2022년 위험물산업기사실기 3회 기출문제 정답·해설 페이지

①: o-크실렌, m-크실렌, p-크실렌

②: 세 이성질체 모두 C₆H₄(CH₃)₂ — 벤젠고리에 메틸기(-CH₃) 2개가 치환된 위치만 다름.
· o-크실렌: 메틸 2개가 ortho 위치(1,2번)
· m-크실렌: 메틸 2개가 meta 위치(1,3번)
· p-크실렌: 메틸 2개가 para 위치(1,4번)

[해설]

크실렌(자일렌)은 벤젠고리에 메틸기(-CH₃) 2개가 붙은 C₆H₄(CH₃)₂다. 메틸기끼리의 상대 위치에 따라 세 가지 위치 이성질체로 나뉜다.

• o-크실렌(오르토) — 메틸기가 바로 이웃한 탄소(1,2-위치)에 붙는다.
• m-크실렌(메타) — 메틸기가 탄소 하나를 건너 1,3-위치에 붙는다.
• p-크실렌(파라) — 메틸기가 서로 마주 보는 1,4-위치에 붙는다.

구조식은 벤젠 육각형을 그리고 해당 위치에 -CH₃ 두 개를 표시하면 된다. 외우는 요령: o→m→p 순서로 두 메틸기 사이가 멀어진다.

② → ① → ④ → ③
(이황화탄소 → 초산에틸 → 클로로벤젠 → 글리세린)

[해설]

인화점 순서는 제4류 위험물의 품명 구분(특수인화물 → 제1석유류 → 제2석유류 → 제3석유류)과 그대로 맞물린다.

• 이황화탄소 — 특수인화물, 인화점 약 -30℃로 가장 낮다.
• 초산에틸 — 제1석유류, 인화점 약 -4℃이다.
• 클로로벤젠 — 제2석유류, 인화점 약 27℃이다.
• 글리세린 — 제3석유류, 인화점 약 160℃로 가장 높다.

외우는 요령: 품명 자체가 인화점 구간(제1석유류 21℃ 미만, 제2석유류 21℃ 이상 70℃ 미만, 제3석유류 70℃ 이상 200℃ 미만)으로 정의되므로 품명만 알면 순서가 나온다.

※ 2024.7.30 시행령 개정으로 제5류 위험물 지정수량은 품명별 체계(구 200kg 등)가 폐지되고, 위험성시험에 따라 제1종 10kg·제2종 100kg으로 분류됩니다.

[해설]

담황색 결정, 분자량 227, 폭약 원료, 물에 녹지 않고 알코올·벤젠·아세톤에 녹는다는 특징은 트리니트로톨루엔(TNT)과 일치한다. 화학식은 C₆H₂CH₃(NO₂)₃이다.

현행 위험물안전관리법 시행령 별표 1에서는 제5류 지정수량을 품명별로 정하지 않는다. 위험성 시험 결과에 따라 제1종 10kg, 제2종 100kg으로 구분한다.

TNT는 톨루엔에 질산을 반응시키는 니트로화 반응으로 만들며, 진한 황산은 촉매·탈수제 역할을 한다.
C₆H₅CH₃ + 3HNO₃ → C₆H₂CH₃(NO₂)₃ + 3H₂O

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 17의 소화설비 적응성은 소화 원리(물=냉각, 가스=질식)와 대상물의 성질에 따라 갈린다.

• 옥내·옥외소화전설비는 물줄기로 냉각하므로 건축물, 제1류 그 밖의 것, 인화성고체, 제2류 그 밖의 것, 제3류 그 밖의 것, 제5류, 제6류에 적응성이 있다.
• 물분무소화설비는 소화전 대상에 더해 전기설비와 제4류에도 적응성이 있다(미세한 물방울이라 감전 위험이 낮고 질식·유화 효과가 있음).
• 불활성가스·할로젠화합물 소화설비는 질식·억제 소화라 전기설비, 인화성고체, 제4류에만 적응성이 있다.

혼동 주의: 알칼리금속과산화물, 철분·금속분·마그네슘, 금수성물품은 물과 반응하므로 물 계통 설비가 모두 적응성이 없다.

①: (C₂H₅)₃Al + 3H₂O → Al(OH)₃ + 3C₂H₆
②: $\frac{228}{114} \times 3 \times 22.4 = 134.4$ → 134.4L

[해설]

트리에틸알루미늄은 물과 격렬히 반응해 수산화알루미늄과 가연성 가스 에탄(C₂H₆)을 낸다.
(C₂H₅)₃Al + 3H₂O → Al(OH)₃ + 3C₂H₆

분자량 = (12×2 + 1×5)×3 + 27 = 114
몰수 = 228 ÷ 114 = 2mol
에탄 = 2 × 3 = 6mol
부피 = 6 × 22.4 = 134.4L

혼동 주의: 트리에틸알루미늄과 에탄의 계수비 1 : 3을 빠뜨리면 44.8L로 틀리기 쉽다.

①: $\frac{2,000}{50\times10}$ = 4 소요단위

②: $\frac{1,500}{75}$ = 20 소요단위

③: $\frac{1,500}{100}$ = 15 소요단위

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 17에서 위험물은 지정수량의 10배를, 건축물은 연면적을 1소요단위의 기준으로 삼는다.

다이에틸에터는 특수인화물로 지정수량이 50L이다.
2,000 ÷ (50 × 10) = 4소요단위

외벽이 내화구조가 아닌 저장소는 연면적 75m²가 1소요단위이다.
1,500 ÷ 75 = 20소요단위

외벽이 내화구조인 제조소는 연면적 100m²가 1소요단위이다.
1,500 ÷ 100 = 15소요단위

혼동 주의: 제조소·취급소는 내화 100m²·비내화 50m²이고, 저장소는 내화 150m²·비내화 75m²로 1.5배 넓다.

①: CH₃COCH₃
②: HCOOH
③: C₆H₂OH(NO₂)₃
④: CH₃COOC₂H₅
⑤: C₆H₅NH₂

[해설]

시성식은 분자식 안에서 성질을 결정하는 작용기를 드러내어 쓴 식이다.

• 아세톤은 케톤기(-CO-) 양쪽에 메틸기가 붙어 CH₃COCH₃이다.
• 의산은 가장 간단한 카복실산으로, 수소에 카복실기(-COOH)가 붙어 HCOOH이다.
• 트라이나이트로페놀은 페놀(-OH)에 나이트로기(-NO₂) 3개가 붙어 C₆H₂OH(NO₂)₃이다.
• 초산에틸은 아세트산과 에탄올로 만든 에스터(-COO-)라서 CH₃COOC₂H₅이다.
• 아닐린은 벤젠에 아미노기(-NH₂)가 붙어 C₆H₅NH₂이다.

혼동 주의: 피크르산(페놀+나이트로기 3개)과 TNT(톨루엔+나이트로기 3개)는 -OH와 -CH₃만 다르다.

[해설]

위험물안전관리법령에서 탱크 용량은 내용적 − 공간용적이고, 공간용적은 내용적의 5/100 이상 10/100 이하로 잡는다. 최대용량을 구하려면 공간용적을 가장 작은 5%로 보고 내용적에 0.95를 곱한다.

양쪽이 볼록한 가로형 원통탱크의 내용적은 경판 길이의 1/3만 원통 길이에 더해 구한다.
V = πr²(l + (l₁+l₂)/3)

최대용량 = π × 2² × (5 + (1.5+1.5)/3) × 0.95
= 24π × 0.95 ≈ 71.628 m³
= 71,628.312 L (1 m³ = 1,000 L)

①: 2K + 2H₂O → 2KOH + H₂
②: 해당 없음
③: 4K + 3CO₂ → 2K₂CO₃ + C

[해설]

칼륨은 제3류 금수성 물질로, 물·이산화탄소와는 반응하지만 석유류와는 반응하지 않아 경유·등유를 보호액으로 쓴다.

물과는 수산화칼륨과 가연성 수소를 내며 격렬히 반응한다.
2K + 2H₂O → 2KOH + H₂

경유와는 반응하지 않으므로 '해당 없음'이다.

이산화탄소와는 탄산칼륨과 탄소를 만들며 반응한다.
4K + 3CO₂ → 2K₂CO₃ + C

그래서 칼륨 화재에는 CO₂ 소화기를 쓸 수 없고 마른모래·탄산수소염류 분말로 소화한다.

①: 2Na + 2C₂H₅OH → 2C₂H₅ONa + H₂

②: 생성 기체는 수소, 연소범위 4~75vol%이므로
위험도 = $\dfrac{75-4}{4}=17.75$ → 17.75

[해설]

나트륨은 에탄올의 -OH 수소와 치환되어 나트륨에틸레이트(C₂H₅ONa)와 수소를 만든다.
2Na + 2C₂H₅OH → 2C₂H₅ONa + H₂

위험도는 연소범위 폭을 하한으로 나눈 값이며, 수소의 연소범위는 4~75vol%다.
H = (상한 − 하한) ÷ 하한
H = (75 − 4) ÷ 4 = 17.75

혼동 주의: 나트륨이 물과 반응해도 수소가 나오지만, 이때 함께 생기는 물질은 수산화나트륨(NaOH)이다.

①: 2NH₄NO₃ → 2N₂ + O₂ + 4H₂O
②: $V = \frac{2 \times 0.082 \times 573}{0.9} = 104.413$ → 104.41L

[해설]

질산암모늄은 가열·충격을 받으면 질소·산소·수증기로 분해하며, 생성 기체의 부피는 이상기체 상태방정식으로 구한다.

분해반응식은 다음과 같다.
2NH₄NO₃ → 2N₂ + O₂ + 4H₂O

질산암모늄 2mol에서 H₂O 4mol이 생기므로 1mol이 분해하면 H₂O는 2mol이다.
V = nRT / P
V = 2 × 0.082 × (300 + 273) / 0.9
V ≈ 104.41L

혼동 주의: 온도는 반드시 절대온도(573K)로 바꿔 넣고, 300℃에서는 물도 기체이므로 부피 계산에 그대로 포함한다.

①: 알칼리금속의 과산화물

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 19의 운반 적재방법에 따르면 차광성 피복 대상과 방수성 피복 대상이 따로 정해져 있다.

• 차광성 피복 대상은 제1류, 제3류 중 자연발화성 물질, 제4류 중 특수인화물, 제5류, 제6류이다.
• 방수성 피복 대상은 제1류 중 알칼리금속의 과산화물, 제2류 중 철분·금속분·마그네슘, 제3류 중 금수성 물질이다.

두 목록에 모두 드는 것은 알칼리금속의 과산화물뿐이다. 이 물질은 제1류라서 빛을 막아야 하고, 물과 반응해 산소를 내므로 방수 피복도 해야 한다.

혼동 주의: 특수인화물·제5류·제6류는 차광성만, 금속분은 방수성만 필요하다. 인화성 고체는 어느 쪽 대상도 아니다.

[해설]

위험물안전관리에 관한 세부기준은 인근 건축물 높이 H가 pD²+a 이하이면 담 높이를 h = 2m로, 초과하면 h = H − p(D² − d²)로 정한다.

판정값 = pD² + a
= 0.15 × 10² + 30
= 45m

H = 40m 는 판정값 45m 이하여서 인근 건축물이 연소위험범위 밖에 있으므로 담 높이는 2m 이상이다.

혼동 주의: 계산식으로 구한 h가 2m 미만이어도 담 높이는 최소 2m로 한다.

①: 과산화수소
②: H₂O₂
③: 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂
④: 해당 없음

[해설]

분자량 34이고 표백·살균 작용을 하는 제6류(산화성액체)는 과산화수소(H₂O₂)다. 위험물안전관리법 시행령 별표 1에 따라 농도 36중량퍼센트 이상인 것만 위험물로 본다.

빛·열에 의해 물과 산소로 분해하므로 갈색병에 담고 구멍 뚫린 마개로 가스를 뺀다.
2H₂O₂ → 2H₂O + O₂

제조소 게시판 주의사항(물기엄금·화기주의·화기엄금)은 제1류~제5류 일부에만 정해져 있어 제6류는 해당 없음이다.

혼동 주의: 운반용기 외부에는 제6류도 '가연물 접촉주의'를 표시한다.

①: 메틸에틸케톤, 알루미늄분
②: 2CH₃COC₂H₅ + 11O₂ → 8CO₂ + 8H₂O 혹은 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

[해설]

제1류(질산나트륨·염소산암모늄)와 제6류(과산화수소)는 산화성 물질이다. 스스로는 타지 않고 다른 물질의 연소를 돕는다(불연성·조연성).

• 메틸에틸케톤 — 제4류 제1석유류 인화성 액체로, 타면 CO₂와 H₂O가 된다.
• 알루미늄분 — 제2류 가연성 고체(금속분)로, 타면 산화알루미늄(Al₂O₃)이 된다.

반응식은 둘 중 하나만 쓰면 된다.
2CH₃COC₂H₅ + 11O₂ → 8CO₂ + 8H₂O
4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

①: 공기
②: 제6류
③: 제4류
④: 제5류
⑤~⑦: 철분, 금속분, 마그네슘
⑧: 제6류
⑨: 제4류

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙 별표 18의 유별 저장·취급 공통기준과, 유별이 다른 위험물을 함께 저장할 수 있는 예외 규정에서 나온다.

• 자연발화성 물질은 공기와 닿기만 해도 발화하므로 공기와의 접촉을 피한다.
• 제6류(산화성 액체)는 가연물의 연소를 돕고 분해하면 산소를 내므로 가연물과 분해를 촉진하는 물품을 멀리한다.
• 제4류(인화성 액체)는 증기에 불이 붙는 것이 위험하므로 화기를 피하고 증기를 함부로 발생시키지 않는다.
• 제5류(자기반응성 물질)는 분자 안에 산소를 가지고 있어 과열·충격·마찰만으로도 폭발할 수 있다.
• 철분·금속분·마그네슘은 물이나 산과 반응해 수소를 내므로 물·산과의 접촉을 피한다.
• 1m 이상 간격을 두면 제1류는 제6류와, 인화성 고체는 제4류와 함께 저장할 수 있다.

혼동 주의: 제1류와 제6류는 모두 산화성이라 기준 문구가 비슷하지만, 제1류에는 충격·마찰 금지가 더 붙는다.

①, ⑤

[해설]

제2석유류는 등유·경유 그 밖에 1기압에서 인화점이 21℃ 이상 70℃ 미만인 것이다(① 옳음).

② 중유·크레오소트유는 제3석유류의 예시이고,
③ 인화점 70℃ 이상 200℃ 미만은 제3석유류,
④ 200℃ 이상 250℃ 미만은 제4석유류의 정의다.

⑤ 도료류 등에서 가연성 액체량이 40중량퍼센트 이하이면서 인화점 40℃ 이상인 동시에 연소점 60℃ 이상인 것은 제2석유류에서 제외한다(옳음).

①: 안전관리자
②: 위험물운반자
③: 위험물운송자
④: 탱크시험자

[해설]

위험물안전관리법 시행규칙의 안전교육 과정은 강습교육 시간만 봐도 대상자를 구분할 수 있다.

• 안전관리자 — 강습교육이 가장 긴 24시간이고, 실무교육은 8시간 이내다.
• 위험물운반자 — 강습교육 8시간이고, 실무교육은 유일하게 4시간이다.
• 위험물운송자 — 강습교육 16시간이고, 실무교육은 8시간 이내다.
• 탱크시험자 — 사람이 아니라 등록 업체라서 실무교육 대상을 '탱크시험자의 기술인력'으로 표기한다.

외우는 요령: 강습교육 시간은 안전관리자 24 > 운송자 16 > 운반자 8 순이다.

[해설]

분자량이 78이고 수소를 첨가하면 시클로헥산이 되는 방향족 액체는 벤젠(C₆H₆)이다. 벤젠은 제4류 제1석유류(비수용성)로 위험등급 II에 해당한다.

• 위험물안전카드 — 제4류는 특수인화물과 제1석유류를 운송할 때 카드를 휴대해야 하므로, 벤젠도 휴대 대상이다.
• 운전자 2명 — 장거리 운송(고속국도 340km 이상, 그 밖의 도로 200km 이상)이라도 제4류(특수인화물 제외)는 2명 배치 예외에 해당한다.

혼동 주의: 같은 제4류라도 다이에틸에터 같은 특수인화물은 장거리 운송 시 운전자가 2명 이상이어야 한다.

[해설]

제조소의 안전거리는 위험물안전관리법 시행규칙 별표 4에서 보호대상물의 중요도에 따라 정한다.

• 주택 — 주거용 건축물은 10m 이상이다.
• 학교·극장·병원 — 많은 사람이 모이는 시설이라 30m 이상으로 강화된다.
• 지정문화재 — 한 번 잃으면 복구할 수 없어 50m 이상으로 가장 멀다.
• 고압가스 시설 — 폭발이 연쇄될 수 있어 20m 이상이다.
• 고압가공전선 — 사용전압 35,000V 초과 전선은 수평거리 5m 이상이다.

혼동 주의: 가공전선은 7,000V 초과 35,000V 이하면 3m 이상이다. 외울 때는 가공전선부터 멀어지는 순서로 3·5 → 10 → 20 → 30 → 50m를 떠올린다.