61. 다음 중 테레프탈산 합성을 위한 공업적 원료로 가장 거리가 먼 것은?
① p-자일렌
② 톨루엔
③ 벤젠
④ 무수프탈산
■Tere 어원 : (일직선으로) 통과하다. + 산(acid) = 테레 프탈 산
■테레프탈산의 원료로 가능한 물질
■테레프탈산의 의미성 (2치환된 벤젠화합물)
2개의 카르복시산을 이용하여(2개의 카보닐기), 다양한 화합물로 변화가능하다.
■테레프탈산의 용도
- 폴리에스테르의 원료
- 케블라 섬유의 반응물질 중 하나
※무수프탈산의 용도 : 생산의 95% 다이알킬프탈레이트 제조에 쓰인다.
62. 수평균 분자량이 100000인 어떤 고분자 시료 1g과 수평균 분자량이 200000인 같은 고분자 시료 2g을 서로 섞으면 혼합시료의 수평균 분자량은?
① 0.5×105 Ā
② 0.667×105
③ 1.5×105 Ā
④ 1.667×105
63. 삼산화황과 디메틸에테르를 반응시킬 때 주생성물은?
① (CH3)3SO3
② (CH3)2SO4
③ CH3-OSO3H
④ CH3-OS2-CH3
해설
64. 고분자전해질 연료전지에 대한 설명 중 틀린 것은?
① 전기화학 반응을 이용하여 전기에너지를 생산하는 전지이다.
② 전지전해질은 수소이온 전도성 고분자를 주로 사용한다.
③ 전극 촉매로는 백금과 백금계 합금이 주로 사용된다.
④ 방전 시 전기화학 반응을 시작하기 위해 전기 충전이 필요하다.
■연료전지 ~ 반응물이 외부에서 공급되는 전지로, 3차 전지라고 한다.
장점 : 용량이 단지 연료와 산화제의 양에 제한 받는다는 점이다.
■고분자전해질 연료전지의 반응식
■전극으로는 백금이 담지된 탄소전극을 사용하며, 수소이온이 이동할수 있는 고체 고분자 전해질Nafion이라는 고분자 전해질막을 사용한다.
■연료전지의 종류 : MCFC, SOFC, 알카리연료전지, PAFC, PEMFC
해설)
④ 방전 시 전기화학 반응을 시작하기 위해 전기 충전이 필요하다. (2차전지에 해당하는 내용)
☞ 방전이 진행됨에 따라 황산이 반응에 소모되고, 물이 생성되므로, 황산의 농도가 감소한다. 따라서 방전이 진행됨에 따라 전지의 작동전압이 서서히 감소한다.
TIP)
※ 2차전지와의 차이점
~ 전지 내에 들어 있는 물질의 화학반응에 의하여 전기 에너지를 얻는데 비해, 연료전지는 반응물질을 외부에서 공급받는다
65. 첨가축합에 의해 주로 생성되는 수지가 아닌 것은?
① 요소
② 페놀
③ 멜라민
④ 폴리에스테르
■고분자 구조에 따라 분류 :
단일중합 : 첨가, 축합, 개환 등
공중합
■메카니즘에 따른 분류
①단계반응중합(축합)
②사슬반응중합(첨가)
③이온배위중합반응
- 양이온성 중합반응
-음이온성 중합반응
-배위중합반응
④단계성장중합반응 :
어느 두 개의 종(단량체,다이머 등) 이 언제든지 반응하여 더 큰 분자를 형성할수 있는 반응을 뜻한다. 여기에도 첨가반응, 첨가중합 2가지가 있다.
⑤개환중합반응
★사슬 중합 vs 단계성장중합
|
|
사슬중합 |
단계성장중합 |
|
구조 |
사슬에 반복되는 단위가 추가 |
두가지형태로 존재하는 분자가 반응 |
|
단량체 농도 |
단량체농도는 꾸준히 감소 |
반응초기에 단량체가 사라진다. |
|
분자량 |
고분자는 한번에 형성, 고분자분자량은 변화 없음 |
반응을 통해 고분자 분자량은 계속 증가 |
|
예측 |
예측 불가 |
예측 가능한 분포 범위 내에서 존재 |
66. 황산 제조 시 원료로 FeS2나 금속 제련가스를 사용할 때 H2S를 사용하여 제거시키는 불순물에 해당하는 것은?
① Mn
② Al
③ Fe
④ As
해설)
원료에는 황화철광, 금속제련폐가스 황 석고 및 천연부생황화수소, 등이 있다.
현재는 주된 원료는 황과 황화물광이었지만,금속제련과 석유정제 시에 부생하는 폐가스가 주된 원료로 변하고 있다.
■황화철광(FeS2)이나 자연산황화철광 구리, 비소, 규소 함유하고 있다.(Cu,As,Si)
■금속제련 폐가스은 비철금속 Cu, Zn 및 Pb 등
67. LPG에 대한 설명 중 틀린 것은?
① C3, C4의 탄화수소가 주성분이다.
② 상온, 상압에서는 기체이다.
③ 그 자체로 매우 심한 독한 냄새가 난다.
④ 가압 또는 냉각시킴으로써 액화한다.
석유제품(Petroleum Products)
~ 원유를 증류하여 얻어진 제품이며, 나프타를 원료로 하여 석유화학공업에서 제조되는 석유화학제품과는 구별된다. 석유제품 중에서 가장 소비량이 많은 것이 연료유이고, 그 다음이 윤활유의 순이다.
1) 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas)
~ 프로판, 부탄, 프로필렌 등을 주성분으로 하는 상온, 15 이하의 가압에서 액화되는 가스
2) 가솔린
3) 제트연료
4) 등유
5) 경유
6) 중유
7) 윤활유
8) 납
9) 아스팔트
■LPG (Liguefied Petroleum Gas)
~무색,무취,무미나 누설이 이를 감지하도록 미량의 착취제(황화합물:머켑탄)를 첨가한다.
~압력을 가하면, 쉽게 액화가 용이하여, 부피가 매우 작아지므로, 수송과 저장이 용이하다.
~LPG는 기화하면 공기보다 무겁고, 액화하면 물보다 가볍다. 실내에 가스탐지기를 설치하는 경우, 공기보다 무거워므로, 바닥에 가깝게 설치해야 한다.
68. 커플링(coupling)은 어떤 반응을 의미하는가?
① 아조화합물의 생성반응
② 탄화수소의 합성반응
③ 안료의 착색반응
④ 에스테르의 축합반응
커플링
2종의 유기 화합물이 상이한 작용기 사이에서 축합반응을 일으켜, 새로운 공유결합을 생성하는 반응을 일반적으로 커플링 반응 또는 짝지음 반응이라 한다. 전형적인 예는 디아조 커플링. 또 같은 종의 화합물이 다른 종의 작용기 사이에서 반응하여 새로운 공유결합을 이루는 반응.
TIP) -N=N- : N의 커플
69. 다음의 인산칼슘 중 수용성 성질을 가지는 것은?
① 인산 1칼슘
② 인산 2칼슘
③ 인산 3칼슘
④ 인산 4칼슘
해설)
인은 동식물의 생존에 필수적인 원소이다. 인을 함유한 광물은 지구상에 폭넓게 분포되어 있으며, 로서 평균 0.23%정도로 존재
인산의 공업적 제조방법(제법)에는 인광석( )을 원료로 하여 처리방법에 따라 습식과 건식이 있다.
■인산의 성질 과 용도
인산( )은 무색, 무취, 투명한 점성이 있는 액체로서 농도가 높아지면 결정화하기 쉽다. 비휘발성이며 조해성이 있다.
인산은 염산,질산에 비하여 약산이지만, Fe,Al,Zn 등과 반응하여 수소를 발생시키고, 각각의 염을 생성한다. 이들 인산염은 물에 불용성이며 금속표면에 보호피막을 형성하는 경우가 많아 인산염방식 피막형성 처리제가로 이용된다.
인산칼슘은 인산석회라고도 한다. 인산이 삼염기산이기 때문에 인산수소칼슘, 인산이수소칼슘, 인산삼칼슘 등 3종이 알려져 있으나, 특히 인산삼칼슘을 가리킬 때가 많다.
★수용성 비료로 사용가능한 것은 인산1칼슘이다.
TIP) 칼슘 Ca + 인산 H3PO4에서 H가 하나씩 없어질때마다 인산1칼슘으로 풀어보자.
; 인산1칼슘
; 인산2칼슘
; 인산3칼슘
70. 중질유와 같이 끓는점이 높고, 고온에서 분해하기 쉬우며, 물과 섞이지 않는 경우에 적당한 증류 방법은?
① 수증기증류
② 가압증류
③ 공비증류
④ 추출증류
■증류
수증기증류
가압증류
공비증류
추출증류
71. 수산화나트륨을 제조하기 위해서 식염을 전기분해 할 때 격막법 보다 수은법을 사용하는 이유로 가장 타당한 것은?
① 저순도의 제품을 생산하지만 Cl2와 H2가 접촉해서 CHl이 되는 것을 막기 위해서
② 흑연, 다공철판 등과 같은 경제적으로 유리한 전극을 사용할 수 있기 때문에
③ 순도가 높으며 비교적 고농도의 NaOH를 얻을 수 있기 때문에
④ NaCl을 포함하여 대기오염 문제가 있지만 전해 시 전력이 훨씬 적게 소모되기 때문에
72. Sylvinite 중 NaCl의 함량은 약 몇 wt%인가?
① 40wt% ② 44wt%
③ 56wt% ④ 60wt%
■칼륨질 비료의 종류
①염화칼륨(KCl) ; 가장 많이 생산되는 칼륨염이며, 그 광물 종류에는 1) Sylvinite 2) Carnallite 가 있다.
②황산칼륨(K2SO4) : 황산칼륨이며, 광물에는 피크로메라이트, 시에나이트, 랑바이나이트 등을 이용한다.
실비나이트(KCl + NaCl)에서 NaCl의 함량은? (기본적인 원자량은 암기필수)
TIP) 어원: Syl (함께) 하는 Vi(생명을) 주는 Nite(돌) = KCl + NaCl
73. 접촉식 황산제조법에 대한 설명 중 틀린 것은?
① 일정온도에서 이산화황 산화반응의 평형전화율은 압력의 증가에 따라 증가한다.
② 일정압력에서 이산화황 산화반응의 평형전화율은 온도의 증가에 따라 증가한다.
③ 삼산화황을 흡수 시 진한 황산을 이용한다.
④ 이산화황 산화반응 시 산화바나듐(V2O5)을 촉매로 사용할 수 있다.
74. 염화수소 가스 42.3kg을 물 83kg에 흡수시켜 염산을 조제할 때 염산의 농도 백분율(wt)은? (단, 염화수소 가스는 전량 물에 흡수된 것으로 한다.)
① 13.76%
② 23.76%
③ 33.76%
④ 43.76%
75. 다음 중 암모니아 산화반응 시 촉매로 주로 쓰이는 것은?
① Nd-Mo ② Ra
③ Pt-Ph ④ Al2O3
■암모니아 산화법
암모니아를 산화하여 질산을 제조하는 방법 ; 오스트발트법이라고도 한다.
암모니아를 공기나 산소와 혼합하고 고온에서 촉매를 사용하여 반응시켜 일산화질소를 얻고, 냉각후 이것을 다시 산화하여 이산화질소로 만든다. 이산화질소를 물에 흡수시켜 질산을 제조한다.
(2) 암모니아 산화에 있어서 촉매의 기타의 영향
① 촉매
가. 백금, 백금에 로듐(Rh)이나 Pd를 첨가한 백금계 촉매를 일반적으로 사용
나. 촉매의 표준 조성은 Pt(90%) - Rh(10%), Pt(92.5%) - Rh(4%)- Pd(3.5%)
다. 열도전성이 크고, 단위 중량에 대한 표면적이 커야 함.
라. 촉매형상은 직경 0.02mm선으로 망을 떠서 사용
금속촉매에는 금속촉매, 금속산화물촉매, 고체산염기촉매로 분류한다.
금속촉매는 대부분이 d궤도 전자를 가지고 있으며, 이를 통해 자기 자신은 환원이며, 해당물질은 산화를 시키며, 금속표면에 쉽게 흡착이 가능하기 때문이다.
TIP) Pt,Pd,Cu : 무조건 ‘산화촉매’ 암기
76. 파장이 600nm인 빛의 수파수는?
① 3×1010Hz ② 3×1014Hz
③ 5×1010Hz ④ 5×1014Hz
77. 다음 중 유화중합 반응과 관계없는 것은?
① 비누(soap) 등을 유화제로 사용한다.
② 개시제는 수용액에 녹아있다.
③ 사슬이동으로 낮은 분자량의 고분자가 얻어진다.
④ 반응온도를 조절할 수 있다.
■유화중합(Emulsion poiymerization)
~ 단량체를 분산매에 유화분산(액체 중에서 이 액에 용해되지 않고, 미립자형태로 분산되어 있는 상태)시켜 중합시키는 방법이다. 유화중합은 스티렌, 염화비닐과 같이 물에 녹지 않은 비닐단량체를 중합시키는데 적합하다.
다시말해, 물에 기름성분이 균일하게 미세한 방울로 안정하게 분산되어 있는 형태
유화고분자의 제조는 스테아르산 나트륨 유화제를 주로 물에 미셀형태로 분산시킨다. 물에 난용성인 단량체는 비누와 같은 유화제로 물에 용해시켜 수용성의 개시제에 의해 중합시킨다. 이 반응은 미립자형태의 고분자가 제조된다.
TIP)
개시제 : 라디칼 생성이 필요한 유기화합물로 반응을 가속화시켜, 열분해보다 낮은온도에서 가능케하는 물질이다.
개시제의 수용성인 이유는 주목적인 라디칼생성보다는 기름층에 현탁되는 문제가 발생하기 때문에 확산을 통해 기름층으로 이동하게끔 한다.
유화제: 계면활성제의 역할
물(수용성) + 개시제(수용성)+ 단량체(지용성) + 유화제(계면) = 물속에 에멀젼상태의 고분자 제조
78. 석유화학에서 방향족 탄화수소의 정제방법 중 용제추출법이 있어서 추출용제가 갖추어야 할 요건 중 옳은 것은?
① 방향족 탄화수소에 대한 용해도가 낮을 것
② 추출용제와 원료유와의 비중차가 작을 것
③ 추출용제와 방향족 탄화수소와의 선택성이 높을 것
④ 추출용제와 추출해야 할 방향족 탄화수소의 비점차가 작을 것
■정제공정
~ 불순물을 제거하기 위한 조작
■종류
①산알카리 세정법
②용제추출법
③백토처리
④스위트닝
⑤수소화정제법
⑥메록스법
⑦황회수법
용제추출법 : 특수 용제를 사용하여 특정성분만 추출제거하는법
액체SO3 → 등/경유 혼합물로부터 방향족 탄화수소를 추출제거에 사용
퍼퓨랄 → 유분으로부터 나프텐,방향족,올레핀,착새물질 등을 추출하여 제거하는 용제로 주로 사용
TIP) 용해도가 크게, 비중차가 크게, 비점차는 크게해야 분리가 용이
79. 페놀수지에 대한 설명 중 틀린 것은?
① 열가소성 수지이다.
② 우수한 기계적 성질을 갖는다.
③ 전기적 절연성, 내약품성이 강하다.
④ 알칼리에 약한 결점이 있다.
80. 암모니아 소다법의 주된 단점에 해당하는 것은?
① 원료 및 중간과정에서의 물질을 재사용하는 것이 불가능하다.
② Na 변화율이 20% 미만으로 매우 낮다.
③ 염소의 회수가 어렵다.
④ 암모니아의 회수가 불가능하다.
'● 화공기사 공업화학' 카테고리의 다른 글
| 2018년 화공기사 4회차 공업화학 기출풀이(수정중) (0) | 2021.03.06 |
|---|---|
| 2019년 화공기사 1회차 공업화학 기출풀이(수정중) (0) | 2021.03.06 |
| 2019년 화공기사 4회차 공업화학 기출풀이(수정중) (0) | 2021.03.06 |
| ▶2020년 화공기사 4회차 공업화학 기출 풀이 (0) | 2021.03.04 |
| 2020년 화공기사 1~2회차 공업화학 기출풀이 (0) | 2021.03.04 |
댓글