로나이트릴을 다시 수화해 얻는 후속 제품이다.

이소부틸렌과 에틸렌의 불균화 반응은 대표적인 이소프렌 합성법이 아니므로 옳지 않은 설명이다.

이소프렌(2-메틸-1,3-뷰타다이엔)은 탄소 5개의 다이엔으로, 공업적으로는 아래 경로로 합성된다.

• 이소부틸렌과 포름알데하이드를 반응(프린스 반응)시킨 뒤 분해하여 이소프렌을 얻는다.
• 이소펜텐(이소아밀렌)을 탈수소하면 이소프렌이 된다.
• 아세톤과 아세틸렌을 축합해 얻은 알코올을 수소화·탈수하여 이소프렌을 얻는다.

가성소다 수용액의 농도는 수은법 > 이온교환막법 > 격막법 순으로 높다.

수은법은 아말감을 물로 분해해 염이 거의 없는 고농도 가성소다를 직접 얻는다. 이온교환막법은 양이온만 통과시켜 비교적 진한 용액을 얻지만, 격막법은 음극액에 소금이 섞인 묽은 용액이 나와 농축이 필요하다.

• 격막법을 가장 높은 농도로 둔 순서는 격막법이 가장 묽다는 점과 맞지 않는다.
• 수은법 다음에 격막법을 둔 순서는 이온교환막법이 격막법보다 진하다는 점과 맞지 않는다.

산과 염기 모두와 반응하는 화합물은 양쪽성 산화물인 산화알루미늄($\mathrm{Al_2O_3}$)이다.

$\mathrm{Al_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2AlCl_3 + 3H_2O}$
$\mathrm{Al_2O_3 + 2NaOH + 3H_2O \rightarrow 2Na[Al(OH)_4]}$

알루미늄처럼 금속과 비금속의 경계에 있는 원소의 산화물은 산·염기 성질을 모두 보인다.

• 십산화사인($\mathrm{P_4O_{10}}$)은 산성 산화물로 염기와만 반응한다.
• 이산화규소($\mathrm{SiO_2}$)는 산성 산화물로 염기와 반응한다(플루오린화수소산 같은 특수한 경우 제외).
• 산화마그네슘($\mathrm{MgO}$)은 염기성 산화물로 산과만 반응한다.

$\mathrm{C_{60}}$ 풀러렌은 화학 반응이 가능하므로 다른 물질과 반응하지 않는다는 설명이 옳지 않다.

$\mathrm{C_{60}}$은 곡면 때문에 결합에 변형이 있어 전자를 잘 받아들이고, 첨가반응(수소화·할로젠화 등)이나 알칼리 금속과의 반응으로 다양한 유도체를 만든다.

• 풀러렌은 $\mathrm{C_{60}}$이 대표적이며 $\mathrm{C_{70}}$, $\mathrm{C_{84}}$ 등 더 큰 분자도 존재한다.
• $\mathrm{C_{60}}$은 5원환 12개와 6원환 20개로 이루어진 축구공 모양의 다면체 분자이다.
• 풀러렌은 탄소만으로 이루어져 다이아몬드·흑연과 동소체 관계이다.

고도화성비료는 질소·인산·칼리 성분 합계가 30% 이상인 비료이므로 30% 미만이라는 설명이 옳지 않다.

복합비료 중 세 성분 합계가 30% 미만이면 저도화성비료, 30% 이상이면 고도화성비료로 구분한다.

• 복합비료는 필요한 성분을 함께 공급하므로 비료 효과가 크다.
• 황안·요소·과인산석회·염화칼륨 등을 화학 반응 없이 단순 혼합한 것을 배합비료라 한다.
• 질소, 인산, 칼리 세 요소 중 두 성분 이상을 포함한 비료를 복합비료라 한다.

음이온 개시제에 대한 반응성은 스타이렌 < 메타크릴산 메틸 < 아크릴로나이트릴 < 에틸 α-사이아노아크릴레이트 순으로 커진다.

음이온 중합에서는 이중결합에 붙은 치환기가 전자를 강하게 끌어당길수록 생성된 탄소 음이온이 안정화되어 반응성이 커진다.

• 스타이렌: 페닐기의 공명 안정화만 있어 전자끌개 효과가 가장 약하다.
• 메타크릴산 메틸: 에스터기가 전자를 끌지만 메틸기의 전자 주개 효과로 일부 상쇄된다.
• 아크릴로나이트릴: 강한 전자끌개인 나이트릴기가 있어 반응성이 크다.
• 에틸 α-사이아노아크릴레이트: 나이트릴기와 에스터기가 한 탄소에 함께 붙어 물 같은 약한 염기로도 중합될 만큼 반응성이 가장 크다(순간접착제).