61. 다음 중 축합(condensation)중합반응으로 형성되는 고분자로서 알코올기와 이소시안산기의 결합으로 만들어진 것은?
① 폴리에틸렌(polyethylene)
② 폴리우레탄(polyurethane)
③ 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methylmethacrylate))
④ 폴리아세트산비닐(poly(vinyl acetate))
TIP) -OH 와 OCN기 가 결합하는 것을 찾거나, 보기에서 N이 있는 것을 찾으면 우레탄(-OCON-) 밖에 없다. 즉 우레탄의 구조를 알아야 푸는 문제
62. 다음은 각 환원반응과 표준환원전위이다. 이것으로부터 예측한 다음의 현상 중 옳은 것은?
① 철은 공기 중에 노출 시 부식되지만 아연은 공기 중에서 부식되지 않는다.
② 철은 공기 중에 노출 시 부식되지만 주석은 공기 중에서 부식되지 않는다.
③ 주석과 아연이 접촉 시에 주석이 우선적으로 부식된다.
④ 철과 아연이 접촉 시에 아연이 우선적으로 부식된다.
63. 오산화바나듐(V2O5) 촉매하에 나프탈렌을 공기 중 400℃에서 산화시켰을 때 생성물은?
① 프탈산 무수물
② 초산 무수물
③ 말레산 무수물
④ 푸마르산 무수물
64. 접촉식 황산제조에서 SO3 흡수탑에 사용하기에 적합한 황산의 농도와 그 이유를 바르게 나열한 것은?
① 76.5%, 황산 중 수증기 분압이 가장 낮음
② 76.5%, 황산 중 수증기 분압이 가장 높음
③ 98.3%, 황산 중 수증기 분압이 가장 낮음
④ 98.3%, 황산 중 수증기 분압이 가장 높음
■흡수공정 : →
~ 전화공정에 생성된 가스를 흡수탑에서 흡수시켜 발연황산과 진한황산을 만든다. 이때 가스 중에 수분이 많거나 흡수액으로 물이나 묽은 황산을 사용하면, 가스는 황산미스트로 되어, 잘 흡수되지 않으므로 가스에 수분을 적게 하거나, 진한황산에 흡수시키는 것이 좋다.
황산은 농도 98.3%에서 증기압이 최저이며, 탈수력이 있어서 미스트를 파괴하므로 실제 흡수공정에서는 를 98% 황산에 흡수시켜 발연황산 이나 100%황산을 만들고, 이것을 묽은황산이나 물로 농도를 조절한다.
65. 다음 중 전도성 고분자가 아닌 것은?
① 폴리아닐린
② 폴리피롤
③ 폴리실록산
④ 폴리티오펜
■전도성 고분자
~ 전도성 고분자는 고분자의 본래 특성인 가볍고 가공이 쉬운 장점을 유지한 채 전기를 통하는 플라스틱이다.
TIP) 전자를 가진 방향족 화합물이다. 파이 전자를 통해 전자가 이동(전류가 이동) 하는 성질 → 파이 전자를 가진(P 오비탈) 가진 화합물 → 이중결합성 물질이거나, 방향족 화합물 그리고, 질소를 포함한 고리화합물에서 P궤도 파이전자가 방향족성에 참여하지 않은 화합물이다.(→방향족화합물의 안정도)
다시 말해, 아닐린, 피롤, 티오펜,실록산 등이 기본적인 구조를 알아야 할 것.
답 3
66. 암모니아 합성용 수성가스(water gas)의 주성분은?
① H2O, CO
② CO2, H2O
③ CO, H2
④ H2O, N2
67. 수은법에 의한 NaOH 제조에 있어서 아말감 중의 Na 의 함유량이 많아지면 어떤 결과를 가져오는가?
① 유동성이 유동성이 좋아진다.
② 아말감의 분해속도가 느려진다.
③ 전해질 내에서 수소가스가 발생한다.
④ 불순물의 혼입이 많아진다.
68. 다음 중 옥탄가가 가장 낮은 것은?
① 2-Methyl heptane
② 1-Pentene
③ Toluene
④ Cyclohexane
옥탄가가 높을수록 가지가 많고, 복잡한 분자구조, 방향족화합물 일수록 고온에 잘 견딘다.
옥탄가가 낮을수록 선형인 분자구조이다.
69. 다음 중 CFC-113 에 해당되는 것은?
① CFCl3
② CFCl2CF2Cl
③ CF3CHCl2
④ CHClF2
■CFC 명명법 풀이
•CFC - A B C ( 세자릿 수 )
탄소 수소 불소
탄소수 = X - 1 = A
수소 = Y + 1 = B
불소수 = Z = C
C의 개수에 따라 나머지수는 Cl의 수
EX) CFC - 113
탄소수 = 2 - 1 = 1
수소 = 0 + 1 = 1
불소수 = 3
C2F3 탄소의 결합을 확인 한후, 나머지는 염소 Cl : 3
최종 분자식은 C2F3Cl3
EX) CFC - 12 → 012
탄소수 = 1 -1 = 0
수소수= 0 +1 = 1
불소수= 2
탄소는 1개이므로 나머지 염소 수는 2개가 된다.
최종분자식은 CF2Cl2
70. 암모니아 합성장치 중 고온전환로에 사용되는 재료로서 뜨임 취성의 경향이 적은 것은?
① 18-8 스테인리스강
② Cr-Mo강
③ 탄소강
④ Cr-Ni강
■합금의 종류 : 구리합금, 비스무트합금, 기타금속합금
■기타금속합금
1) 강(STEEL) : 철-탄소의 합금으로, 상당한 양의 다른 합금원소를 포함하고 있다. 탄소의 농도에 따라 저,중,고탄소강으로 분류된다.
물리적 성질 : 탄소량의 증가에 따라 비중,열팽창계수, 열전도도,온도계수는 감소하나, 비열,전기저항,항자력은 증가한다.
2) 스테인리스강 : 철의 최대 결점인 내식성의 부족을 개선할 목적으로 만들어진 내식용 강의 총칭이다.
18-8 스테인리스강 : Cr 18 % Ni 8%를 철에 가해서 만든 스테인리스강으로 내식재료로 널리 사용
■뜨임(강의 열처리)&취성(부서지기쉬운정도) : 250 ~ 300ºC 온도에서 뜨임하면 충격치가 최대로 감소하는 현상
뜨임의 목적 : 고체금속을 적당한 온도로 가열한후, 적당한 속도로 냉각시켜서 그 기계적인 성질을 향상 및 개선하는 조작, 경도는 다소 작아지나, 인성을 증가시켜 강인한 조직으로 만드는 열처리과정
담금질 목적 : 강을 고온을 통해 경도와 강도를 증가시키는 조작
풀이 )
(Fe)-Cr : 스테인리스강은 아니며, 고Cr함량인 경우 스테인리스강으로 분류한다.
(Fe)-Cr-Ni : more 내식성
(Fe)-Cr-Mo : more 내열성
71. 아세틸렌에 무엇을 작용시키면 염화비닐이 생성되는가?
① HCl
② Cl2
③ HOCl
④ NaCl
풀이)
산으로 작용하는 것을 찾으면 된다.
72. 용액중합반응의 일반적인 특징을 옳게 설명한 것은?
① 유화제로는 계면활성제를 사용한다.
② 온도조절이 용이하다.
③ 높은 순도의 고분자물질을 얻을 수 있다.
④ 물을 안정제로 사용한다.
■용액중합(Solution poiymerization) →
~ 단량체를 용매에 녹여, 개시제를 가하여 행하는 중합법이다. 이때 사용하는 용매는 단량체와 중합체를 모두 용해하는 것과 단량체만 용해시키는 것을 사용한다. 전자의 경우를 균일계 용액중합, 후자의 경우를 불균일계 용액중합이 용이하고, 균일하게 반응을 진행시킬수 있다는 이점이 있으나, 고중합도 중합체를 얻기가 힘들고 반응속도가 느린 단점이 있다.
★단량체 + 용매 + 개시제 → Polymerization → Ploymer + solvent
장점
반응온도 조절이 용이
제조된 고분자용액을 직접 이용할수 있다
단점
용제의 제거가 필요하고, 용제로 라디칼의 연쇄이동 때문에 분자량이 작다
용도
PVA, PP, 비닐계 도료
73. 분자량 1.0×104g/mol 인 고분자 100g 과 분자량 2.5×104g/mol 인 고분자 50g, 그리고 분자량 1.0×105g/mol 인 고분자 50g 이 혼합되어 있다. 이 고분자 물질의 수평균 분자량은?
① 16000
② 28500
③ 36250
④ 57000
74. 수(水)처리와 관련된 보기의 설명 중 옳은 것으로만 나열한 것은?
① ①, ②, ③
② ②, ③, ④
③ ①, ③, ④
④ ①, ②, ④
75. 석유화학공정에서 열분해와 비교한 접촉분해(catalytic cracking)에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
① 분지지방족 C3 ~ C6 파라핀계 탄화수소가 많다.
② 방향족 탄화수소가 적다.
③ 코크스, 타르의 석출이 적다.
④ 디올레핀의 생성이 적다.
■전화공정 : 열분해법 vs 접촉분해
1. 열분해법 ~ 열분해시의 에틸렌의 생성이 많고, 올레핀유가 거의 절반이 생겨나고, C1~C4의 포화 불포화 탄화수소가 많다. 열분해반응은 라디칼 분해반응이므로, 이성화,고리화,방향족화 반응은 거의 일어나지 않아 고옥탄가 가솔린 제조에는 별로 적용하지 않는다.
2. 접촉분해법
~ 고옥탄가 가솔린을 얻기 위한 접촉분해
①원료 : 경유~ 상압증류 잔유의 진공증류물이 사용된다.
②접촉분해 촉매 : 제올라이트 : 역할 : 루이스산 과 브뢴스테드산을 가지고 있다.
③접촉분해공정의 종류 : 이동식 , 고정상식, 유동식
TIP) 열분해 : 탄화수소가 잘라지는 공정
접촉분해 : 잘라진 탄화수소를 다양하게 변화시켜 붙이는 공정(고리화,이성질화 등)
76. 20% HNO3용액 1000kg을 55% 용액으로 농축하였다. 증발된 수분의 양은 얼마인가?
① 550kg
② 800kg
③ 334kg
④ 636kg
77. 다음 중 염산의 생산과 가장 거리가 먼 것은?
① 직접합성법
② NaCl의 황산분해법
③ 칠레초석의 황산분해법
④ 부생염산 회수법
3. 염산의 제조
1)직접 염산(순수염산제조)
① 합성염산법 → : 특징 :자외선, 라디칼, 발열반응
가. 와 로부터 생성반응 (일종의 연쇄반응)
라디칼반응 → 활성적인 연쇄반응 → 폭발적인 연소반응 → 연소반응진행을 억제 하기 위한 조업 → 공급가스양 과 가스압을 조절, 연소탑의 외부로 물로 냉각
공급가스양 조절은 의 과량주입하고, 의 양을 줄여야 한다 (WHY? 염소라디칼분자가 생성하므로)
- 내열, 내염소성의 석영유리 또는 합성수지 함침 불침투 흑연재료로 만든 반응기 사용하여 자외선 차단
- 원료의 몰비를 1:1 보다 약 10% 수소과잉상태로 반응시켜 폭발방지, 미반응 를 남기지 않는다.
- 불활성가스로 희석하거나 반응완화 촉매를 사용
나. 가스의 흡수
② 농염산의 증류법(STRIP법)
- 합성염산을 불침투성 흑연충전탑에 넣고, 1.5 의 압력하에서 가열 증류한다. 탑상부에 나오는 70~80 ℃를 -15℃까지 냉동시켜 수분을 제거하여 순수 을 만든다.
③ 건조흡탈착법(흡착법)
- 희박한 가스나 불순물이 혼합된 가스를 황산염 와 인산염 )을 담체와 혼합하여 만든 입상물을 흡수탑에 내장시키고, 여기에 을 흡착시켜 순수 을 얻는다.
2) 부생염산
① 탄화수소(에틸렌)의 염소화
② 톨루엔다이이소시아네이트(TDI), 메틸렌다이이소시아네이트(MDI)제조시
- TDI는 폴리우레탄의 제조에 전량 사용
- 톨루엔디아민(TDA) 2,4- TDI + (35%)
③ 에피클로로히드린 제조시
- 에피클로로히드린은 글리시딜에테르 제조에 주로 사용되며, 이것은 비스페놀A와 반응하여, 에폭시수지제조에 사용된다.
- + + Epichlorohydrin
④ 의 황산분해법(르블랑법)
⑤ 하그리브스법(Hargreaves)
- 소금을 을 넣어 분해
78. 순수 염화수소(HCl) 가스의 제법 중 흡착법에서 흡착제로 이용되지 않는 것은?
① MgCl2
② CuSO4
③ PbSO4
④ Fe3(PO4)2
주촉매의 분류에는 전이금속,전이금속산화물,전형금속산화물,금속황화물, 금속염등으로 나눌수 있다.
②③④은 금속산화물 형태로 수소화, 수소첨가분해, 개질, FT합성, 암모니아 합성, 산화 등에 촉매작용을 보인다.
그러나, 알카리금속의 촉매들은 쉽게 이온상태로 변화기에 주촉매보다는 조촉매로서 사용된다.
특히 d궤도 전자를 가진 전이금속은 각 분자에 대해 흡착 특성을 달리한다.
Fe,Co,Ni, 백금족 (Ru,Rh,Pd,Os,Ir,Pt)의 8족 금속 및 Cu는 수소분자를 해리하여 활성화하며 수소화에 활성을 보인다.
TIP) 촉매는 끼리끼리 비슷한 성질을 가진다.
79. Na2CO3·10H2O 중에는 H2O 를 몇 % 함유하는가?
① 48%
② 55%
③ 63%
④ 76%
80. 다음 화합물 중 산성이 가장 강한 것은?
① C6H5SO3H
② C6H5OH
③ C6H5COOH
④ CH3CH2COOH
■산성이 강한 것을 판별하는 법
수소이온이 쉽게 떨어져 나가는 화합물을 찾으면 된다.
또는 강한 산성은 그의 짝염기는 약한 염기이다. 약염기는 안정한 음이온 형태이다.
먼저, ③ vs ④의 비교
벤질(페닐)기 > 알킬기 이다. 왜냐하면, 벤젠고리의 전자가 더 풍부하다. (약염기의 안정화 : ③>④) ③이 더 강산이 된다.
그 다음, ①②③은 벤젠고리에 치환된 술폰기, 알코올기, 카르복실기 형태이다.
치환기의 성질에 따라(전자를 잡아당기는 치환기)일수록, 음이온의 안정화 시킬수 있다.
TIP)
S가 전기음성도가 크며, 원자반지름도 크다. 음이온의 SIZE가 크면 결합이 약화되고, 더욱 산성을 가지게 된다.
즉, S만 있는 ①번을 답을 체크한다.
또는 치환기가 구조가 넓게 퍼져 있으면, 음이온의 SIZE가 용매에 의해 쉽게 안정화되기 쉬우므로, 짝염기는 안정한 약염기가 된다 → 더욱 강산이 된다.
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