[9급 지방직 공업화학] 12년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

A 단량체가 길게 이어진 구간 뒤에 B 단량체가 길게 이어진 구간이 붙어 있으므로 블록(block) 공중합체이다.
블록 공중합체는 같은 단량체끼리 연속된 사슬 구간(블록)이 주쇄를 따라 차례로 연결된 구조이다.
교대 공중합체: A와 B가 하나씩 번갈아 배열되는 구조(ABABAB)라 긴 연속 구간이 없다.
무질서 공중합체: A와 B가 불규칙하게 섞여 배열되어 규칙적인 블록이 나타나지 않는다.
접목 공중합체: 한 단량체로 된 주쇄에 다른 단량체의 사슬이 곁가지로 붙은 구조로, 일직선 주쇄 안에 두 구간이 이어진 형태가 아니다.

인산 1,176 g을 얻으려면 양론계수는 m = 3, n = 18이다.
오산화인의 수화 반응은 $\mathrm{P_4O_{10}+6H_2O\rightarrow 4H_3PO_4}$이다.
인산의 몰질량: $3(1)+31+4(16)=98\ \mathrm{g/mol}$
인산의 몰수: $\dfrac{1176}{98}=12\ \mathrm{mol}$
12 mol은 기본 반응식의 3배이므로 $\mathrm{3P_4O_{10}+18H_2O\rightarrow 12H_3PO_4}$가 되어 m = 3, n = 18이다.
m = 6, n = 24: 인산 24 mol(2,352 g)이 되어 목표량의 2배이고, 물 24 mol의 수소 48개로는 인산 24 mol의 수소 72개를 채울 수 없다.
m = 3, n = 12: 수소 24개로는 인산 12 mol의 수소 36개를 채울 수 없다.
m = 2, n = 8: 인산 8 mol(784 g)만 생성되고 수소 수지도 맞지 않는다.

전극 반응에서는 전위와 전류를 동시에 독립적으로 조절할 수 없다 — 둘 중 하나를 정하면 다른 하나는 전극 반응에 의해 결정된다.
정전위법은 전위를 고정하고 전류를 측정하며, 정전류법은 전류를 고정하고 전위를 측정한다. 전류(반응속도)와 전위는 서로 종속된 관계이다.
전극의 전위는 전극 내 전자의 에너지 준위를 나타내므로 옳은 특징이다.
전자 이동은 전극과 용액의 계면에서 일어나므로 전기화학반응은 전극 표면에서만 진행된다.
전극전위를 바꾸면 활성화 에너지가 변하므로 반응속도를 전위로 조절할 수 있다.

지구 온난화에 가장 큰 영향을 미치는 물질은 이산화탄소이다.
분자당 온실 효과는 다른 기체가 더 클 수 있으나, 화석연료 연소로 배출되는 양이 압도적으로 많아 전체 기여도가 가장 크다.
사염화탄소: 오존층 파괴 물질로 주로 다뤄지며 배출량이 적다.
질소산화물: 산성비·광화학 스모그의 원인 물질이다.
메탄가스: 분자당 온난화 효과는 크지만 배출량이 적어 전체 기여도는 이산화탄소보다 작다.

중질유를 경질유로 바꾸는 방법은 수소화 분해이다.
수소화 분해는 수소 존재하에서 촉매로 무거운 탄화수소의 C–C 결합을 끊어 분자량이 작은 가솔린·등유·경유 유분으로 전환한다.
알킬화: 작은 분자(이소뷰테인과 올레핀)를 결합시켜 고옥탄가 가솔린을 만드는 공정이다.
개질: 나프타의 분자 구조를 방향족 등으로 바꿔 옥탄가를 높이는 공정이다.
이성화: 직쇄 파라핀을 가지 달린 이성질체로 바꾸는 공정으로 분자량 변화가 없다.

자유 라디칼 첨가에서 비대칭 알켄에 HBr을 첨가하면 역-Markovnikov 생성물이 얻어지므로 Markovnikov 화합물이 생성된다는 설명이 옳지 않다.
과산화물 존재하에서 생긴 Br 라디칼이 먼저 첨가되어 더 안정한 탄소 라디칼이 생기는 쪽, 즉 수소가 적은 탄소에 Br이 결합한다(과산화물 효과).
과산화물이 라디칼 개시제 역할을 하므로 과산화물 존재하에 수행한다.
라디칼 첨가는 카보양이온을 거치는 친전자 첨가와 메커니즘이 다르다.
라디칼 연쇄반응은 개시·전파·종결의 3단계로 진행된다.

프로필렌에서 공업적으로 직접 생산하지 않는 것은 크로톤 알데히드이다.
크로톤 알데히드는 아세트알데히드 두 분자의 알돌 축합 후 탈수로 만든다.
페놀: 프로필렌과 벤젠으로 큐멘을 만든 뒤 산화·분해하는 큐멘법으로 생산한다.
프로필렌 옥사이드: 프로필렌의 에폭시화(클로로히드린법·과산화물법)로 생산한다.
아크롤레인: 프로필렌을 촉매 산화하여 생산한다.

담체를 사용하지 않는 고정화 방법은 가교법이다.
가교법은 글루타르알데히드 같은 다작용성 시약으로 효소 분자끼리 결합시켜 불용화하므로 별도의 담체가 필요 없다.
공유결합법: 담체의 작용기와 효소를 공유결합으로 연결한다.
물리적 흡착법: 활성탄·실리카 등 담체 표면에 효소를 흡착시킨다.
이온결합법: 이온교환수지 같은 담체에 효소를 정전기적으로 결합시킨다.

알데히드는 $\mathrm{^1H}$ NMR에서 9~10 ppm에 알데히드 수소 피크가 나타나 케톤과 구별된다.
알데히드 수소는 카보닐 탄소에 직접 붙어 있어 강하게 탈차폐되지만, 케톤에는 이 수소가 없다.
케톤 300 ppm 피크: 수소 NMR의 측정 범위를 벗어난 값이다.
케톤 3~4 ppm 피크: 카보닐 α-수소는 대략 2 ppm 부근이며 구별 근거가 되지 않는다.
파수($cm^{-1})$ 단위 C–H 피크: 적외선(IR) 분광법의 내용이므로 NMR 설명이 아니다.

요오드가는 유지에 흡수되는 할로겐의 양을 요오드로 환산하여 시료에 대한 백분율로 나타낸 값이다.
할로겐은 지방산의 이중결합에 첨가되므로 요오드가가 클수록 불포화도가 높다.
유리산 중화에 필요한 KOH의 mg 수: 산가의 정의이다.
완전 비누화에 필요한 KOH의 mg 수: 비누화가의 정의이다.
로단의 흡수량을 요오드로 환산한 값: 로단가의 정의이다.

무기질비료의 주성분으로 적합한 것은 황산암모늄, 염화칼륨, 인산이수소칼슘, 요소이다.
비료의 3요소는 질소·인산·칼륨이며, 황산암모늄과 요소는 질소질, 인산이수소칼슘(과인산석회의 주성분)은 인산질, 염화칼륨은 칼리질 비료의 주성분이다.
탄산마그네슘: 3요소를 공급하지 않으며 물에 잘 녹지 않아 비료의 주성분으로 쓰지 않는다.
염화수소(염산): 강산으로 작물과 토양에 해롭고 비료 성분을 공급하지 않는다.

부타디엔으로부터 합성되어 합성고무 원료로 쓰이는 물질은 클로로프렌이다.
부타디엔을 염소화하고 탈염화수소하면 클로로프렌이 얻어지며, 이를 중합한 것이 네오프렌(클로로프렌 고무)이다.
에틸렌 글리콜: 에틸렌 옥사이드의 수화로 만들며 폴리에스터 원료이다.
에틸렌 카보네이트: 에틸렌 옥사이드와 이산화탄소로 만든다.
아크릴 아미드: 아크릴로니트릴의 수화로 만들며 폴리아크릴아미드 원료이다.

불포화지방산은 불포화도가 클수록 녹는점이 낮아진다.
시스 이중결합이 사슬을 굽혀 분자 간 조밀한 배열을 방해하므로 분자 간 인력이 약해진다.
포화지방산은 탄소수가 늘수록 분산력이 커져 녹는점이 높아진다.
사슬에 이중결합이 하나 이상 있으면 불포화지방산이다.
불포화지방산은 같은 탄소수의 포화지방산보다 녹는점이 낮다.

보메도는 액체의 비중을 나타내는 척도이다.
보메 비중계로 측정하며, 황산·염산 등 산 용액의 농도 관리에 관용적으로 쓰인다.
비열: 단위 질량을 1도 올리는 데 필요한 열량으로 보메도와 무관하다.
증기압: 압력 단위로 나타내는 성질이다.
끓는점: 온도로 나타내는 성질이다.

음이온 중합이 가장 쉬운 단량체는 아크릴로니트릴($\mathrm{CH_2{=}CHCN}$)이다.
음이온 중합은 성장 말단의 탄소 음이온을 안정화하는 전자 끄는 기가 있을 때 유리하며, 나이트릴기가 이 역할을 한다.
에틸렌: 치환기가 없어 탄소 음이온을 안정화하지 못한다.
프로필렌: 메틸기는 전자 주는 기라 음이온을 불안정하게 한다.
이소뷰틸렌: 메틸기 두 개가 전자를 주어 양이온 중합에 유리하다.

열경화성 플라스틱의 대표적인 성형법은 압축성형이다.
열경화성 수지는 가열하면 가교되어 다시 녹지 않으므로, 금형 안에 재료를 넣고 가열·가압하여 경화시키는 압축성형이 적합하다.
압출성형: 용융된 열가소성 수지를 연속적으로 밀어내는 방법이다.
취입성형: 용융된 열가소성 수지 튜브에 공기를 불어넣어 병 등을 만드는 방법이다.
단조: 금속을 두드려 성형하는 금속 가공법이다.

감압증류탑은 상압증류탑에 비해 트레이 간격이 작은 것이 아니라 크다.
감압 상태에서는 증기의 비체적이 매우 커져 증기 유속이 빨라지므로, 비말 동반을 줄이고 압력 손실을 낮추려고 탑경과 트레이 간격을 크게 한다.
상압 잔사유의 고비점 유분을 열분해 없이 회수하려는 목적이다.
감압증류 유분은 윤활기유의 원료로 쓰인다.
압력을 낮추면 유분의 비점이 낮아져 낮은 온도에서 증류할 수 있다.

접촉식 황산 제조 공정은 배소로 → 세척탑 → 건조탑 → 촉매전화기 → 흡수탑 순서이다.
황철석 등 황함유 광물을 배소로에서 태워 $\mathrm{SO_2}$를 만들고, 세척탑에서 분진·불순물(촉매독)을 제거한 뒤 건조탑에서 진한 황산으로 수분을 없앤다.
정제된 가스는 촉매전화기에서 바나디아 촉매로 $\mathrm{2SO_2 + O_2 \rightarrow 2SO_3}$로 산화되고, 흡수탑에서 약 98% 진한 황산에 흡수되어 황산이 된다.
촉매전화기로 시작하는 순서: 원료 광물에서 $\mathrm{SO_2}$를 먼저 만드는 배소 단계가 빠져 성립하지 않는다.
세척탑으로 시작해 흡수탑 뒤에 촉매전화기를 두는 순서: 배소 전에는 세척할 가스가 없고, $\mathrm{SO_3}$로 전화하기 전에는 흡수할 수 없다.
배소로 다음에 촉매전화기를 두는 순서: 정제·건조 전에 촉매에 넣으면 불순물과 수분으로 촉매가 피독된다.

포름알데히드는 요소수지 원료로 쓰인다.
요소와 포름알데히드의 축합 중합으로 요소수지가 얻어지며, 페놀수지·멜라민수지에도 원료로 쓰인다.
메탄올 합성: 오히려 메탄올을 산화·탈수소하여 포름알데히드를 만든다.
에피클로로히드린 원료: 프로필렌에서 염화알릴을 거쳐 만든다.
프레온 원료: 염화메탄류를 불화수소로 불소화하여 만든다.

이차원 전기영동법은 등전점과 분자량을 기준으로 단백질을 분리한다.
1차원에서는 등전점 전기영동으로 등전점에 따라 분리하고, 2차원에서는 SDS-PAGE로 분자량에 따라 분리한다.
단백질 밀도: 밀도는 초원심분리의 기준이지 전기영동의 분리 기준이 아니다.
단백질 양: 양은 점의 진하기에 반영될 뿐 분리 위치를 정하지 않는다.