9급 화공 공업화학 기출문제 해설

총 100문항 · 문제·정답·해설·개념 무료 학습

이 회차는 100문항입니다. 자료를 읽고 푸는 문항이 27문항입니다. 풀이가 붙은 문항이 100문항입니다.

• 1

  용액 중의 금속 이온을 환원제로 환원시켜 물체 표면에 도금하는 방법은?

  1. 1. 전착(electrodeposition)
  2. 2. 전기도금(electroplating)
  3. 3. 무전해 도금(electroless plating)
  4. 4. 전기이동 코팅(electrophoretic coating)

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 전착은 전기를 걸어 이온을 전극 표면에 쌓는 방법을 널리 이르는 말이다. 전류가 있어야 하므로 환원제로 입히는 방법과는 다르며 옳지 않다.
  2. 전기도금은 겉에서 전류를 흘려 음극에 금속을 입힌다. 전원과 전극이 있어야 하므로 환원제가 그 일을 맡는 방법과는 다르며 옳지 않다.
  3. 무전해 도금은 전원 없이 용액에 녹인 환원제가 금속 이온에 전자를 내주어 표면에 금속층을 만든다. 전기가 통하지 않는 플라스틱에도 입힐 수 있으므로 옳다(정답).
  4. 전기이동 코팅은 전기장에서 대전된 도료 알갱이가 옮겨 붙는 방법이다. 금속 이온을 환원시키는 것이 아니라 도료를 입히는 것이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 도금 공정을 크게 나눈 표를 펼쳐 전류를 쓰는 쪽과 쓰지 않는 쪽으로 칸을 갈랐다. 전착이라는 말이 전류를 쓰는 칸 전체를 아우르는 넓은 이름인 것을 확인하고 그 칸에 묶음 표시를 했다.
  2. 甲은 공장에서 수조에 걸린 전선과 정류기를 보았다. 전류가 끊기면 도금이 멈춘다는 설명을 듣고 전원 장치가 공정도의 어느 자리에 들어가는지 화살표로 표시해 두었다. 도금 갈래를 가르는 첫 물음이 전류의 유무라는 것도 함께 남겼다.
  3. 甲은 플라스틱 손잡이에 금속 빛이 도는 제품을 받아 들었다. 전기가 안 통하는 바탕에 어떻게 금속을 입혔는지 묻고, 용액 속 환원제가 그 일을 한다는 답을 수첩에 받아 적었다.
  4. 甲은 자동차 차체를 도료 수조에 담가 전기를 거는 공정을 보았다. 옮겨 붙는 것이 금속이 아니라 도료 알갱이라는 설명을 듣고 도금 공정 표에서 이 줄을 따로 떼어 아래에 적었다.

  무전해 도금은 전기를 걸지 않고 용액 속 환원제가 금속 이온을 환원시켜 표면에 입힌다.

• 2

  계면활성제의 용도로 적절하지 않은 것은?

  1. 1. 가교제
  2. 2. 분산제
  3. 3. 습윤제
  4. 4. 유화제

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 가교제는 고분자 사슬과 사슬 사이에 다리를 놓아 그물처럼 묶는 물질이다. 경계면의 성질을 바꾸는 일과는 하는 일이 다르므로 적절하지 않다(정답).
  2. 분산제는 가루가 뭉치지 않고 액체에 고루 퍼지게 한다. 알갱이 겉면에 붙어 서로 밀어내게 하는 일이라 계면활성제가 맡는 자리이므로 용도로 적절하다.
  3. 습윤제는 액체가 고체 표면에 잘 퍼지게 해 접촉각을 낮춘다. 표면장력을 낮추는 일이라 계면활성제의 대표적 쓰임이므로 용도로 적절하다.
  4. 유화제는 섞이지 않는 물과 기름을 잘게 흩어 한 덩이로 만든다. 두 액체의 경계에 끼어드는 일이라 계면활성제의 본래 쓰임이므로 용도로 적절하다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 고무를 단단하게 만드는 공정에서 황을 넣는 것을 보았다. 사슬끼리 다리를 놓아 그물을 만드는 물질이라는 설명을 듣고 비눗물 쪽 자료와는 다른 칸에 갈라 적어 두었다.
  2. 甲은 페인트 통을 오래 세워 두면 바닥에 가루가 가라앉는 것을 보았다. 알갱이를 고루 띄워 두는 성분이 따로 들어간다는 설명을 듣고 그 성분 이름을 통 옆에 적어 붙였다.
  3. 甲은 왁스 칠한 판에 물을 떨어뜨려 동그랗게 맺히는 것을 보았다. 세제를 한 방울 섞자 물이 판 위로 넓게 퍼지는 것을 확인하고 두 경우의 모양을 나란히 그려 두었다. 통 옆에 분산제라는 이름표를 새로 붙여 두었다.
  4. 甲은 기름과 식초를 병에 담아 흔들었다가 곧 두 층으로 갈리는 것을 보았다. 달걀노른자를 조금 넣고 다시 흔드니 뿌옇게 섞인 채 유지되는 것을 확인하고 두 병을 견주었다.

  계면활성제는 물과 기름 사이 경계에 붙어 일한다. 가교제는 고분자 사슬을 이어 묶는 것이다.

• 3

  알루미나(Al2O3)의 제조에 이용되는 공정은?

  1. 1. Bayer 공정
  2. 2. Reppe 공정
  3. 3. Solvay 공정
  4. 4. Wacker 공정

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 바이어 공정은 보크사이트를 뜨거운 수산화나트륨 용액에 녹여 불순물을 걸러 낸 뒤 알루미나를 얻는다. 알루미늄 제련의 앞 단계를 맡는 공정이므로 옳다(정답).
  2. 레페 공정은 아세틸렌에 일산화탄소나 알코올을 붙여 여러 유기 화합물을 만든다. 금속 산화물을 정제하는 일과는 다루는 물질부터 다르므로 옳지 않다.
  3. 솔베이 공정은 소금물에 암모니아와 이산화탄소를 불어 넣어 탄산나트륨을 얻는다. 알루미늄과는 무관한 무기 공업 공정이므로 옳지 않다.
  4. 바커 공정은 팔라듐 촉매로 에틸렌을 산화해 아세트알데하이드를 얻는다. 석유화학 쪽 공정이라 알루미나 제조와 이어지지 않으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 알루미늄 제련 공정도를 처음부터 따라갔다. 붉은 보크사이트가 흰 알루미나 가루로 바뀌는 단계에 이름이 따로 붙은 것을 보고 그 단계 옆에 인명을 적어 두었다. 광석에서 시작하는 공정임을 맨 위에 크게 적었다.
  2. 甲은 아세틸렌을 출발점으로 삼는 옛 유기합성 계통도를 펼쳤다. 여러 갈래로 뻗은 화살표를 좇다가 금속 산화물이 하나도 나오지 않는 것을 확인하고 표에서 지웠다. 아세틸렌 계통도는 유기합성 쪽으로 따로 묶어 두었다.
  3. 甲은 유리 공장에서 쓰는 소다회의 출처를 거슬러 올라갔다. 소금물에서 시작하는 공정에 닿자 알루미늄 쪽 공정도와 나란히 놓고 원료가 어떻게 다른지 표시했다. 원료가 소금물과 광석으로 갈리는 것을 화살표로 표시했다.
  4. 甲은 아세트알데하이드 제조법을 찾다가 팔라듐 촉매 공정에 닿았다. 원료가 에틸렌인 것을 확인하고 광석에서 시작하는 공정들과 갈라 두 무리로 나눠 정리했다. 촉매 이름까지 적어 두 무리를 분명히 갈라 두었다.

  보크사이트를 뜨거운 수산화나트륨에 녹여 알루미나를 얻는 것이 바이어 공정이다.

• 4

  4-에틸-3-메틸헵테인(4-ethyl-3-methylheptane) 분자 1개당 수소 원자 개수는?

  1. 1. 20
  2. 2. 22
  3. 3. 24
  4. 4. 26

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 20개로 세려면 탄소가 아홉이어야 한다. 주사슬 헵테인 일곱에 에틸 둘과 메틸 하나를 더하면 탄소가 열이 되므로 수가 하나 모자라 옳지 않다.
  2. 주사슬 헵테인이 탄소 일곱, 에틸이 둘, 메틸이 하나여서 모두 열이다. 곁가지가 붙어도 고리나 이중결합이 없어 포화 사슬 공식을 그대로 쓰면 수소가 스물둘이므로 옳다(정답).
  3. 24개는 탄소를 열하나로 잡았을 때 나오는 수다. 이름에 든 곁가지를 하나 더 세었거나 주사슬을 옥테인으로 본 것이므로 옳지 않다.
  4. 26개는 탄소를 열둘로 잡았을 때 나오는 값이다. 이름이 가리키는 탄소는 열뿐이어서 곁가지를 두 번 세지 않는 한 나올 수 없는 수이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 탄소를 아홉으로 잘못 세고 수소를 구해 보았다. 뒤에 이름을 다시 읽으며 곁가지를 하나씩 손가락으로 짚어 세니 탄소가 열이 되는 것을 확인하고 앞선 계산에 가위표를 쳤다.
  2. 甲은 이름을 앞에서부터 끊어 읽으며 주사슬과 곁가지의 탄소를 따로 적었다. 일곱과 둘과 하나를 더해 열을 얻고 포화 사슬 공식에 넣어 스물둘이 나오는 과정을 한 줄로 남겼다.
  3. 甲은 구조식을 직접 그려 수소를 하나하나 세어 보았다. 스물둘에서 멈추는 것을 확인한 뒤 스물넷이 되려면 탄소가 몇이어야 하는지 거꾸로 계산해 여백에 적어 두었다. 탄소 수를 세는 것이 첫 걸음임을 여백에 적었다.
  4. 甲은 탄소 수를 하나씩 늘려 가며 수소 수가 어떻게 변하는지 표로 만들었다. 탄소가 둘 늘면 수소가 넷 는다는 규칙을 찾아내고 표 맨 아래에 그 규칙을 적어 두었다. 표 맨 아래에 예시 두 줄을 더 채워 넣었다.

  헵테인 7개에 에틸 2개와 메틸 1개를 더해 탄소가 10개다. 포화 사슬이라 수소는 2×10+2로 22개다.

• 5

  고분자의 분자량을 측정하는 방법으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 광산란법
  2. 2. 점도측정법
  3. 3. 적외선 분광법
  4. 4. 겔 투과 크로마토그래피

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 광산란법은 용액에 빛을 쬐었을 때 흩어지는 세기로 무게평균 분자량을 구한다. 분자량을 재는 표준적인 방법이므로 옳지 않다.
  2. 점도측정법은 용액의 끈적임이 분자 크기에 따라 달라지는 것을 이용해 점도평균 분자량을 구한다. 간편해 널리 쓰는 방법이므로 옳지 않다.
  3. 적외선 분광법은 분자가 적외선을 어느 파장에서 빨아들이는지 보아 작용기의 종류를 알아내는 방법이다. 사슬이 길든 짧든 같은 작용기면 봉우리가 비슷하게 나와 길이를 가릴 수 없으므로 분자량 측정법으로는 옳지 않다(정답).
  4. 겔 투과 크로마토그래피는 알갱이 틈을 지나는 시간이 분자 크기에 따라 달라지는 것을 이용해 분자량 분포까지 얻는다. 널리 쓰는 방법이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 같은 고분자를 농도만 달리해 빛을 쬐고 흩어지는 세기를 재었다. 농도와 세기를 축에 놓고 직선을 그어 절편에서 분자량을 얻는 과정을 그래프에 남겼다. 이 방법이 무게평균을 준다는 것도 함께 적었다.
  2. 甲은 가느다란 유리관에 용액을 흘려 내려오는 시간을 잰 뒤 순수한 용매와 견주었다. 시간 차이가 클수록 분자가 길다는 설명을 듣고 두 값을 나란히 기록했다. 점도평균이라는 이름을 그래프 옆에 달아 두었다.
  3. 甲은 길이가 크게 다른 두 시료의 적외선 스펙트럼을 겹쳐 그렸다. 봉우리 자리가 거의 포개지는 것을 보고 이 방법으로는 길이를 가릴 수 없다고 그래프 아래 적었다. 작용기를 가리는 데 쓰는 방법이라고 다시 적었다.
  4. 甲은 알갱이를 채운 관에 시료를 흘리고 나오는 시간별로 받아 보았다. 큰 분자가 먼저 빠져나오는 것을 확인하고 시간과 분자량을 짝지은 검량선을 그려 붙였다. 분자량 분포까지 나온다는 것을 검량선 옆에 남겼다.

  적외선 분광법은 어떤 작용기가 있는지 보는 방법이지 분자량을 재는 방법이 아니다.

• 6

  석유 유분에 함유된 메르캅탄(mercaptan)을 산화시켜 제거하는 정제법은?

  1. 1. 알킬화
  2. 2. 스위트닝
  3. 3. 수소화 분해
  4. 4. 수소화 정제

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 알킬화는 작은 분자를 이어 붙여 옥탄가가 높은 가솔린 성분을 만드는 공정이다. 황 성분을 없애는 일이 아니므로 옳지 않다.
  2. 스위트닝은 고약한 냄새를 내는 메르캅탄을 산화시켜 냄새가 덜한 다이설파이드로 바꾼다. 이름 그대로 기름을 달게 만든다는 뜻의 정제법이므로 옳다(정답).
  3. 수소화 분해는 무거운 유분에 수소를 넣고 촉매로 쪼개어 가벼운 유분을 얻는 공정이다. 분자를 잘게 나누는 일이므로 옳지 않다.
  4. 수소화 정제는 수소를 넣어 황을 황화수소 꼴로 떼어 낸다. 같은 황을 다루지만 산화가 아니라 환원으로 없애므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 정유 공장 공정도에서 옥탄가를 올리는 갈래를 따로 표시했다. 작은 분자를 이어 붙이는 자리가 황을 다루는 자리와 멀리 떨어져 있는 것을 보고 두 갈래에 다른 색을 칠했다.
  2. 甲은 처리 전후 시료의 냄새를 맡아 보고 달라진 것을 기록했다. 황이 그대로 남아 있는데도 냄새가 줄어든 까닭을 묻고 분자가 어떻게 바뀌었는지 반응식으로 받아 적었다. 황을 다루는 공정만 따로 묶어 표시해 두었다.
  3. 甲은 무거운 잔사유가 가벼운 유분으로 바뀌는 반응기를 보았다. 들어간 것과 나온 것의 끓는점 범위를 표로 견주고 분자 크기가 어떻게 달라지는지 옆에 적었다. 분자를 쪼개는 공정이라고 그림 아래 적었다.
  4. 甲은 황화수소를 잡아 내는 설비 앞에서 공정 설명을 들었다. 수소를 넣어 황을 떼어 낸다는 말에 산화와 환원 가운데 어느 쪽인지 표시하고 앞 공정과 갈라 정리했다. 환원으로 떼어 낸다는 것을 크게 적어 두었다.

  스위트닝은 고약한 냄새를 내는 메르캅탄을 산화시켜 다이설파이드로 바꿔 없애는 정제다.

• 7

  ( S )-2-Butanol의 입체 구조로 옳은 것은?

  1. 1.
  2. 2.
  3. 3.
  4. 4.

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 수소가 점선으로 뒤에 있고 하이드록시기와 에틸기와 메틸기가 시계 반대 방향으로 놓여 있다. 뒤에 있는 수소는 그대로 두고 보면 되므로 S 배치가 맞아 옳다(정답).
  2. 가운데 탄소에 메틸기가 셋이나 붙어 있어 같은 무리가 겹친다. 네 자리가 서로 달라야 거울상이 생기는데 그렇지 못해 아예 다른 화합물이므로 옳지 않다.
  3. 하이드록시기가 끝쪽 탄소에 붙어 있어 이름부터 다른 화합물이다. 가운데 탄소에도 같은 무리가 겹쳐 거울상이 생기지 않으므로 옳지 않다.
  4. 수소가 굵은 쐐기로 앞에 나와 있으므로 보이는 대로 읽은 뒤 뒤집어야 한다. 뒤집으면 R가 되어 물음이 찾는 배치와 반대이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 점선으로 그린 수소를 종이 뒤로 보내고 남은 셋을 차례로 이어 보았다. 하이드록시기에서 에틸기를 거쳐 메틸기로 가는 길이 시계 반대로 도는 것을 확인하고 화살표를 그려 두었다.
  2. 甲은 가운데 탄소에 붙은 무리를 하나씩 적어 내려갔다. 같은 것이 둘 넘게 나오자 거울에 비춰도 겹쳐진다는 것을 모형으로 확인하고 이 보기를 먼저 지웠다. 이 보기는 애초에 거울상이 없다고 적어 두었다.
  3. 甲은 하이드록시기가 몇 번째 탄소에 붙었는지 세어 보았다. 끝에서 첫째 자리인 것을 확인하고 이름을 다시 붙여 본 뒤 물음의 화합물과 다르다고 여백에 적었다. 이름이 다른 화합물이라고 크게 적어 두었다.
  4. 甲은 굵은 쐐기로 앞에 나온 수소를 보고 읽은 결과를 한 번 뒤집어야 한다는 것을 떠올렸다. 뒤집기 전과 뒤집은 뒤의 글자를 나란히 적어 어느 쪽이 답인지 가려냈다. 뒤집는 규칙을 그림 옆에 한 줄로 남겼다.

  우선순위는 OH·에틸·메틸·수소 차례다. 수소가 뒤로 간 보기에서 앞의 셋이 시계 반대로 돌면 S다.

• 8

  염산의 공업적 제조에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?

  ㄱ. 합성염산은 H2O와 Cl2를 반응시켜 제조한다.

  ㄴ. 합성염산의 제조 과정은 발열 과정이다.

  ㄷ. 부생염산은 유기합성 공정에서 생성된 HCl을 회수하여 제조한다.

  1. 1. ㄱ, ㄴ
  2. 2. ㄱ, ㄷ
  3. 3. ㄴ, ㄷ
  4. 4. ㄱ, ㄴ, ㄷ

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. ㄱ과 ㄴ을 고르면 ㄱ이 걸린다. 합성염산은 수소와 염소를 직접 반응시켜 염화수소를 얻는 것이지 물과 염소를 반응시키는 것이 아니므로 옳지 않다.
  2. ㄱ과 ㄷ을 고르면 ㄱ이 걸린다. 부생염산이 유기합성 부산물을 거둔 것이라는 설명은 맞지만, 합성염산의 원료를 물과 염소로 잘못 적었으므로 옳지 않다.
  3. ㄴ은 수소와 염소가 만나는 반응이 열을 크게 내놓는다는 것으로 옳고, ㄷ은 유기합성 공정에서 부산물로 나온 염화수소를 거두어 쓴다는 것으로 옳아 이 묶음이 맞다.
  4. 셋을 모두 고르면 ㄱ까지 안게 된다. 물과 염소를 만나게 해서는 염화수소를 얻는 공업 공정이 성립하지 않으므로 ㄱ을 뺀 묶음이라야 하며 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 합성염산 공정도의 맨 앞 칸을 손가락으로 짚어 원료를 확인했다. 수소와 염소가 나란히 적힌 것을 보고 물이 들어간 보기와 견주어 어긋난 자리에 표시를 남겼다. 원료 칸에 수소와 염소라고 크게 적어 두었다.
  2. 甲은 부생염산을 쓰는 공장을 둘러보며 어느 공정에서 나온 것인지 물었다. 유기 화합물을 염소로 처리하는 자리에서 나온다는 답을 듣고 그 공정 이름을 받아 적었다. 그 공정 이름을 부생염산 칸에 옮겨 적었다.
  3. 甲은 반응기 겉면 온도를 재어 반응 전후를 견주었다. 크게 오른 값을 보고 식힘 장치가 왜 크게 달려 있는지 알게 되어 설비 그림에 그 자리를 표시해 두었다. 식힘 장치의 크기까지 그림에 표시했다.
  4. 甲은 염산을 만드는 두 길을 한 장에 나눠 그렸다. 하나는 원료를 사다 태우는 길이고 다른 하나는 남의 공정에서 나온 것을 거두는 길이어서 갈래를 색으로 갈랐다. 두 길의 원료가 어디서 오는지 화살표로 이었다.

  합성염산은 수소와 염소를 태워 만든다. 물과 염소가 아니다. 정답은 3번.

• 9

  질산(HNO3)을 제조하는 오스트발트 공정(Ostwald process)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 암모니아(NH3)를 출발 물질로 사용한다.
  2. 2. 공정의 첫 단계에서 이산화질소(NO2)가 생성된다.
  3. 3. 공정을 구성하는 세 단계 모두 발열 반응이다.
  4. 4. 공정 전체를 통해 N의 산화수는 증가한다.

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 이 공정은 암모니아를 출발 물질로 삼아 백금 촉매 위에서 산화시키며 시작한다. 공기 중 질소를 바로 쓰지 않고 암모니아를 거치므로 옳지 않다.
  2. 첫 단계에서 암모니아가 백금 촉매 위에서 산화되면 일산화질소가 생긴다. 이산화질소는 그 일산화질소가 식으면서 산소와 다시 만나 생기는 둘째 단계 산물이므로 옳지 않다(정답).
  3. 암모니아 산화, 일산화질소 산화, 물과의 반응 세 단계가 모두 열을 내놓는다. 그래서 공정 곳곳에 열을 거두는 설비가 붙으므로 옳지 않다.
  4. 질소는 암모니아에서 음의 값이었다가 질산에 이르면 크게 올라간다. 공정 전체로 보면 산화수가 오르는 것이 맞으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 공정 맨 앞에 놓인 원료 탱크의 이름표를 보았다. 암모니아라 적힌 것을 확인하고 공기 중 질소를 바로 쓰는 다른 공정과 어디서 갈라지는지 화살표로 이어 그렸다. 출발 물질 칸에 암모니아라고 적어 두었다.
  2. 甲은 촉매망을 지난 기체를 받아 색을 살폈다. 처음에는 색이 없다가 식으면서 붉은 갈색으로 바뀌는 것을 보고 두 단계의 산물 이름을 차례로 적어 두었다. 두 단계 사이에 굵은 화살표를 그려 넣었다.
  3. 甲은 공정 곳곳에 달린 열교환기를 세어 보았다. 단계마다 열을 거두는 설비가 붙어 있는 것을 확인하고 어느 단계에서 열이 가장 많이 나오는지 표에 옮겨 적었다. 단계별 발열량을 표 옆에 나란히 적었다.
  4. 甲은 암모니아와 질산에서 질소의 산화수를 각각 구해 나란히 적었다. 음수에서 양수로 크게 건너뛰는 것을 보고 두 값 사이에 굵은 화살표를 그려 두었다. 두 값의 차이를 계산해 화살표 위에 적었다.

  오스트발트 공정의 첫 단계는 암모니아가 산화되어 일산화질소가 되는 것이다. 이산화질소는 그다음이다.

• 10

  방향족 화합물로 옳은 것만을 모두 고르면?

  ㄱ.

  ㄴ.

  ㄷ.

  1. 1. ㄱ, ㄴ
  2. 2. ㄱ, ㄷ
  3. 3. ㄴ, ㄷ
  4. 4. ㄱ, ㄴ, ㄷ

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. ㄱ과 ㄴ만 고르면 ㄷ을 놓친다. 음전하를 띤 다섯 고리도 그 전하가 보태져 파이 전자가 여섯이 되므로 방향족 조건을 갖추고 있어 옳지 않다.
  2. ㄱ과 ㄷ만 고르면 ㄴ을 놓친다. 질소에 수소가 붙은 다섯 고리도 질소의 전자쌍이 고리에 들어가 여섯을 채우므로 옳지 않다.
  3. ㄴ과 ㄷ만 고르면 ㄱ을 놓친다. 질소가 든 여섯 고리는 전자쌍이 고리 바깥을 향해 있고 고리 안 파이 전자가 여섯이므로 옳지 않다.
  4. 여섯 고리 쪽은 이중결합 셋이 파이 전자 여섯을 내고, 수소가 붙은 다섯 고리는 질소의 전자쌍이 보태져 여섯이 되며, 음전하를 띤 다섯 고리도 그 전하가 보태져 여섯이 된다. 셋 다 조건을 갖추므로 이 묶음이 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 다섯 고리 음이온을 따로 떼어 파이 전자를 세어 보았다. 이중결합 둘에 음전하 한 쌍을 더해 여섯이 되는 것을 확인하고 고리 안쪽에 숫자를 적어 두었다. 4n+2 공식에 넣어 맞는지도 확인했다.
  2. 甲은 질소에 수소가 붙은 다섯 고리에서 전자쌍이 어디를 향하는지 그려 보았다. 고리면에 나란히 들어가 함께 도는 것을 확인하고 그 전자쌍에 동그라미를 쳤다. 고리면에 나란히 들어간다고 그림 옆에 적었다.
  3. 甲은 질소가 든 여섯 고리에서 전자쌍이 고리 바깥쪽 평면에 놓인 것을 그렸다. 그 쌍이 고리 전자 수에 보태지지 않는데도 이중결합만으로 여섯이 차는 것을 확인했다. 고리 바깥을 향한다는 것을 화살표로 표시했다.
  4. 甲은 세 구조를 한 줄로 늘어놓고 각각 파이 전자를 세어 아래에 적었다. 모두 여섯이 나오자 4n+2 공식에 n을 1로 넣어 맞아떨어지는 것을 그 옆에 남겼다. 세 구조를 모두 방향족으로 묶어 두었다.

  고리가 평면이고 파이 전자가 4n+2를 채우면 방향족이다. 셋 다 이 조건을 만족한다. 정답은 4번.

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• 11

  희토류(rare earth) 원소로 옳은 것은?

  1. 1. 리튬(Li)
  2. 2. 백금(Pt)
  3. 3. 바나듐(V)
  4. 4. 네오디뮴(Nd)

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 리튬은 1족 알칼리 금속으로 이차전지 양극재와 전해질에 널리 쓰인다. 란타넘족에도 스칸듐과 이트륨에도 들지 않으므로 옳지 않다.
  2. 백금은 촉매와 장신구에 쓰이는 귀금속이다. 값이 비싸 드문 금속이기는 하나 희토류로 묶는 열일곱 원소에는 들지 않으므로 옳지 않다.
  3. 바나듐은 전이금속으로 합금강을 단단하게 하거나 흐름전지 전해액에 쓰인다. 희토류와 함께 거론될 때가 있으나 주기율표에서 자리가 다르므로 옳지 않다.
  4. 네오디뮴은 란타넘족에 드는 원소로 철·붕소와 합쳐 강한 영구자석을 만든다. 희토류로 묶는 열일곱 원소 가운데 하나이므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 주기율표에서 1족 맨 위쪽을 짚어 리튬의 자리를 확인했다. 아래쪽에 따로 떼어 놓은 두 줄과는 멀리 떨어져 있는 것을 보고 두 자리에 서로 다른 색을 칠했다. 희토류 열일곱이 어디 모여 있는지 표시했다.
  2. 甲은 귀금속 목록과 희토류 목록을 나란히 펴 놓고 겹치는 이름이 있는지 짚어 갔다. 백금이 앞쪽에만 있는 것을 확인하고 두 목록 사이에 선을 그어 갈라 두었다. 두 목록을 한 장에 나란히 붙여 두었다.
  3. 甲은 흐름전지 자료를 읽다가 바나듐이 나오자 주기율표에서 자리를 찾았다. 전이금속 줄 한가운데인 것을 보고 아래 두 줄과 헷갈리지 않게 표시를 남겼다. 전이금속 줄에 따로 밑줄을 그어 두었다.
  4. 甲은 이어폰을 분해해 작은 자석을 꺼내 보았다. 이 자석에 쓰인 원소가 주기율표 아래 두 줄에 들어 있는 것을 확인하고 그 이름을 자석 옆에 적어 두었다. 자석 옆에 네오디뮴이라 적어 붙였다.

  희토류는 란타넘족 열다섯에 스칸듐과 이트륨을 더한 열일곱 원소다. 네오디뮴이 그중 하나다.

• 12

  화합물명과 화학식을 옳게 짝 지은 것은?

  폼산 아세트산 벤조산

  1. 1. HCOOH CH3COOH C6H5COOH
  2. 2. HCOOH CH3COOH C6H5CH2COOH
  3. 3. CH3COOH HCOOH C6H5COOH
  4. 4. CH3COOH HCOOH C6H5CH2COOH

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 폼산은 탄소 하나에 카르복실기가 붙은 가장 간단한 산이고, 아세트산은 메틸기가 붙은 것이며, 벤조산은 고리에 카르복실기가 바로 붙은 것이다. 셋이 모두 맞게 짝지어져 옳다(정답).
  2. 앞의 두 짝은 맞지만 벤조산 쪽이 어긋난다. 고리와 카르복실기 사이에 탄소가 하나 끼어 있으면 페닐아세트산이 되므로 옳지 않다.
  3. 폼산과 아세트산의 자리가 서로 바뀌어 있다. 탄소가 하나뿐인 쪽이 폼산이고 메틸기가 붙은 쪽이 아세트산인데 거꾸로 적었으므로 옳지 않다.
  4. 폼산과 아세트산이 뒤바뀐 데다 벤조산도 탄소가 하나 더 붙은 꼴로 적혀 있다. 세 짝 가운데 맞는 것이 없으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 세 산의 구조식을 탄소 수가 적은 것부터 차례로 그려 놓았다. 맨 앞이 수소에 카르복실기만 붙은 꼴인 것을 확인하고 각 구조 아래에 이름을 달아 두었다. 가장 간단한 산이 어느 것인지 표시했다.
  2. 甲은 벤조산과 페닐아세트산을 나란히 그려 어디가 다른지 짚었다. 고리와 카르복실기 사이에 탄소가 하나 끼었는지만 다른 것을 보고 그 자리에 동그라미를 쳤다. 끼어든 탄소 하나에 화살표를 그려 넣었다.
  3. 甲은 개미를 다루는 자료에서 나온 산과 식초의 산을 견주었다. 탄소 수가 하나와 둘로 갈리는 것을 확인하고 이름이 바뀌어 적힌 보기에 가위표를 쳤다. 두 이름이 뒤바뀐 보기에 가위표를 쳤다.
  4. 甲은 네 보기를 표로 옮겨 이름과 화학식을 칸마다 맞춰 보았다. 어긋난 칸이 몇 개인지 세어 적고 하나도 어긋나지 않은 줄을 찾아 밑줄을 그었다. 어긋난 칸 수를 보기마다 세어 적었다.

  폼산은 탄소 하나, 아세트산은 둘, 벤조산은 고리에 카르복실기가 바로 붙은 것이다.

• 13

  상업적 생산을 위해 라디칼 중합을 이용하는 고분자로 적절하지 않은 것은?

  1. 1. 폴리에틸렌(polyethylene)
  2. 2. 폴리스타이렌(polystyrene)
  3. 3. 폴리프로필렌(polypropylene)
  4. 4. 폴리염화비닐[poly(vinyl chloride)]

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 폴리에틸렌 가운데 밀도가 낮은 쪽은 높은 압력에서 라디칼 중합으로 만든다. 오래된 상업 공정이 그대로 쓰이고 있으므로 적절하다.
  2. 폴리스타이렌은 과산화물 개시제를 써서 라디칼 중합으로 만든다. 일회용 용기와 단열재에 널리 쓰이는 대표적인 라디칼 중합 제품이므로 적절하다.
  3. 프로필렌은 메틸기가 붙어 있어 라디칼 중합으로는 곁가지 방향이 제멋대로가 되어 쓸모 있는 고체를 얻지 못한다. 실제로는 지글러·나타 촉매를 쓰므로 적절하지 않다(정답).
  4. 염화비닐은 라디칼 중합으로 사슬을 늘려 파이프와 바닥재를 만든다. 생산량이 큰 라디칼 중합 제품이라 상업 공정으로 자리 잡았으므로 적절하다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 비닐봉지 원료가 수백 기압 반응기에서 나온다는 설명을 들었다. 높은 압력에서 라디칼이 사슬을 늘린다는 대목을 공정도 옆에 옮겨 적고 압력 값을 함께 남겼다. 반응기 압력을 공정도 옆에 적어 두었다.
  2. 甲은 일회용 컵 바닥의 재질 표시를 보고 원료를 거슬러 올라갔다. 과산화물 개시제가 들어가는 공정에 닿자 라디칼 중합 제품 목록에 그 이름을 보태 적었다. 개시제 이름을 목록 옆에 덧붙였다.
  3. 甲은 곁가지 방향이 제각각인 사슬과 한쪽으로 가지런한 사슬을 나란히 그려 보았다. 가지런한 쪽만 단단한 고체가 된다는 설명을 듣고 촉매 이름을 그 아래 적었다. 촉매를 쓰는 쪽에 따로 표시를 남겼다.
  4. 甲은 수도 배관 자재의 재질을 확인하고 제조 공정을 찾아보았다. 라디칼로 사슬을 늘리는 공정인 것을 확인하고 앞서 정리한 목록에 나란히 넣어 두었다. 라디칼 중합 제품을 한 줄로 묶어 두었다.

  폴리프로필렌은 지글러·나타 촉매로 만든다. 라디칼 중합으로는 규칙적인 사슬을 못 얻는다.

• 14

  다음 중 수소/탄소 원자수 비가 가장 큰 것은?

  1. 1. 석탄
  2. 2. 석유
  3. 3. 가솔린
  4. 4. 천연가스

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 석탄은 탄소가 거의 전부이고 수소는 아주 적어 수소 대 탄소 비가 넷 가운데 가장 작다. 태울 때 이산화탄소가 많이 나오는 까닭도 여기에 있으므로 옳지 않다.
  2. 석유는 여러 탄화수소가 섞인 것으로 수소 대 탄소 비가 대체로 둘 언저리다. 석탄보다는 크지만 가장 크지는 않으므로 옳지 않다.
  3. 가솔린은 탄소가 다섯에서 아홉쯤인 탄화수소 무리로 수소 대 탄소 비가 둘 안팎이다. 석유에서 뽑아낸 유분이라 크게 다르지 않으므로 옳지 않다.
  4. 천연가스의 주성분인 메테인은 탄소 하나에 수소가 넷 붙어 있어 비가 넷이다. 네 보기 가운데 가장 큰 값이라 태울 때 물이 많이 나오므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 연료별 원소 분석표를 펼쳐 탄소와 수소의 비율을 견주었다. 석탄 칸의 수소 값이 한 자릿수로 가장 작은 것을 보고 그 칸에 가장 옅은 색을 칠해 두었다. 가장 작은 값이라고 표 아래 적었다.
  2. 甲은 원유 분석 자료에서 탄소와 수소의 원자 수 비를 계산해 보았다. 둘 언저리 값이 나오자 앞서 구한 석탄 값과 나란히 적어 두 수의 차이를 화살표로 이었다. 두 값을 견주어 차이를 적어 두었다.
  3. 甲은 가솔린 성분표에서 탄소 수가 다섯에서 아홉 사이인 것을 확인했다. 대표 성분 하나를 골라 비를 직접 계산하고 원유 값과 거의 같은 것을 표에 적었다. 원유 값과 거의 같다고 옆에 적었다.
  4. 甲은 도시가스 성분표에서 메테인이 대부분인 것을 보고 화학식을 적었다. 수소 넷을 탄소 하나로 나누어 넷이 나오는 것을 확인하고 네 연료의 값을 큰 차례로 세웠다. 네 값을 큰 차례로 다시 세워 적었다.

  천연가스의 주성분 메테인은 탄소 하나에 수소 넷이 붙어 수소 대 탄소 비가 가장 크다.

• 15

  탄소수 5 ～ 9 범위의 탄화수소를 성분으로 가지며, 올레핀 제조에 사용되는 것은?

  1. 1. 나프타
  2. 2. 천연가스
  3. 3. 합성가스
  4. 4. 액화 석유가스

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 나프타는 원유를 증류해 얻는 탄소 다섯에서 아홉쯤의 유분으로 열분해로를 거쳐 에틸렌과 프로필렌이 된다. 석유화학의 출발 원료이므로 옳다(정답).
  2. 천연가스는 메테인이 주성분이라 탄소가 하나다. 개질해 합성가스로 만들 수는 있어도 물음이 말하는 탄소 수 범위와 맞지 않으므로 옳지 않다.
  3. 합성가스는 일산화탄소와 수소가 섞인 기체다. 탄화수소가 아니라 암모니아나 메탄올로 가는 원료여서 물음이 말하는 탄소 수 범위와 맞지 않으므로 옳지 않다.
  4. 액화 석유가스는 프로페인과 뷰테인이 주성분이라 탄소가 셋이나 넷이다. 연료로 주로 쓰이고 탄소 수도 범위 밖이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 석유화학 단지 공정도의 맨 앞 원료 탱크를 확인했다. 증류탑에서 뽑아낸 유분이 곧장 열분해로로 들어가는 흐름을 따라가며 나오는 제품 이름을 차례로 적었다. 열분해로에서 나오는 제품을 차례로 적었다.
  2. 甲은 도시가스 성분표를 보고 탄소 수를 세어 보았다. 하나뿐인 것을 확인하고 탄소 다섯에서 아홉이라는 조건과 맞춰 본 뒤 이 보기에 가위표를 쳤다. 탄소 수가 하나뿐이라고 적어 두었다.
  3. 甲은 합성가스가 쓰이는 공정들을 따라가 암모니아와 메탄올 공장에 닿았다. 탄화수소를 쪼개는 공정과는 갈래가 다른 것을 확인하고 두 흐름을 나눠 그렸다. 탄화수소가 아니라는 것을 크게 적었다.
  4. 甲은 가정용 가스통 표시에서 프로페인과 뷰테인을 보고 탄소 수를 적었다. 셋과 넷이 나오자 앞서 적은 범위와 견주어 어느 쪽에도 들지 않는 것을 확인했다. 연료로 쓰이는 쪽이라고 따로 묶었다.

  나프타는 탄소 다섯에서 아홉쯤 되는 유분으로 열분해해 에틸렌 같은 올레핀을 얻는다.

• 16

  효소에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?

  ㄱ. 라이페이즈(lipase)는 지질을 가수분해한다.

  ㄴ. 아밀레이즈(amylase)는 전분을 가수분해한다.

  ㄷ. 락테이즈(lactase)는 포도당을 과당으로 전환한다.

  1. 1. ㄱ, ㄴ
  2. 2. ㄱ, ㄷ
  3. 3. ㄴ, ㄷ
  4. 4. ㄱ, ㄴ, ㄷ

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. ㄱ은 지질을 물로 갈라 지방산과 글리세롤을 내놓는다는 것으로 옳고, ㄴ은 전분을 갈라 엿당과 포도당을 내놓는다는 것으로 옳아 이 묶음이 맞다.
  2. ㄱ과 ㄷ을 고르면 ㄷ이 걸린다. 락테이즈는 젖당을 포도당과 갈락토스로 가르는 효소이지 포도당을 과당으로 바꾸는 것이 아니므로 옳지 않다.
  3. ㄴ과 ㄷ을 고르면 ㄷ이 걸린다. 포도당을 과당으로 바꾸는 것은 이성질화효소가 맡는 일이고 락테이즈는 젖당을 가르는 효소이므로 옳지 않다.
  4. 셋을 모두 고르면 ㄷ까지 안게 된다. 앞의 둘은 맞지만 젖당 분해 효소의 역할을 포도당의 이성질화로 잘못 적었으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 기름때가 묻은 접시에 효소가 든 세제를 써 보았다. 기름이 물에 씻겨 나가는 것을 보고 어떤 결합이 끊어진 것인지 반응식으로 적어 두었다. 끊어진 결합의 이름도 함께 적어 두었다.
  2. 甲은 밥을 입에 물고 있다가 단맛이 도는 때를 재었다. 침 속 효소가 전분을 잘게 가른 결과라는 설명을 듣고 생성물 이름을 시간과 함께 적었다. 단맛이 도는 데 걸린 시간을 적어 두었다.
  3. 甲은 우유를 못 마시는 사람이 먹는 알약의 성분을 확인했다. 젖당을 두 단당으로 가르는 효소인 것을 보고 그 두 이름을 알약 설명서 옆에 옮겨 적었다. 두 단당 이름을 설명서 옆에 옮겼다.
  4. 甲은 과당이 많이 든 시럽의 제조 공정을 찾아보았다. 포도당을 과당으로 바꾸는 자리에 따로 이름이 붙은 효소가 쓰이는 것을 확인하고 그 이름을 적었다. 효소 이름을 공정도 옆에 적어 두었다.

  락테이즈는 젖당을 포도당과 갈락토스로 가른다. 포도당을 과당으로 바꾸는 것은 다른 효소다. 정답은 1번.

• 17

  비타민 C 생산의 대표적 원료로 옳은 것은?

  1. 1. 락트산(lactic acid)
  2. 2. 리보오스(ribose)
  3. 3. 자일로오스(xylose)
  4. 4. 글루코오스(glucose)

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 락트산은 젖산 발효로 얻어 식품과 생분해성 고분자에 쓰인다. 비타민 C 공업 제조의 출발 물질로는 쓰이지 않으므로 옳지 않다.
  2. 리보오스는 탄소 다섯짜리 당으로 핵산의 뼈대를 이룬다. 생체 안에서 하는 일이 다르고 비타민 C 공업 제조의 출발 물질로도 쓰이지 않으므로 옳지 않다.
  3. 자일로오스는 나무에서 얻는 탄소 다섯짜리 당으로 자일리톨의 원료다. 비타민 C 쪽 공정과는 이어지지 않으므로 옳지 않다.
  4. 비타민 C는 포도당을 수소화해 소르비톨로 바꾼 뒤 발효와 산화를 거쳐 만든다. 녹말에서 값싸게 얻는 포도당이 출발 물질이므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 젖산이 쓰이는 곳을 따라가다 생분해성 플라스틱 공장에 닿았다. 비타민을 만드는 공정도에는 이 이름이 나오지 않는 것을 확인하고 목록에서 지웠다. 비타민 공정 목록에서 이 줄을 지웠다.
  2. 甲은 핵산 구조 그림에서 뼈대를 이루는 당을 짚어 보았다. 탄소가 다섯인 것을 세어 확인하고 비타민 공정의 원료 칸과 견주어 다른 자리임을 표시했다. 탄소 다섯이라고 구조 아래 적었다.
  3. 甲은 껌 포장지에서 자일리톨을 보고 원료를 거슬러 올라갔다. 나무에서 얻는 당에 닿자 곡물 녹말에서 시작하는 공정과 출발점이 다른 것을 표로 갈라 적었다. 출발 원료가 다르다고 표에 갈라 적었다.
  4. 甲은 비타민 C 공정도를 처음부터 따라가며 단계마다 이름을 적었다. 녹말에서 얻은 당이 먼저 수소화되고 그 뒤 발효로 넘어가는 차례를 화살표로 이어 그렸다. 단계마다 이름을 붙여 표로 옮겼다.

  비타민 C는 포도당을 소르비톨로 바꾼 뒤 발효와 산화를 거쳐 만든다.

• 18

  유지에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?

  ㄱ. 비누화가는 KOH를 사용하여 측정한다.

  ㄴ. 식물성 기름의 주성분은 트리글리세라이드와 지방산이다.

  ㄷ. 아라키돈산은 포화 지방산이다.

  ㄹ. 천연 불포화 지방산은 cis 구조가 trans 구조보다 우세하다.

  1. 1. ㄱ, ㄴ
  2. 2. ㄴ, ㄷ
  3. 3. ㄱ, ㄴ, ㄹ
  4. 4. ㄱ, ㄷ, ㄹ

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. ㄱ과 ㄴ만 고르면 ㄹ을 놓친다. 천연 불포화 지방산이 트랜스보다 시스 구조가 우세하다는 것도 맞는 설명이므로 이 묶음으로는 모자라 옳지 않다.
  2. ㄴ과 ㄷ을 고르면 ㄷ이 걸린다. 아라키돈산은 탄소 스물에 이중결합이 넷 있는 불포화 지방산이라 포화로 적은 것이 잘못이므로 옳지 않다.
  3. ㄱ은 비누화가를 수산화칼륨으로 잰다는 것으로 옳고, ㄴ은 식물성 기름이 글리세롤에 지방산 셋이 붙은 꼴을 주로 한다는 것으로 옳으며, ㄹ은 천연 불포화 지방산이 시스 쪽이 우세하다는 것으로 옳아 이 묶음이 맞다.
  4. ㄷ이 들어가 걸린다. 아라키돈산을 포화로 적은 것이 잘못이고 식물성 기름 성분을 말한 ㄴ을 빠뜨린 것도 맞지 않으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 기름 한 방울을 재어 수산화칼륨 용액으로 적정했다. 다 쓴 양을 무게로 나눠 값을 구하고 어떤 알칼리를 쓰는지 실험 기록 맨 위에 적어 두었다. 어떤 알칼리를 쓰는지 맨 위에 적었다.
  2. 甲은 식용유 성분표를 보고 어떤 꼴로 들어 있는지 확인했다. 글리세롤에 지방산 셋이 붙은 구조가 대부분인 것을 그림으로 그려 성분표 옆에 붙였다. 그 구조를 성분표 옆에 그려 붙였다.
  3. 甲은 아라키돈산의 구조식을 그려 이중결합을 하나씩 세어 보았다. 넷이 나오자 포화라고 적힌 보기에 가위표를 치고 탄소 수도 함께 적어 두었다. 탄소 수도 구조식 아래 함께 적었다.
  4. 甲은 시스와 트랜스 구조를 나란히 그려 사슬이 꺾이는 모양을 견주었다. 꺾인 쪽이 천연에 많다는 설명을 듣고 굳기와 녹는점의 차이도 옆에 적어 두었다. 녹는점 차이도 표에 나란히 옮겼다.

  아라키돈산은 이중결합이 넷인 불포화 지방산이다. 정답은 3번.

• 19

  중합반응에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 음이온 중합에서는 HCl이나 H2SO4와 같은 산을 개시제로 사용한다.
  2. 2. 자유라디칼 중합에서는 과산화물을 라디칼 개시제로 사용할 수 있다.
  3. 3. 축합중합에서는 작은 분자가 제거되면서 단량체들이 결합하여 고분자를 만든다.
  4. 4. 서로 다른 종류의 단량체들을 혼합 중합하여 만든 고분자를 공중합체라 한다.

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 염산이나 황산 같은 산은 단량체에 양전하를 만들어 양이온 중합을 시작하게 한다. 음이온 중합은 알킬리튬처럼 전자를 내주는 개시제를 쓰므로 옳지 않다(정답).
  2. 자유라디칼 중합은 과산화물이 열에 갈라지며 생긴 라디칼이 이중결합을 열어 시작한다. 가장 널리 쓰는 개시 방법이므로 옳다.
  3. 축합중합은 단량체가 이어질 때마다 물이나 염화수소 같은 작은 분자가 떨어져 나온다. 나일론과 폴리에스터를 만드는 방식이므로 옳다.
  4. 두 가지 이상의 단량체를 함께 중합해 얻은 고분자를 공중합체라 한다. 성질을 골라 맞추려고 자주 쓰는 방법이므로 옳다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 개시제를 산과 염기로 갈라 표를 만들었다. 산 쪽 칸에 양이온, 염기 쪽 칸에 음이온이라 적고 어느 쪽에 알킬리튬이 들어가는지 화살표로 이어 두었다. 알킬리튬이 어느 칸인지 표시했다.
  2. 甲은 과산화물을 데우면 결합이 갈라지며 홀전자가 생기는 과정을 그려 보았다. 그 홀전자가 이중결합을 열어 사슬을 늘리는 첫 단계를 이어서 그려 붙였다. 첫 단계를 이어서 그려 붙였다.
  3. 甲은 나일론이 만들어지는 반응식을 적으며 화살표 오른쪽을 살폈다. 물 분자가 함께 떨어져 나오는 것을 확인하고 그 자리에 동그라미를 쳐 표시했다. 떨어져 나오는 분자에 동그라미를 쳤다.
  4. 甲은 합성고무 표에서 단량체가 둘 적힌 줄을 골라냈다. 한 가지로만 만든 것과 견주어 굳기와 늘어남이 어떻게 달라지는지 값을 나란히 옮겨 적었다. 두 값을 나란히 적어 견주었다.

  산은 양이온 중합의 개시제다. 음이온 중합은 알킬리튬 같은 염기성 개시제를 쓴다.

• 20

  연료전지에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 고체산화물 연료전지는 천연가스를 연료공급원으로 사용할 수 있다.
  2. 2. 알칼리 연료전지가 작동할 때, 전해질에서 주된 전하 운반체는 알칼리 양이온이다.
  3. 3. 작동 온도는 고체산화물 연료전지가 알칼리 연료전지보다 높다.
  4. 4. 고출력(high power) 응용에는 고체산화물 연료전지가 알칼리 연료전지보다 적합하다.

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 고체산화물 연료전지는 작동 온도가 높아 천연가스를 안에서 개질해 쓸 수 있다. 연료를 미리 수소로 바꾸지 않아도 되므로 옳다.
  2. 알칼리 연료전지에서 전해질 속을 옮겨 다니는 것은 수산화 이온이다. 공기극에서 생긴 수산화 이온이 연료극으로 건너가 물이 되므로 옳지 않다(정답).
  3. 고체산화물 연료전지는 수백 도가 넘는 온도에서 돌고 알칼리 연료전지는 그보다 훨씬 낮은 온도에서 돈다. 두 전지의 온도 차이가 큰 것이 맞으므로 옳다.
  4. 고체산화물 연료전지는 높은 온도 덕에 반응이 빨라 큰 출력을 내는 발전 쪽에 쓰인다. 알칼리 쪽보다 이 자리에 맞으므로 옳다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 고체산화물 연료전지 설비에서 천연가스 배관이 곧바로 이어진 것을 보았다. 따로 수소를 만드는 장치가 없는 까닭을 묻고 안에서 개질된다는 답을 받아 적었다. 개질된다는 답을 공정도 옆에 적었다.
  2. 甲은 알칼리 연료전지 구조도에서 전해질을 가로지르는 화살표의 방향을 좇았다. 공기극에서 연료극으로 건너가는 것이 음이온인 것을 확인하고 이름을 옆에 적었다. 건너가는 이온 이름을 옆에 적었다.
  3. 甲은 두 연료전지의 운전 온도를 자료에서 찾아 나란히 적었다. 한쪽은 수백 도, 다른 쪽은 백 도 언저리인 것을 보고 온도 축에 두 점을 찍어 표시했다. 온도 축에 두 점을 찍어 표시했다.
  4. 甲은 발전소에 들어간 연료전지의 출력 값을 찾아보았다. 높은 온도에서 도는 쪽이 큰 출력을 맡고 있는 것을 확인하고 쓰임새별로 표를 나눠 정리했다. 쓰임새별로 표를 나눠 정리했다.

  알칼리 연료전지에서 전해질 속을 오가는 것은 수산화 이온이지 알칼리 양이온이 아니다.

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• 21

  수소 결합을 이루지 않는 것은?

  1. 1. 에탄올(ethanol)
  2. 2. 불화수소(hydrogen fluoride)
  3. 3. 아세트산(acetic acid)
  4. 4. 다이에틸에터(diethyl ether)

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 하이드록시기의 산소에 수소가 직접 붙어 있어 분자끼리 수소 결합을 이룬다. 분자량이 비슷한 탄화수소보다 끓는점이 훨씬 높은 까닭이 여기에 있으므로 옳지 않다.
  2. 전기음성도가 가장 큰 플루오린에 수소가 직접 붙어 있어 강한 수소 결합을 이룬다. 같은 족의 염화수소보다 끓는점이 도리어 높게 나타나므로 옳지 않다.
  3. 카르복실기의 산소에 수소가 붙어 있어 두 분자가 마주 보며 이중으로 수소 결합을 이룬다. 액체 상태에서 두 분자가 붙어 다닐 만큼 결합이 강하므로 옳지 않다.
  4. 산소가 두 탄소 사이에 끼어 있을 뿐 산소에 직접 붙은 수소가 없다. 다른 분자의 수소를 받아들일 수는 있어도 제 분자끼리는 수소 결합을 이루지 못하므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 에탄올과 다이메틸에터가 분자식이 C2H6O로 똑같은데 끓는점은 78℃와 영하 24℃로 백 도 넘게 갈리는 표를 보았다. 산소에 수소가 붙었는지만 다른 두 구조를 나란히 그려 놓고 끓는점을 그 아래 적어 두었다.
  2. 甲은 16족과 17족 수소화합물의 끓는점을 같은 그래프에 그려 보았다. 분자량이 커질수록 높아지는 흐름을 플루오린화수소와 물만 깨고 위로 솟아 있어, 그 두 점에 동그라미를 치고 수소 결합이라 적었다.
  3. 甲은 아세트산의 기체 분자량을 재면 60이 아니라 120에 가깝게 나온다는 자료를 읽었다. 두 분자가 수소 결합으로 고리처럼 맞물린 구조를 교재에서 찾아 공책에 옮겨 그리고 결합 자리에 점선을 넣었다.
  4. 甲은 다이에틸에터가 분자량 74에도 35℃에서 끓는다는 값을 에탄올의 78℃와 나란히 놓고 보았다. 산소에 수소가 없어 제 분자끼리 붙잡지 못한다는 설명에 밑줄을 긋고 두 구조식을 옆에 그려 두었다.

  수소 결합은 N·O·F에 직접 붙은 수소가 있어야 생긴다. 에터의 산소에는 그 수소가 없다.

• 22

  화학적으로는 중성이지만 영양성분이 식물에 흡수된 이후 산성을 나타내는 비료로 옳은 것은?

  1. 1. 석회
  2. 2. 요소
  3. 3. 염화칼륨
  4. 4. 용성인비

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 석회는 그 자체가 알칼리성이어서 산성으로 굳은 토양을 중화하는 데 쓴다. 산성을 나타내기는커녕 산성을 없애는 쪽으로 작용하므로 옳지 않다.
  2. 요소는 중성이지만 토양에서 암모늄을 거쳐 질산으로 바뀌며 수소 이온을 내놓는다. 다만 이는 흡수된 뒤가 아니라 분해되는 과정에서 생기는 일이므로 옳지 않다.
  3. 염화칼륨은 중성 염이지만 식물이 칼륨만 골라 가져가고 염소 이온이 토양에 남아 산성을 띠게 한다. 화학적으로는 중성이면서 생리적으로는 산성인 비료의 대표이므로 옳다(정답).
  4. 용성인비는 규산과 석회를 품고 있어 토양에서 알칼리로 작용한다. 산성 토양을 고치면서 인산까지 함께 대는 데 쓰는 비료이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 산도가 5.2까지 내려간 밭에 이웃이 석회를 뿌리는 것을 보았다. 산도를 올리려고 쓰는 자재라는 설명을 듣고 창고의 비료 포대마다 산성인지 알칼리성인지 큰 글씨로 표시해 붙여 두었다.
  2. 甲은 요소만 다섯 해 준 밭의 산도가 해마다 조금씩 내려간 기록을 읽었다. 토양 미생물이 요소를 암모늄을 거쳐 질산으로 바꾸는 사이에 수소 이온이 나온다는 대목을 공책에 그대로 옮겨 적었다.
  3. 甲은 칼륨을 보충하려고 염화칼륨만 다섯 해 준 밭의 산도가 6.5에서 5.8로 내려간 것을 보았다. 뿌린 비료는 중성인데 식물이 칼륨만 가져가고 염소가 남았다는 설명에 굵게 밑줄을 그었다.
  4. 甲은 용성인비 포대에 알칼리분 함량이 따로 적힌 것을 보았다. 인산을 주면서 산성 토양도 함께 고칠 수 있다는 설명을 읽고 염화칼륨 포대와 나란히 세워 두 포대의 표시를 견주었다.

  염화칼륨은 중성 염이지만 식물이 칼륨만 골라 흡수하고 염소가 남아 토양을 산성으로 만든다.

• 23

  탄산나트륨의 용도로 적절하지 않은 것은?

  1. 1. 비누 제조
  2. 2. 유리 제조
  3. 3. 암모니아 제조
  4. 4. 글루탐산소다 제조

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 비누를 만들 때 유지를 비누화하고 굳기를 맞추는 데 탄산나트륨을 쓴다. 알칼리로서 오래전부터 쓰여 온 자리이므로 용도로 적절하다.
  2. 유리를 만들 때 규사와 함께 넣어 녹는점을 크게 낮추는 융제로 쓴다. 규사·석회석과 더불어 판유리 원료의 한 축을 맡고 있으므로 용도로 적절하다.
  3. 암모니아는 질소와 수소를 고압에서 합치는 하버·보슈법으로 만든다. 오히려 솔베이 공정이 암모니아를 빌려 탄산나트륨을 얻는 쪽이어서 방향이 거꾸로이므로 적절하지 않다(정답).
  4. 글루탐산에 탄산나트륨을 더해 중화하면 글루탐산소다가 된다. 조미료를 만드는 마지막 단계에서 실제로 쓰이는 자리이므로 용도로 적절하다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 비누 공장에서 유지를 끓이는 큰 솥에 소다회를 붓는 것을 보았다. 알칼리로 유지를 끊고 굳기를 맞춘다는 설명을 들으며 투입하는 차례와 양을 수첩에 받아 적고 온도까지 덧붙였다.
  2. 甲은 판유리 공장에서 규사와 석회석에 소다회를 섞는 것을 보았다. 규사만으로는 1700℃가 넘어야 녹는데 소다회를 넣으면 1000℃ 대로 내려간다는 수치를 견학 수첩에 옮겨 적었다.
  3. 甲은 솔베이 공정도를 따라가며 소금물에 암모니아와 이산화탄소를 불어 넣는 단계를 하나씩 짚었다. 암모니아가 공정 끝에서 회수되어 앞으로 다시 들어가는 화살표에 굵게 동그라미를 쳤다.
  4. 甲은 조미료 공장에서 발효로 얻은 글루탐산에 소다회를 더해 중화하는 것을 보았다. 산성이던 액이 중성으로 바뀌는 지점을 산도계로 확인하고 그때의 값과 투입량을 표에 적어 두었다.

  탄산나트륨은 솔베이법으로 암모니아를 써서 만드는 쪽이지, 암모니아를 만드는 원료가 아니다.

• 24

  [Cr(NH3)5Cl]Cl2에서 크로뮴(Cr)의 산화수는?

  1. 1. ＋1
  2. 2. ＋2
  3. 3. ＋3
  4. 4. ＋4

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 암모니아 다섯 개에 모두 음전하를 매기면 +1이 나온다. 암모니아는 질소의 비공유 전자쌍으로 결합할 뿐 전하가 없는 중성 리간드이므로 옳지 않다.
  2. 대괄호 안의 염소 하나를 빠뜨리고 세면 +2가 된다. 안쪽 염소도 크로뮴에 직접 붙은 리간드여서 음전하 하나를 맡고 있으므로 옳지 않다.
  3. 대괄호 안은 암모니아 다섯이 0, 염소 하나가 -1이고 바깥 염소 둘이 -2이므로 착이온 전하가 +2다. 여기에 안쪽 염소의 -1을 더하면 크로뮴은 +3이 되므로 옳다(정답).
  4. 바깥 염소 둘만 보고 크로뮴을 +4로 잡으면 안쪽 염소를 두 번 세거나 아예 빠뜨린 셈이 된다. 대괄호 안과 밖을 나눠 세어야 하므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 착화합물 문제에서 암모니아에 전하를 매기려다 손을 멈췄다. 질소의 비공유 전자쌍으로 결합하는 중성 분자라는 대목을 교재에서 찾아 형광펜으로 긋고 구조식 옆에 0이라 적었다.
  2. 甲은 대괄호 안과 밖의 염소를 헷갈려 하나를 빠뜨렸다. 안쪽은 크로뮴에 직접 붙은 리간드이고 바깥쪽은 떨어져 나온 짝이온이라는 구분을 구조식 옆에 화살표 둘로 갈라 표시해 두었다.
  3. 甲은 이 화합물을 물에 녹여 질산은을 넣으면 침전이 두 개분만 생긴다는 실험 자료를 보았다. 바깥 염소 둘만 떨어져 나온다는 결과를 착이온 전하가 +2라는 근거로 풀이 옆에 적었다.
  4. 甲은 전체 전하의 합이 0이어야 한다는 규칙을 식으로 옮겨 적었다. 크로뮴에 0을 다섯 번, -1을 세 번 더해 0이 되게 놓고 풀어 +3이 나오는 과정을 한 줄씩 공책에 남겼다.

  중성 리간드 NH3는 0, Cl은 -1, 착이온 전하는 +2이므로 Cr는 +3이다.

• 25

  아세톤의 공업적 제조법으로 적절하지 않은 것은?

  1. 1. Hock 공정
  2. 2. 프로필렌(propylene)의 직접 산화
  3. 3. 아이소프로필알코올(isopropyl alcohol)의 공기 산화
  4. 4. 에피클로로하이드린(epichlorohydrin)의 가수분해

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. Hock 공정은 큐멘을 산화해 페놀과 아세톤을 함께 얻는 방법이다. 오늘날 아세톤 생산의 대부분을 이 길이 차지하고 있으므로 제조법으로 적절하다.
  2. 프로필렌을 촉매 위에서 직접 산화하면 아세톤이 된다. 에틸렌을 같은 방식으로 산화하면 아세트알데하이드가 나오는 것과 짝을 이루는 공정이므로 제조법으로 적절하다.
  3. 이차 알코올인 아이소프로필알코올을 공기로 산화하거나 탈수소하면 아세톤이 된다. 알코올이 케톤으로 가는 가장 전형적인 길이므로 제조법으로 적절하다.
  4. 에피클로로하이드린을 가수분해하면 글리세롤이 된다. 에폭시 수지나 글리세롤 쪽으로 이어지는 원료여서 아세톤 공정에는 나오지 않으므로 적절하지 않다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 페놀 공장 창고에 아세톤 탱크가 나란히 선 것을 보았다. 큐멘 하나에서 두 제품이 같이 나오는 탓에 페놀 수요가 아세톤 값까지 흔든다는 담당자의 이야기를 수첩에 받아 적었다.
  2. 甲은 프로필렌을 팔라듐 촉매로 산화하는 공정도를 책상에 펼쳐 놓았다. 같은 촉매에 에틸렌을 넣으면 아세트알데하이드가 나오는 공정도를 옆에 나란히 놓고 갈라지는 자리에 표시를 했다.
  3. 甲은 이차 알코올에서 수소를 떼면 곧바로 케톤이 되는 과정을 구조식으로 그렸다. 일차 알코올이면 알데하이드를 거쳐 산까지 간다는 갈림길도 같은 종이에 화살표로 이어 그려 두었다.
  4. 甲은 에피클로로하이드린이 글리세롤 공정과 에폭시 수지 공정 양쪽에 나오는 것을 보았다. 아세톤 공정도 어디에도 이 이름이 없는 것을 하나하나 확인하고 제조법 표에서 그 줄을 지웠다.

  에피클로로하이드린의 가수분해는 글리세롤을 얻는 길이지 아세톤을 얻는 길이 아니다.

• 26

  전해 전지에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?

  ㄱ. 전기 에너지를 이용하여 비자발적 화학 반응을 일으킨다.

  ㄴ. 산화 전극은 (－)극이다.

  ㄷ. 연료 전지는 전해 전지에 해당한다.

  1. 1. ㄱ
  2. 2. ㄱ, ㄴ
  3. 3. ㄴ, ㄷ
  4. 4. ㄱ, ㄴ, ㄷ

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. ㄱ만 옳다. 전해 전지는 밖에서 전기 에너지를 넣어 저절로 일어나지 않는 반응을 억지로 일으키는 장치이고, 나머지 둘은 갈바니 전지 쪽 설명이므로 이 묶음이 맞다.
  2. ㄴ이 잘못 들어갔다. 전해 전지에서 산화가 일어나는 전극은 바깥 전원의 양극에 이어진 쪽이어서 음극이라는 설명과 어긋나므로 옳지 않다.
  3. ㄴ과 ㄷ이 모두 잘못이다. 산화 전극은 양극에 이어져 있고 연료 전지는 저절로 일어나는 반응에서 전기를 얻는 갈바니 전지이므로 옳지 않다.
  4. 셋을 모두 고르면 ㄴ과 ㄷ의 잘못까지 함께 안게 된다. 전해 전지와 갈바니 전지는 전기를 넣느냐 내느냐부터 반대이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 물을 전기 분해하다가 전원을 끄자 기포가 곧바로 멎는 것을 보았다. 전기를 넣는 동안만 이어지는 반응이라는 점을 저절로 도는 건전지와 견주어 공책 양쪽에 나눠 적어 두었다.
  2. 甲은 전극 이름을 외우다 헷갈려 표를 만들었다. 어느 전지든 산화가 일어나는 곳이 산화 전극인데 전해 전지에서는 그 자리가 바깥 전원의 양극에 이어진다는 것을 칸마다 채워 넣었다.
  3. 甲은 수소 연료 전지 자동차의 구조도를 펼쳐 놓고 전기의 흐름을 좇았다. 수소와 산소가 만나 물이 되면서 전기를 내놓을 뿐 전기를 넣는 화살표가 없다는 데 표시를 남겼다.
  4. 甲은 갈바니 전지와 전해 전지를 한 장에 나란히 적어 내려갔다. 자발과 비자발, 전기를 내는 쪽과 넣는 쪽, 산화 전극의 부호까지 줄줄이 반대로 놓이는 것을 칸마다 확인해 두었다.

  전해 전지는 전기를 넣어 비자발 반응을 일으킨다. 산화 전극은 (+)극이고 연료 전지는 갈바니 전지다. 정답은 1번.

• 27

  비료에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 1. N, P2O5, SO3 중 2가지 이상을 함유하면 복합비료로 분류한다.
  2. 2. 화성비료는 비료 성분을 단순 혼합하여 만든다.
  3. 3. 고도화성비료는 저도화성비료에 비해 저장 효율이 낮다.
  4. 4. 과인산석회와 석회질 비료를 섞으면 비료 효과가 감소한다.

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 복합비료는 질소·인산·칼륨 세 요소 가운데 둘 이상을 품은 것을 말한다. 보기에 든 SO3는 이 세 요소에 들지 않는 부성분이므로 옳지 않다.
  2. 성분을 단순히 섞기만 한 것은 배합비료라 부른다. 화성비료는 화학 반응을 거쳐 한 알갱이 안에 성분이 고루 들어가게 만든 것이므로 옳지 않다.
  3. 고도화성비료는 성분이 진해 같은 양으로 더 많이 줄 수 있고 부피가 작아 저장과 운반에 오히려 유리하다. 보기는 이 관계를 거꾸로 적었으므로 옳지 않다.
  4. 과인산석회의 수용성 인산이 석회질 비료의 칼슘과 만나면 물에 녹지 않는 인산칼슘으로 굳어 작물이 쓰지 못한다. 섞어 주면 안 되는 짝의 대표이므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 비료 포대 뒤쪽의 보증성분 칸을 꼼꼼히 읽었다. 질소·인산·칼륨만 굵게 적히고 황은 부성분 줄에 작게 들어가 있어 세 요소를 가르는 기준선에 자를 대고 밑줄을 그었다.
  2. 甲은 배합비료와 화성비료 알갱이를 흰 접시에 나눠 담아 보았다. 배합 쪽은 알갱이마다 색이 다르고 화성 쪽은 한 빛깔로 고른 것이 눈에 띄어 두 접시를 사진으로 찍어 두었다.
  3. 甲은 고도화성비료를 쓰면 창고에 쌓을 포대가 절반으로 준다는 계산을 보았다. 성분이 진해 같은 밭에 더 적은 양으로 끝난다는 수치를 올해 저장 계획표에 그대로 옮겨 적었다.
  4. 甲은 과인산석회와 소석회를 한 통에 담아 두었다가 돌처럼 굳어 버린 덩어리를 꺼냈다. 물에 녹아 바로 쓰이던 인산이 칼슘을 만나 굳었다는 설명을 통 겉면에 적어 붙여 두었다.

  과인산석회의 수용성 인산이 석회와 만나면 물에 안 녹는 인산칼슘이 되어 효과가 떨어진다.

• 28

  다음 반응의 주 생성물 ㉠이 과량의 물과 반응할 때 주로 생성되는 것은?

  1. 1. 에탄올(ethanol)
  2. 2. 에틸렌글라이콜(ethylene glycol)
  3. 3. 아세트산(acetic acid)
  4. 4. 아세트알데하이드(acetaldehyde)

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 에탄올은 에틸렌에 인산 촉매로 물을 직접 붙일 때 나온다. 은 촉매로 산소와 먼저 반응시킨 이 자리에서는 나오지 않으므로 옳지 않다.
  2. 은 촉매로 생긴 에틸렌옥사이드는 삼각형 고리가 팽팽해 쉽게 열린다. 과량의 물이 이 고리를 열어 양 끝에 하이드록시기가 붙은 에틸렌글라이콜이 되므로 옳다(정답).
  3. 아세트산은 에탄올이나 아세트알데하이드를 한 번 더 산화해야 나온다. 고리가 물에 열리는 이 반응은 산화 단계가 아니므로 옳지 않다.
  4. 아세트알데하이드는 팔라듐 촉매를 쓰는 바커 공정에서 나온다. 은 촉매로 고리를 만드는 이 공정과는 촉매도 생성물도 다르므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 에틸렌에 물을 붙여 에탄올을 만드는 공정도를 따로 펼쳐 놓았다. 인산 촉매에 물을 직접 더하는 길이어서 산소와 은을 쓰는 공정과 조건이 어떻게 다른지 표로 갈라 적었다.
  2. 甲은 자동차 부동액 통에 적힌 에틸렌글라이콜을 보고 제조 경로를 거슬러 따라갔다. 산화와 가수분해 두 걸음을 화살표로 이어 그리고 양 끝의 하이드록시기 둘에 동그라미를 쳤다.
  3. 甲은 아세트산을 만드는 공정도를 살펴보았다. 메탄올에 일산화탄소를 붙이거나 아세트알데하이드를 산화하는 두 길뿐이어서 고리가 열리는 반응과 이어지지 않는다고 옆에 적었다.
  4. 甲은 바커 공정에서 에틸렌이 아세트알데하이드가 되는 것을 보았다. 같은 에틸렌이라도 팔라듐이냐 은이냐에 따라 생성물이 갈리는 것을 촉매별로 묶어 한 장에 정리해 두었다.

  에틸렌을 은 촉매로 산화하면 에틸렌옥사이드가 되고, 과량의 물과 만나면 에틸렌글라이콜이 된다.

• 29

  프로필렌(propylene)을 원료로 생산되는 석유화학 제품이 아닌 것은?

  1. 1. 염화알릴(allyl chloride)
  2. 2. 아세트산바이닐(vinyl acetate)
  3. 3. 아크릴로나이트릴(acrylonitrile)
  4. 4. 아이소프로필알코올(isopropyl alcohol)

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 프로필렌을 고온에서 염소와 반응시키면 염화알릴이 된다. 글리세롤과 에피클로로하이드린으로 이어지는 프로필렌 계열 원료이므로 프로필렌 제품에 해당한다.
  2. 아세트산바이닐은 에틸렌에 아세트산과 산소를 붙여 만든다. 출발 원료가 프로필렌이 아니라 에틸렌이어서 계열 자체가 다르므로 프로필렌 제품이 아니다(정답).
  3. 프로필렌에 암모니아와 산소를 함께 넣는 암모산화로 아크릴로나이트릴을 얻는다. 아크릴 섬유로 이어지는 대표적인 제품이므로 프로필렌 제품에 해당한다.
  4. 프로필렌에 물을 붙이면 아이소프로필알코올이 된다. 한 번 더 산화하면 아세톤이 되는 앞 단계이므로 프로필렌 제품에 해당한다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 염화알릴이 글리세롤 공정의 출발점인 것을 공정도에서 확인했다. 프로필렌의 이중결합은 그대로 두고 옆자리 수소만 염소로 바뀌는 변화를 두 구조식으로 그려 나란히 견주었다.
  2. 甲은 접착제에 쓰는 폴리바이닐아세테이트의 원료를 거슬러 따라갔다. 에틸렌에 아세트산을 붙이는 공정에 닿자 손에 든 프로필렌 제품표에서 이 이름을 찾아 줄을 그어 지웠다.
  3. 甲은 아크릴 스웨터의 원료를 따라가다 암모산화 공정에 닿았다. 프로필렌에 암모니아와 산소를 한꺼번에 넣는 조건을 반응식으로 옮겨 적고 반응 온도와 촉매까지 덧붙여 두었다.
  4. 甲은 소독용 알코올 병에서 아이소프로필알코올이라는 이름을 보았다. 프로필렌에 물을 붙여 만들고 한 번 더 산화하면 아세톤이 된다는 흐름을 메모지에 적어 병 옆에 붙여 두었다.

  아세트산바이닐은 에틸렌에 아세트산과 산소를 붙여 만든다. 프로필렌에서 나오지 않는다.

• 30

  계면활성제의 임계마이셀농도(critical micelle concentration) 측정 방법으로 적절하지 않은 것은?

  1. 1. 타원편광법
  2. 2. 표면장력법
  3. 3. 색소가용화법
  4. 4. 전기전도도법

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 타원편광법은 빛의 편광 상태 변화를 읽어 고체 표면에 붙은 막의 두께와 굴절률을 재는 방법이다. 용액 속에서 마이셀이 생기는 농도를 찾는 일과는 쓰임이 다르므로 적절하지 않다(정답).
  2. 계면활성제를 더할수록 표면장력이 내려가다가 마이셀이 생기는 농도부터 거의 일정해진다. 그 꺾이는 점을 읽으면 되는 표준적인 방법이므로 측정법으로 적절하다.
  3. 물에 잘 녹지 않는 색소가 마이셀 안쪽에 들어가면서 흡광도가 갑자기 커진다. 색이 진해지기 시작하는 지점이 곧 임계마이셀농도이므로 측정법으로 적절하다.
  4. 마이셀이 생기면 자유로운 이온 수가 달라져 전기전도도 그래프의 기울기가 꺾인다. 꺾인 자리를 읽어 농도를 정하는 방법이므로 측정법으로 적절하다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 반도체 실험실에서 웨이퍼 위 산화막 두께를 타원편광기로 재는 것을 보았다. 고체 표면에 쓰는 장비라는 설명을 듣고 용액에 쓰는 장비 목록에서 이 이름을 찾아 지워 두었다.
  2. 甲은 세제를 조금씩 타 넣으면서 표면장력을 재어 그래프로 옮겼다. 가파르게 내려가다 어느 농도부터 평평해지는 꺾임을 찾아 그 자리에 화살표를 그리고 농도 값을 적어 넣었다.
  3. 甲은 물에 잘 안 녹는 색소를 세제 용액에 넣고 농도를 조금씩 올려 갔다. 어느 지점부터 색이 갑자기 진해지자 그때의 농도를 임계마이셀농도로 보고 실험 표에 옮겨 적었다.
  4. 甲은 이온성 계면활성제 용액의 전기전도도를 농도별로 재어 점을 찍었다. 직선으로 오르다 기울기가 한 번 꺾이는 자리를 찾아 표면장력으로 구한 값과 나란히 놓고 맞춰 보았다.

  타원편광법은 표면의 얇은 막 두께를 재는 방법이고, 임계마이셀농도는 용액 성질이 꺾이는 점으로 찾는다.

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• 31

  P와 O의 형식전하를 옳게 짝 지은 것은?

  P O

  1. 1. ＋1 0
  2. 2. ＋1 －1
  3. 3. －1 0
  4. 4. －1 －1

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 산소를 0으로 보려면 산소가 인과 이중결합을 해야 한다. 자료의 산소는 단일결합 하나에 비공유 전자쌍 세 개를 지녀 계산값이 달라지므로 옳지 않다.
  2. 인은 원자가전자 5에서 결합 4를 빼 +1이고, 산소는 6에서 비공유 전자 6과 결합 1을 빼 -1이다. 자료의 구조를 그대로 계산한 값이므로 옳다(정답).
  3. 인을 음으로 잡으려면 결합이 여섯 개 있어야 한다. 자료의 인은 염소 셋과 산소 하나로 결합이 넷뿐이어서 계산이 맞지 않으므로 옳지 않다.
  4. 인과 산소를 모두 음으로 잡으면 분자 전체 형식전하의 합이 -2가 된다. 자료는 전하가 없는 중성 분자여서 합이 0이어야 하므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 산소가 0이 되는 경우를 종이 옆에 따로 그려 보았다. 인과 산소를 이중결합으로 이으면 비공유 전자쌍이 셋에서 둘로 줄어드는 구조가 나와 자료의 그림과 나란히 붙여 두었다.
  2. 甲은 형식전하 식을 손에 익히려고 자료의 원자를 하나씩 계산해 나갔다. 인은 5에서 4를 빼고 산소는 6에서 6과 1을 빼는 과정을 줄 세워 적고 염소 셋까지 빠짐없이 셈했다.
  3. 甲은 인에 붙은 결합을 손가락으로 짚어 가며 세었다. 염소 셋과 산소 하나로 넷이 나오자 결합을 여섯으로 늘린 가상의 구조를 옆에 그려 보고 실제 자료와 다른 점을 표시했다.
  4. 甲은 분자 전체의 형식전하를 모두 더해 검산해 보았다. 중성 분자이니 합이 0이어야 한다는 조건에 +1과 -1과 염소 셋의 0을 넣어 맞아떨어지는 것을 풀이 아래에 적었다.

  형식전하는 원자가전자에서 비공유 전자 수와 결합 수를 뺀 값이다. P는 +1, O는 -1이다.

• 32

  다음 구조식을 갖는 고분자는?

  1. 1. 폴리에스터(polyester)
  2. 2. 폴리우레아(polyurea)
  3. 3. 폴리우레탄(polyurethane)
  4. 4. 폴리아마이드(polyamide)

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 폴리에스터의 반복 단위는 카르보닐 옆에 산소가 붙은 에스터 결합이다. 자료에는 그 자리에 질소가 들어 있어 결합 종류가 다르므로 옳지 않다.
  2. 폴리우레아는 질소 둘이 카르보닐 하나를 사이에 두고 마주 보는 구조다. 자료의 반복 단위에는 질소가 하나뿐이므로 옳지 않다.
  3. 폴리우레탄은 질소와 카르보닐 사이에 산소가 하나 더 끼어든 구조다. 자료에는 그 산소가 보이지 않아 우레탄 결합으로 볼 수 없으므로 옳지 않다.
  4. 질소에 수소가 붙고 바로 옆 탄소가 산소와 이중결합한 구조가 아마이드 결합이다. 자료의 반복 단위가 이 모양 그대로이므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 페트병의 재활용 표시를 보고 폴리에스터의 반복 단위를 찾아 그려 보았다. 카르보닐 옆이 산소로 채워져 질소가 들어갈 자리가 없는 것을 자료 그림과 겹쳐 놓고 견주었다.
  2. 甲은 폴리우레아 방수재 설명서에 실린 구조식을 공책에 옮겨 그렸다. 질소가 카르보닐 양쪽에 하나씩 붙은 모양이어서 질소가 하나뿐인 자료와 다른 자리에 화살표를 그려 두었다.
  3. 甲은 폴리우레탄 스펀지의 반복 단위를 그린 뒤 아마이드 구조와 겹쳐 놓았다. 산소 하나가 더 끼었는지만 다르다는 것을 확인하고 그 산소 자리에 별표를 그려 표시해 두었다.
  4. 甲은 나일론 스타킹의 반복 단위를 그려 자료의 구조와 맞춰 보았다. 같은 결합이 단백질의 펩타이드 결합이기도 하다는 대목을 교재에서 찾아 그림 옆에 옮겨 적어 두었다.

  질소에 수소가 붙고 그 옆 탄소에 산소가 이중결합한 아마이드 결합이므로 폴리아마이드다.

• 33

  실리콘 반도체의 제조 공정을 진행 순서대로 옳게 나열한 것은?

  1. 1. 감광제 도포 → 노광 → 산화 → 식각
  2. 2. 감광제 도포 → 산화 → 식각 → 노광
  3. 3. 산화 → 감광제 도포 → 노광 → 식각
  4. 4. 산화 → 식각 → 감광제 도포 → 노광

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 감광제를 먼저 바르면 그 아래에 올려야 할 산화막을 넣을 자리가 사라진다. 산화가 맨 앞에 와야 층이 제대로 쌓이므로 옳지 않다.
  2. 감광제를 바른 뒤에 산화를 하면 1000℃ 가까운 열에 감광제가 타 버린다. 순서가 뒤엉켜 공정이 성립하지 않으므로 옳지 않다.
  3. 산화로 절연막을 올리고 그 위에 감광제를 바른 뒤 빛을 쬐어 무늬를 새기고 드러난 곳을 깎아 낸다. 실제 공정 차례 그대로이므로 옳다(정답).
  4. 식각을 노광보다 먼저 하면 어디를 깎을지 정하지 않은 채로 깎는 셈이 된다. 무늬를 먼저 새겨야 선택해서 깎을 수 있으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 공정 순서를 외우다 산화 단계를 통째로 놓쳤다. 감광제는 무늬를 옮기고 사라지는 임시 막이고 실제로 남는 것은 아래 산화막이라는 설명을 순서표 맨 앞에 큼직하게 적어 넣었다.
  2. 甲은 감광제가 100℃ 남짓에서 변형된다는 자료와 산화로의 운전 온도를 나란히 놓고 보았다. 900℃가 넘는 값을 확인하고 감광제를 먼저 바를 수 없는 까닭에 두 줄로 밑줄을 그었다.
  3. 甲은 반도체 공장 견학에서 노란 조명 아래로 웨이퍼가 지나가는 것을 보았다. 감광제가 반응하는 파장만 뺀 조명이라는 설명을 듣고 그 조명 색을 사진으로 찍어 견학 수첩에 붙였다.
  4. 甲은 식각을 마친 웨이퍼 사진을 크게 확대해 들여다보았다. 빛을 쬔 자리만 녹아 없어지고 남은 감광제가 아래층을 덮은 모양을 공정 순서표 옆에 오려 붙여 두었다.

  산화막을 먼저 올린 뒤 감광제를 바르고 빛을 쬐어 무늬를 옮기고 마지막에 깎아 낸다.

• 34

  사슬중합과 단계중합에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?

  ㄱ. 사슬중합은 개시제가 반드시 필요하다.

  ㄴ. 사슬중합에서는 시간에 따라 평균 분자량의 증가 속도가 느려진다.

  ㄷ. 단계중합에서는 시간에 따라 단량체의 소모 속도가 느려진다.

  1. 1. ㄱ
  2. 2. ㄱ, ㄴ
  3. 3. ㄴ, ㄷ
  4. 4. ㄱ, ㄴ, ㄷ

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. ㄱ만 고르면 ㄴ과 ㄷ이 옳다는 것을 함께 놓치게 된다. 세 진술 가운데 둘이 맞는 설명이므로 이 묶음으로는 모자라 옳지 않다.
  2. ㄴ은 맞지만 ㄱ이 걸린다. 고리 열림 중합이나 스타이렌의 열중합처럼 개시제 없이 열이나 빛으로 시작하는 사슬중합도 있으므로 옳지 않다.
  3. 사슬중합은 시작된 사슬이 순식간에 자라고 끊겨 시간이 갈수록 평균 분자량의 증가 속도가 느려지고, 단계중합은 단량체가 일찍 짝을 찾아 소모 속도가 느려지므로 이 묶음이 맞다.
  4. 셋을 모두 고르면 ㄱ의 단정까지 함께 안게 된다. 개시제가 반드시 있어야 하는 것은 아니어서 ㄱ을 뺀 묶음이라야 하므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 두 중합의 분자량 그래프를 같은 축에 겹쳐 그려 보았다. 사슬중합은 처음부터 높고 단계중합은 끝에서야 솟구치는 모양이어서 두 곡선에 서로 다른 색을 칠해 구분해 두었다.
  2. 甲은 개시제 없이 도는 중합이 정말 있는지 자료를 뒤졌다. 스타이렌의 열중합과 고리 열림 중합을 예로 찾아내 문제의 '반드시'라는 말 위에 물음표를 크게 달아 두었다.
  3. 甲은 단계중합 초기에 단량체가 거의 사라졌는데도 분자량이 낮게 나온 자료를 보았다. 이합체와 삼합체가 잔뜩 생긴 상태를 그림으로 그려 분자량 그래프 옆에 나란히 붙였다.
  4. 甲은 나일론 단계중합에서 전화율이 99%라야 쓸 만한 분자량이 나온다는 계산을 따라갔다. 98%일 때의 값도 직접 식에 넣어 보고 두 수를 나란히 적어 차이를 확인했다.

  사슬중합은 개시제로 시작하고, 단계중합은 단량체가 일찍 소모된 뒤 분자량이 늦게 오른다. 정답은 3번.

• 35

  탈수소반응(dehydrogenation)의 반응물과 생성물의 짝으로 옳지 않은 것은?

  반응물 생성물

  1. 1. n - 뷰테인(n - butane) n - 뷰틸렌(n - butylene)
  2. 2. 에틸벤젠(ethyl benzene) 스타이렌(styrene)
  3. 3. n - 헵테인(n - heptane) 톨루엔(toluene)
  4. 4. 아세트알데하이드(acetaldehyde) 에탄올(ethanol)

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. n-뷰테인에서 수소를 떼면 이중결합이 생겨 n-뷰틸렌이 된다. 포화에서 불포화로 가는 가장 전형적인 탈수소 반응이므로 짝이 옳다.
  2. 에틸벤젠에서 수소를 떼면 옆가지에 이중결합이 생겨 스타이렌이 된다. 폴리스타이렌 원료를 만드는 실제 공업 공정이므로 짝이 옳다.
  3. n-헵테인에서 수소를 떼면서 고리를 닫으면 톨루엔이 된다. 접촉 개질에서 방향족과 수소를 함께 얻는 길이므로 짝이 옳다.
  4. 아세트알데하이드가 에탄올이 되려면 오히려 수소를 붙여야 한다. 방향이 거꾸로여서 탈수소가 아니라 수소화에 해당하므로 옳지 않다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 뷰테인 탈수소로 얻은 뷰틸렌이 합성고무로 이어지는 흐름을 공정도에서 따라갔다. 수소 둘을 떼어 이중결합 하나를 만드는 변화를 반응식으로 옮겨 적고 촉매 이름을 덧붙였다.
  2. 甲은 스타이렌 공장에서 에틸벤젠을 고온 수증기와 함께 흘려보내는 것을 보았다. 옆가지에서 수소가 빠져나가는 자리를 구조식 위에 동그라미로 표시하고 운전 온도를 적어 두었다.
  3. 甲은 접촉 개질 공정도를 책상에 펼쳐 놓았다. 곧은 사슬인 헵테인이 고리를 닫으며 수소를 내놓는 과정을 짚어 가며 옥탄가가 얼마나 오르는지 표에서 찾아 옆에 적었다.
  4. 甲은 에탄올과 아세트알데하이드의 관계를 화살표 양쪽으로 그려 보았다. 알코올에서 수소를 떼야 알데하이드가 된다는 방향을 굵게 칠하고 문제에 적힌 짝과 나란히 견주었다.

  아세트알데하이드에서 에탄올로 가는 것은 수소를 붙이는 환원이므로 탈수소의 반대다.

• 36

  10몰의 에테인다이아민(ethanediamine)과 10몰의 아디프산(adipic acid)이 반응하여 합성된 고분자에서 말단 카르복실기의 총량이 0.1몰일 때, 고분자의 수평균 분자량은? (단, 합성된 고분자에서 반복단위의 분자량은 170이고, 말단기 분자량은 무시한다)

  1. 1. 8,500
  2. 2. 17,000
  3. 3. 34,000
  4. 4. 68,000

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 8,500은 사슬 하나에 반복단위가 50개 있다고 보았을 때 나오는 값이다. 10몰을 말단기 0.1몰로 나누면 100개가 되므로 옳지 않다.
  2. 말단 카르복실기 0.1몰이 곧 사슬의 수다. 반복단위 10몰을 0.1몰로 나누면 사슬당 100개가 되고 여기에 170을 곱하면 17,000이 되므로 옳다(정답).
  3. 34,000은 사슬당 반복단위를 200개로 잡은 값이다. 카르복실기와 아민기를 함께 세어 사슬 수를 절반으로 본 결과이므로 옳지 않다.
  4. 68,000은 사슬당 반복단위를 400개로 잡은 값이다. 몰수를 네 배로 잘못 본 셈이어서 주어진 조건과 맞지 않으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 반복단위 수를 50으로 놓고 거꾸로 계산해 보았다. 10몰을 50으로 나누니 사슬이 0.2몰이 되어 주어진 말단기 0.1몰과 어긋나는 것을 풀이 옆에 적고 가위표를 쳤다.
  2. 甲은 말단기로 분자량을 구하는 방법을 처음부터 정리했다. 사슬 하나에 끝이 둘이지만 카르복실기는 그중 하나뿐이라는 점을 그림으로 그려 공식 옆에 붙이고 화살표로 이었다.
  3. 甲은 아민 말단까지 더해 0.2몰로 놓고 다시 계산해 보았다. 사슬 수가 두 배가 되어 분자량이 절반으로 떨어지는 것을 보고 문제가 카르복실기만 준 뜻을 여백에 적어 두었다.
  4. 甲은 단위를 하나하나 따라가며 검산했다. 10몰을 0.1몰로 나눠 사슬당 100개를 얻고 반복단위 분자량 170을 곱하는 과정을 단위까지 붙여 한 줄로 옮겨 적었다.

  말단 카르복실기 0.1몰이 사슬 수이므로, 반복단위 10몰을 0.1몰로 나눠 100을 얻고 170을 곱한다.

• 37

  지용성 비타민으로만 묶은 것은?

  1. 1. 비타민 A, 비타민 C, 비타민 E
  2. 2. 비타민 A, 비타민 D, 비타민 K
  3. 3. 비타민 B, 비타민 D, 비타민 K
  4. 4. 비타민 C, 비타민 D, 비타민 E

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 비타민 C가 끼어 있어 묶음이 깨진다. C는 물에 녹아 남는 만큼 오줌으로 빠져나가는 대표적인 수용성 비타민이므로 옳지 않다.
  2. 비타민 A와 D와 K가 모두 지용성이다. 기름에 녹아 흡수되고 몸에 쌓이는 넷 가운데 셋으로만 묶였으므로 옳다(정답).
  3. 비타민 B가 끼어 있어 묶음이 깨진다. B군은 B1부터 B12까지 모두 물에 녹는 수용성이어서 지용성 묶음에 들 수 없으므로 옳지 않다.
  4. 비타민 C가 끼어 있어 묶음이 깨진다. D와 E는 지용성이 맞지만 C 하나 때문에 지용성만 묶은 것이 되지 못하므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 비타민 C를 아무리 많이 먹어도 몸에 쌓이지 않는다는 설명을 읽었다. 물에 녹아 오줌으로 빠지기 때문이라는 대목과 지용성 비타민의 과잉증 설명을 한 장에 나눠 적었다.
  2. 甲은 지용성 비타민 넷을 A·D·E·K로 묶어 소리 내어 외웠다. 기름에 녹아야 흡수된다는 성질에 맞춰 나물을 기름에 무쳐 먹는 조리법을 그 옆에 예로 달아 두었다.
  3. 甲은 비타민 B군이 B1부터 B12까지 여럿으로 나뉘는 표를 펼쳐 보았다. 모두 수용성 칸에 들어 있어 지용성 묶음에는 하나도 올라가지 않는 것을 칸마다 확인해 표시했다.
  4. 甲은 식용유 병에 비타민 E가 들었다는 표시를 보았다. 산화를 막는 성분이 기름에 녹아 있는 것을 확인하고 수용성 비타민은 이 병에 못 넣는 까닭을 병 옆 메모에 적었다.

  지용성 비타민은 A·D·E·K 넷이다. B와 C는 물에 녹는다.

• 38

  원유 성분의 질량 함량에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?

  ㄱ. 수소(H)가 질소(N)보다 크다.

  ㄴ. 파라핀계 탄화수소가 올레핀계 탄화수소보다 크다.

  ㄷ. 나프텐계 탄화수소 중 가장 큰 것은 벤젠이다.

  1. 1. ㄱ
  2. 2. ㄴ
  3. 3. ㄱ, ㄴ
  4. 4. ㄱ, ㄴ, ㄷ

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. ㄱ만 고르면 ㄴ이 옳다는 것을 놓치게 된다. 원유에 파라핀계가 올레핀계보다 훨씬 많다는 것도 맞는 설명이므로 이 묶음으로는 모자라 옳지 않다.
  2. ㄴ만 고르면 ㄱ이 옳다는 것을 놓치게 된다. 원유의 수소가 질소보다 훨씬 많다는 것도 맞는 설명이므로 이 묶음으로는 모자라 옳지 않다.
  3. 원유는 탄소와 수소가 대부분이고 질소는 1%에 못 미친다. 또 원유에는 이중결합이 있는 올레핀계가 거의 없어 파라핀계가 가장 많으므로 ㄱ과 ㄴ만 맞는 이 묶음이 옳다.
  4. 셋을 모두 고르면 ㄷ까지 함께 안게 된다. 나프텐계는 사이클로헥세인처럼 포화된 고리이고 벤젠은 방향족으로 따로 세므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 원유 원소 분석표를 책상에 펼쳐 놓고 값을 견주었다. 탄소 83~87%, 수소 11~14%에 견주어 질소는 1%에도 못 미쳐 두 값의 자릿수 차이에 형광펜을 칠해 두었다.
  2. 甲은 올레핀계가 원유에 거의 없다는 설명을 읽고 의아해했다. 이중결합이 있는 탄화수소는 정제 공정의 분해 단계에서 비로소 생긴다는 대목을 찾아 공책에 그대로 옮겨 적었다.
  3. 甲은 나프텐계와 방향족을 구조로 갈라 그려 보았다. 사이클로헥세인은 포화된 고리이고 벤젠은 고리에 이중결합이 번갈아 있는 것을 두 그림으로 나란히 그려 옆에 남겼다.
  4. 甲은 원유 종류표에서 파라핀기유와 나프텐기유가 나뉘어 있는 것을 보았다. 올레핀기유라는 칸이 아예 없는 것을 확인하고 표 아래 여백에 그 까닭을 한 줄로 적어 두었다.

  원유에는 수소가 질소보다 훨씬 많고 파라핀계가 올레핀계보다 많다. 벤젠은 나프텐계가 아니다. 정답은 3번.

• 39

  α -결합을 갖는 포도당 중합체 (가)와 β -결합을 갖는 포도당 중합체 (나)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  (가) (나)

  1. 1. 아밀로스는 (가)에 해당한다.
  2. 2. 사람은 (가)를 소화하지 못한다.
  3. 3. (가)는 레이온(rayon)의 공업적 생산에 이용된다.
  4. 4. (나)는 수소 결합을 하여 물에 잘 녹는다.

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 아밀로스는 포도당이 α-1,4 결합으로 이어진 전분의 한 성분이다. 자료의 (가)가 바로 그 결합으로 이어진 사슬이므로 옳다(정답).
  2. 사람은 침과 이자에서 나오는 아밀레이스로 α-결합을 끊어 전분을 소화한다. 사람이 소화하지 못하는 것은 β-결합인 (나) 쪽이므로 옳지 않다.
  3. 레이온은 셀룰로스를 약품에 녹였다가 실로 다시 뽑아 만드는 재생섬유다. 원료가 되는 것은 β-결합인 (나)이므로 옳지 않다.
  4. 셀룰로스도 하이드록시기가 많아 수소 결합을 하지만 사슬끼리 빽빽이 묶여 물에 녹지 않는다. 그 수소 결합 때문에 오히려 안 녹으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 밥을 오래 씹으면 단맛이 나는 까닭을 찾아보았다. 침 속 아밀레이스가 α-결합을 끊어 엿당으로 바꾼다는 설명을 읽고 실제로 씹어 가며 단맛이 나는 때를 재어 적었다.
  2. 甲은 소가 풀만 먹고도 사는 까닭을 찾다가 되새김위의 미생물에 닿았다. 사람에게 없는 셀룰레이스가 β-결합을 끊어 준다는 대목을 소화 효소표 아래에 덧붙여 적어 두었다.
  3. 甲은 레이온 옷의 원료가 나무 펄프라는 것을 자료에서 보았다. 셀룰로스를 약품에 녹였다 다시 뽑는 공정 그림을 옮겨 그리고 전분 쪽 공정과 화살표를 갈라 표시해 두었다.
  4. 甲은 솜뭉치를 물에 담가 두고 며칠 뒤에 다시 꺼내 보았다. 젖기만 하고 녹지 않은 것을 확인한 뒤 사슬끼리 수소 결합으로 묶인 구조를 교재에서 찾아 그 옆에 그려 넣었다.

  (가)는 α-결합인 전분, (나)는 β-결합인 셀룰로스다. 아밀로스는 전분 쪽이다.

• 40

  다음 반응의 생성물로 적절한 것은?

  1. 1.
  2. 2.
  3. 3.
  4. 4.

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 에스터 세 자리가 모두 끊어져 하이드록시기 셋을 지닌 글리세롤이 나오고, 비누화로 생긴 나트륨염은 산 처리를 거쳐 카르복실산이 된다. 자료의 조건 그대로이므로 옳다(정답).
  2. 알코올이 나오려면 수소화 알루미늄 리튬 같은 환원제를 써야 한다. 염기와 물로 에스터를 끊는 이 반응에서는 카르보닐이 그대로 남으므로 옳지 않다.
  3. 글리세롤 자리의 산소가 OR로 남아 있다면 에스터가 아직 끊기지 않은 것이다. 게다가 산 처리를 거쳤으므로 나트륨염 상태로 남지도 않아 옳지 않다.
  4. OR가 그대로 남은 데다 탄소가 하나뿐인 포름산이 적혀 있다. 유지에서 떨어져 나오는 지방산은 탄소가 긴 사슬을 이루므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 비누 만들기 실험에서 유지에 수산화나트륨을 넣고 끓인 뒤 굳은 위층을 걷어 냈다. 아래 물층에 남은 글리세롤을 따로 받아 두 생성물을 각각 병에 담고 이름표를 붙였다.
  2. 甲은 에스터를 알코올로 바꾸려면 따로 환원제가 있어야 한다는 것을 배웠다. 염기와 물만 쓰는 비누화와 환원 반응을 두 줄로 나눠 적고 생성물이 놓이는 자리에 밑줄을 그었다.
  3. 甲은 글리세롤의 구조를 그려 하이드록시기 셋이 모두 드러나는지 하나씩 확인했다. OR로 덮인 보기를 옆에 놓고 그것이 아직 유지 그대로인 상태임을 화살표로 표시해 두었다.
  4. 甲은 유지의 R가 탄소 열몇 개짜리 긴 사슬이라는 것을 분자식으로 확인했다. 탄소가 하나뿐인 포름산이 나올 자리가 없다는 것을 구조식 옆에 한 줄로 적어 두었다.

  유지를 NaOH로 비누화하면 글리세롤과 지방산 나트륨염이 되고, 산으로 처리하면 지방산이 된다.

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• 41

  다음 중 수용액에서 산의 세기가 가장 약한 화합물은?

  1. 1. HF
  2. 2. HI
  3. 3. HBr
  4. 4. HCl

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 플루오린은 원자가 작아 수소와의 결합이 네 가운데 가장 짧고 세다. 물에서 수소 이온을 잘 내놓지 못해 약산으로 분류되므로 이것이 가장 약한 산이 맞다(정답).
  2. 아이오딘은 원자가 커서 수소와의 결합이 가장 길고 약하다. 물에서 거의 다 이온으로 갈라지는 가장 센 산이므로 옳지 않다.
  3. 브로민은 아이오딘 다음으로 원자가 커서 수소와의 결합이 쉽게 끊어진다. 물에서 거의 완전히 갈라지는 강산이라 가장 약한 산과는 거리가 멀므로 옳지 않다.
  4. 염소는 플루오린보다 원자가 커서 결합이 더 약하다. 염산이 대표적인 강산으로 쓰이는 까닭이 여기에 있으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 네 할로젠화수소의 이온화 상수를 표로 옮겨 적으며 자릿수를 견주어 보았다. 플루오린화수소만 값이 눈에 띄게 작은 것을 확인하고 그 줄에 굵게 밑줄을 긋고 약산이라 적어 두었다.
  2. 甲은 원자 반지름과 결합 길이를 같은 표에 나란히 적어 내려갔다. 아이오딘 쪽이 가장 길고 그만큼 끊어지기 쉬운 것을 보고 산 세기가 가장 큰 자리에 화살표를 그려 표시했다.
  3. 甲은 브로민화수소 수용액의 전기전도도를 재어 염산과 견주어 보았다. 두 값이 거의 비슷하게 높은 것을 확인하고 둘 다 거의 다 갈라지는 강산이라고 실험 기록에 적었다.
  4. 甲은 염산 병에 붙은 강산 표시를 보고 같은 족의 다른 산들과 세기를 견주었다. 플루오린 쪽만 약산으로 따로 묶이는 것을 확인하고 네 산을 세기 순서대로 늘어놓아 적었다.

  할로젠화수소의 산 세기는 결합이 약할수록 커진다. 결합이 가장 센 플루오린화수소가 가장 약한 산이다.

• 42

  다음 석유 제품 중 구성 성분의 평균 탄소 수가 가장 많은 것은?

  1. 1. 등유
  2. 2. 디젤
  3. 3. 가솔린
  4. 4. 아스팔트

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 등유는 탄소가 열둘에서 열여섯쯤 되는 유분으로 가솔린보다 무겁고 디젤보다 가볍다. 탑 가운데쯤에서 뽑는 유분이므로 옳지 않다.
  2. 디젤은 탄소가 열다섯에서 스물쯤 되는 유분으로 등유보다 무겁다. 그래도 탑 아래에 남는 잔사보다는 가벼우므로 옳지 않다.
  3. 가솔린은 탄소가 다섯에서 아홉쯤 되는 가벼운 유분으로 탑 위쪽에서 뽑는다. 넷 가운데 가장 가벼운 쪽이므로 옳지 않다.
  4. 아스팔트는 증류탑 맨 아래에 남는 잔사로 탄소가 수십 개에 이르는 무거운 성분이 모인 것이다. 끓는점이 가장 높은 만큼 평균 탄소 수도 가장 많으므로 맞다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 정유 공장 증류탑 옆면에 표시된 뽑는 자리를 아래에서 위로 짚어 올라갔다. 자리마다 적힌 유분 이름과 끓는점 범위를 수첩에 옮겨 적고 등유가 가운데쯤인 것을 확인했다.
  2. 甲은 경유 차량 연료 자료에서 탄소 수 범위를 찾아 등유 값과 나란히 적었다. 두 범위가 조금 겹치면서도 디젤 쪽이 위로 더 뻗어 있는 것을 보고 겹치는 구간에 표시를 남겼다.
  3. 甲은 휘발유가 쉽게 날아가는 까닭을 찾다가 탄소 수 자료에 닿았다. 네 유분 가운데 가장 작은 범위인 것을 확인하고 끓는점 표에서 맨 위 칸에 동그라미를 쳐 두었다. 가장 가벼운 유분이라고 칸 옆에 적었다.
  4. 甲은 도로 포장 현장에서 검고 끈적한 아스팔트를 뜨겁게 데워 붓는 것을 보았다. 증류탑 맨 아래에 남은 것이라는 설명을 듣고 네 유분을 무거운 차례로 다시 세워 적었다. 무거운 차례대로 번호를 다시 매겨 두었다.

  끓는점이 높을수록 탄소 수가 많다. 증류탑 맨 아래에 남는 아스팔트가 가장 크다.

• 43

  DNA와 RNA에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. RNA의 당은 리보오스(ribose)이다.
  2. 2. DNA에 있는 4종류의 염기는 아데닌(A), 우라실(U), 시토신(C), 구아닌(G)이다.
  3. 3. 수소결합은 DNA가 이중 나선구조를 가지는 데 기여한다.
  4. 4. 유전정보를 저장하고 있는 DNA는 핵산(nucleic acid)의 한 종류이다.

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. RNA의 당은 두 번째 탄소에 하이드록시기가 남아 있는 리보오스다. DNA의 디옥시리보오스와 산소 하나 차이로 갈리는 것이 맞으므로 옳다.
  2. DNA가 쓰는 염기는 아데닌과 티민과 시토신과 구아닌 넷이다. 우라실은 RNA에서 티민 대신 들어가는 염기여서 DNA 쪽에 적으면 안 되므로 옳지 않다(정답).
  3. 아데닌과 티민 사이에 두 개, 시토신과 구아닌 사이에 세 개의 수소결합이 생겨 두 가닥을 붙잡는다. 이중 나선을 지탱하는 힘이 맞으므로 옳다.
  4. 핵산은 뉴클레오타이드가 길게 이어진 고분자를 이르는 말이고 DNA와 RNA가 여기에 든다. 유전정보를 담는 DNA도 핵산의 한 갈래이므로 옳다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 두 당의 구조식을 나란히 그려 두 번째 탄소 자리를 비교해 보았다. 한쪽에만 하이드록시기가 붙어 있는 것을 확인하고 그 자리에 동그라미를 친 뒤 각 구조 아래 이름을 달았다.
  2. 甲은 염기 네 개의 이름을 적다가 우라실을 어디에 넣을지 망설였다. 자료를 찾아 RNA에서 티민 자리를 대신한다는 대목을 확인하고 두 핵산의 염기 목록을 따로 나눠 적었다.
  3. 甲은 이중 나선 모형에서 두 가닥을 잡아당겨 보았다. 염기쌍마다 점선이 두 개와 세 개로 갈리는 것을 확인하고 각 쌍 옆에 점선 수를 숫자로 적어 넣었다. 점선 수를 숫자로 적어 쌍마다 표시해 두었다.
  4. 甲은 핵산이라는 말이 무엇을 묶는 이름인지 찾아보았다. 뉴클레오타이드가 이어진 고분자를 통틀어 이르며 두 종류가 그 아래 놓인다는 것을 확인하고 갈래 그림을 그렸다. 갈래 그림 아래에 두 이름을 나란히 적었다.

  우라실은 RNA의 염기다. DNA는 아데닌·티민·시토신·구아닌 넷을 쓴다.

• 44

  섬유 식물 또는 목재를 기계적, 화학적으로 처리하여 얻은 셀룰로오스(cellulose) 섬유의 집합체는?

  1. 1. 펄프(pulp)
  2. 2. 레티놀(retinol)
  3. 3. 나프타(naphtha)
  4. 4. 글리세린(glycerin)

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 펄프는 목재나 섬유 식물을 갈거나 약품으로 처리해 리그닌을 없애고 셀룰로스 섬유만 남긴 것이다. 종이와 재생섬유의 원료가 되는 물질이므로 맞다(정답).
  2. 레티놀은 비타민 A의 한 형태로 기름에 녹는 작은 분자다. 셀룰로스 섬유와는 갈래가 전혀 다른 물질이므로 옳지 않다.
  3. 나프타는 원유를 증류해 얻는 탄화수소 유분으로 석유화학의 출발 원료다. 식물에서 얻은 셀룰로스 섬유가 아니라 액체 혼합물이므로 옳지 않다.
  4. 글리세린은 유지를 비누화할 때 함께 나오는 하이드록시기 셋짜리 알코올이다. 섬유가 아니라 액체 화합물이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 제지 공장에서 나무 조각이 약품 솥을 지나 흰 섬유 덩어리로 나오는 것을 보았다. 갈색 리그닌이 빠져나가면서 색이 바뀐다는 설명을 듣고 공정 단계마다 색을 적어 두었다.
  2. 甲은 영양제 병에서 레티놀이라는 이름을 보고 어떤 물질인지 찾아보았다. 비타민 A의 한 형태라는 것을 확인하고 섬유 쪽 자료와는 다른 서랍에 갈라 넣어 두었다. 섬유 쪽 자료와는 다른 서랍에 갈라 넣어 두었다.
  3. 甲은 석유화학 공정도에서 나프타가 어디서 나오는지 거슬러 올라갔다. 원유 증류탑에 닿자 식물에서 얻는 원료들과는 출발점이 아예 다른 것을 표로 갈라 적었다. 출발점이 아예 다른 것을 표로 갈라 적어 두었다.
  4. 甲은 비누 만들기 실험에서 아래 물층에 남은 끈적한 액체를 받아 냈다. 그것이 글리세린이라는 설명을 듣고 섬유 덩어리와는 상태부터 다른 것을 기록해 두었다. 섬유 덩어리와는 상태부터 다른 것을 기록해 두었다.

  나무나 섬유 식물에서 셀룰로스만 남기고 뽑아낸 섬유 덩어리가 펄프다.

• 45

  원유의 상압 증류(distillation) 공정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 탄화수소의 혼합물을 끓는점 차이로 분리한다.
  2. 2. 증류탑의 위쪽으로 갈수록 끓는점이 높은 성분이 분리된다.
  3. 3. 원유 중의 염분을 제거하는 전처리 공정인 탈염 조작이 필요하다.
  4. 4. 증류액(distillate)의 일부를 환류(reflux)시켜 제품의 순도를 조절한다.

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 상압 증류는 탄화수소가 섞인 원유를 끓는점 차이로 갈라 유분별로 뽑아내는 공정이다. 분리의 원리를 바르게 적었으므로 옳다.
  2. 증류탑은 아래가 뜨겁고 위로 갈수록 온도가 낮아 끓는점이 낮은 가벼운 성분이 위쪽에서 뽑힌다. 위로 갈수록 끓는점이 높아진다고 적었으므로 옳지 않다(정답).
  3. 원유에 섞인 염분은 설비를 부식시키고 촉매를 망가뜨리므로 증류 전에 물로 씻어 낸다. 탈염이 전처리로 들어가는 것이 맞으므로 옳다.
  4. 뽑아낸 증류액 일부를 탑으로 되돌려 흘리면 올라오는 증기와 만나 성분이 더 잘 갈린다. 환류로 순도를 맞추는 것이 맞으므로 옳다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 증류탑 단면도에서 유분이 뽑히는 자리를 아래에서 위로 짚어 가며 이름을 읽었다. 무거운 것이 아래, 가벼운 것이 위에 놓이는 차례를 확인하고 각 자리에 끓는점을 적어 넣었다.
  2. 甲은 탑 높이별 온도계를 차례로 읽어 값을 종이에 옮겨 적었다. 위로 올라갈수록 수치가 내려가는 것을 보고 온도와 높이를 축으로 삼은 그래프를 그려 벽에 붙였다. 온도와 높이를 축으로 삼은 그래프를 벽에 붙였다.
  3. 甲은 탈염 설비를 거치지 않은 시험에서 관 안쪽이 부식된 사진을 보았다. 소금기가 남으면 설비와 촉매가 상한다는 설명을 듣고 전처리 순서를 공정도 맨 앞에 적었다. 전처리 순서를 공정도 맨 앞에 적어 넣었다.
  4. 甲은 환류 밸브를 조금씩 열고 닫으며 제품 순도가 어떻게 달라지는지 기록했다. 되돌리는 양이 늘수록 순도가 오르는 것을 확인하고 밸브 위치별 값을 표로 옮겼다. 밸브 위치별 순도 값을 표로 옮겨 적었다.

  증류탑은 위로 갈수록 온도가 낮아 끓는점이 낮은 가벼운 성분이 올라간다.

• 46

  미국석유협회(American Petroleum Institute)가 제정한 API도에 따른 원유 분류법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 원유의 비중이 클수록 API도는 작다.
  2. 2. 60 °F에서 물과 밀도가 같은 원유의 API도는 10이다.
  3. 3. API도가 20인 원유는 중질유(heavy crude oil)로 분류된다.
  4. 4. API도는 파라핀기유(paraffin-base oil)가 나프텐기유(naphthene-base oil)보다 작다.

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. API도는 비중이 클수록 작아지도록 만든 값이어서 무거운 기름일수록 수치가 낮게 나온다. 비중과 반대로 움직이는 관계를 바르게 적었으므로 옳다.
  2. API도는 화씨 60도에서 물과 밀도가 같은 기름을 10으로 잡도록 정해져 있다. 물을 기준점으로 삼은 것이 맞으므로 옳다.
  3. 원유 등급표는 보통 API도 22 언저리를 경계로 삼아 그 아래를 중질유로 묶는다. 20이면 그 구간에 들어가므로 중질유 분류가 맞아 옳다.
  4. 파라핀기유는 사슬 모양 탄화수소가 많아 가볍고 비중이 작으므로 API도가 크게 나온다. 나프텐기유보다 작다고 적어 관계를 거꾸로 뒤집었으므로 옳지 않다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 원유 시료 몇 가지의 비중과 API도를 표에 나란히 옮겨 적었다. 한쪽이 오르면 다른 쪽이 내려가는 것을 확인하고 두 열 사이에 반대 방향 화살표를 그려 넣었다. 두 열 사이에 반대 방향 화살표를 그려 넣었다.
  2. 甲은 화씨 60도로 맞춘 물과 시료를 같은 비중계로 재어 보았다. 물에서 눈금이 10을 가리키는 것을 확인하고 기준점이라고 그 자리에 표시를 남겨 두었다. 기준점이라고 그 자리에 표시를 남겨 두었다.
  3. 甲은 원유 등급표에서 경질유와 중질유를 가르는 경계 수치를 찾아 읽었다. 22 언저리에 선이 그어져 있는 것을 보고 시료별 값을 그 선 양쪽에 나눠 적었다. 시료별 값을 경계선 양쪽에 나눠 적어 두었다.
  4. 甲은 파라핀기유와 나프텐기유의 비중을 재어 어느 쪽이 가벼운지 확인했다. 사슬 모양이 많은 쪽이 가벼운 것을 보고 API도 값도 함께 적어 두 열을 견주었다. API도 값도 함께 적어 두 열을 견주어 보았다.

  파라핀기유는 가볍고 비중이 작아 API도가 크다. 나프텐기유보다 작다는 것은 거꾸로다.

• 47

  원자가 껍질 전자쌍 반발(VSEPR) 이론에 근거할 때, 분자의 성질에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 1. O3는 비극성이다.
  2. 2. SO3는 비극성이다.
  3. 3. SF4는 비극성이다.
  4. 4. PCl5는 극성이다.

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 오존은 가운데 산소에 비공유 전자쌍이 있어 세 원자가 굽은 모양으로 놓인다. 결합의 쌍극자가 서로 상쇄되지 않고 남아 극성이므로 옳지 않다.
  2. 삼산화황은 중심 황에 비공유 전자쌍이 없어 산소 셋이 평면에 120도로 벌어진다. 세 쌍극자가 서로 상쇄돼 전체가 비극성이므로 옳다(정답).
  3. 사플루오린화황은 중심 황에 비공유 전자쌍이 하나 남아 시소 모양으로 기울어진다. 대칭이 깨져 쌍극자가 상쇄되지 못하고 남으므로 옳지 않다.
  4. 오염화인은 중심 인에 비공유 전자쌍이 없어 삼방양뿔 모양으로 고르게 벌어진다. 쌍극자가 모두 상쇄돼 비극성이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 오존의 루이스 구조를 그려 가운데 산소에 남은 전자쌍을 표시했다. 그 전자쌍이 밀어내 각이 굽는 것을 모형으로 확인하고 쌍극자 화살표를 그려 합이 남는 것을 보았다.
  2. 甲은 삼산화황 모형을 책상에 놓고 위에서 내려다보았다. 산소 셋이 고르게 벌어져 한 평면에 놓인 것을 확인하고 세 화살표를 그려 합이 0이 되는 과정을 그림으로 남겼다. 세 화살표의 합이 0이 되는 과정을 그림으로 남겼다.
  3. 甲은 사플루오린화황의 전자쌍 수를 세어 중심 원자 둘레를 채워 보았다. 한 자리에 비공유 전자쌍이 들어가 모양이 기울어지는 것을 확인하고 그 자리에 표시를 남겼다. 기울어진 자리에 표시를 남겨 두었다.
  4. 甲은 오염화인 모형을 돌려 가며 위아래 축과 허리의 결합을 세어 보았다. 어느 방향에서 보아도 고르게 벌어진 것을 확인하고 비극성 쪽 칸에 이 분자를 적어 넣었다. 비극성 쪽 칸에 이 분자를 적어 넣었다.

  삼산화황은 평면삼각형이라 쌍극자가 서로 상쇄돼 비극성이다.

• 48

  다음에서 설명하는 고분자는?

  ○ 투명하고 기계적 강도가 크다.

  ○ 내열성과 내한성이 있다.

  ○ 포스겐(phosgene)과 비스페놀-A(bisphenol-A)가 반응하여 생성된다.

  1. 1. 페놀 수지(phenol resin)
  2. 2. 폴리카보네이트(polycarbonate)
  3. 3. 폴리비닐알코올(poly(vinyl alcohol))
  4. 4. 폴리에틸렌테레프탈레이트(poly(ethylene terephthalate))

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 페놀 수지는 페놀과 폼알데하이드를 반응시켜 얻는 열경화성 수지로 색이 짙고 불투명하다. 원료도 성질도 자료와 맞지 않으므로 옳지 않다.
  2. 폴리카보네이트는 비스페놀-A와 포스겐이 만나 탄산 에스터 결합으로 이어진 고분자다. 투명하면서 잘 깨지지 않아 안경 렌즈와 방탄 창에 쓰이므로 옳다(정답).
  3. 폴리비닐알코올은 아세트산바이닐을 중합한 뒤 가수분해해 얻으며 물에 녹는 성질이 있다. 원료가 자료와 다르므로 옳지 않다.
  4. 폴리에틸렌테레프탈레이트는 테레프탈산과 에틸렌글라이콜로 만드는 폴리에스터다. 투명하기는 하나 원료가 자료와 다르므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 전기 콘센트 몸체를 들여다보고 재질을 찾아보았다. 열에 강하지만 빛이 통하지 않는 짙은 수지인 것을 확인하고 투명한 재료들과는 다른 칸에 갈라 적어 두었다. 투명한 재료들과는 다른 칸에 갈라 적어 두었다.
  2. 甲은 안경 렌즈와 방탄 창의 재질이 같은 이름인 것을 보고 원료를 거슬러 올라갔다. 비스페놀-A와 포스겐이 만나는 자리에 닿자 반응식을 공책에 옮겨 그렸다. 반응식을 공책에 옮겨 그려 두었다.
  3. 甲은 물에 녹는 세탁망 자료를 읽다가 폴리비닐알코올을 만났다. 아세트산바이닐을 먼저 중합한 뒤 가수분해한다는 두 단계를 화살표로 이어 그려 두었다. 두 단계를 화살표로 이어 그려 두었다.
  4. 甲은 페트병 바닥의 재활용 표시를 보고 원료 두 가지를 찾아 적었다. 자료에 적힌 원료와 하나도 겹치지 않는 것을 확인하고 이 보기에 가위표를 쳤다. 원료가 하나도 겹치지 않아 가위표를 쳐 두었다.

  포스겐과 비스페놀-A로 만들고 투명하며 튼튼한 고분자는 폴리카보네이트다.

• 49

  다음 중 포화 지방산은?

  1. 1. 올레산(oleic acid)
  2. 2. 리놀레산(linoleic acid)
  3. 3. 리놀렌산(linolenic acid)
  4. 4. 스테아르산(stearic acid)

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 올레산은 탄소 열여덟에 이중결합이 하나 있는 단일 불포화 지방산이다. 올리브유에 많이 들어 있는 대표적인 불포화 지방산이므로 옳지 않다.
  2. 리놀레산은 이중결합이 둘 있는 다가 불포화 지방산이다. 몸에서 만들지 못해 음식으로 얻어야 하는 필수 지방산이므로 옳지 않다.
  3. 리놀렌산은 이중결합이 셋 있는 다가 불포화 지방산이다. 들기름과 등푸른 생선에 많은 것으로 알려져 있으므로 옳지 않다.
  4. 스테아르산은 탄소 열여덟이 모두 단일결합으로 이어진 포화 지방산이다. 소기름이나 코코아버터처럼 상온에서 굳는 기름에 많이 들어 있으므로 맞다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 올리브유 성분표에서 가장 많은 지방산을 찾아 구조식을 그려 보았다. 사슬 가운데 이중결합 하나가 꺾여 있는 것을 확인하고 그 자리에 동그라미를 쳐 두었다. 그 자리에 동그라미를 쳐 표시해 두었다.
  2. 甲은 필수 지방산이라 적힌 성분을 찾아 이중결합 수를 세어 보았다. 둘이 나오자 몸에서 만들지 못하는 까닭과 함께 성분표 여백에 숫자를 적어 넣었다. 성분표 여백에 이중결합 수를 적어 넣었다.
  3. 甲은 들기름 성분표에서 이중결합이 가장 많은 지방산을 골라냈다. 셋이 나오는 것을 확인하고 쉽게 산패하는 까닭을 그 아래에 한 줄로 적어 두었다. 쉽게 산패하는 까닭을 아래에 한 줄로 적었다.
  4. 甲은 상온에서 굳는 기름과 흐르는 기름을 접시에 나눠 놓고 성분표를 견주었다. 굳는 쪽에 이중결합이 없는 지방산이 많은 것을 확인하고 두 접시에 이름표를 붙였다. 두 접시에 각각 이름표를 붙여 두었다.

  스테아르산은 이중결합이 없는 탄소 열여덟짜리 포화 지방산이다.

• 50

  탄소, 수소, 산소 원소로만 구성된 고분자만을 나열한 것은?

  1. 1. 페놀 수지, 폴리에테르, 에폭시 수지
  2. 2. 요소 수지, 멜라민 수지, 폴리우레탄
  3. 3. 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄
  4. 4. 폴리아마이드, 폴리우레탄, 에폭시 수지

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 페놀 수지와 폴리에테르와 에폭시 수지는 모두 탄소와 수소와 산소로만 이루어진다. 질소가 들어가는 결합이 없는 묶음이므로 맞다(정답).
  2. 요소 수지와 멜라민 수지는 아미노기가 들어 있고 폴리우레탄에도 질소가 있다. 셋 다 질소를 품고 있으므로 옳지 않다.
  3. 폴리에틸렌과 폴리프로필렌은 탄소와 수소로만 되어 있지만 폴리우레탄에는 질소가 들어 있다. 하나 때문에 묶음이 깨지므로 옳지 않다.
  4. 폴리아마이드의 아마이드 결합과 폴리우레탄의 우레탄 결합에는 모두 질소가 들어간다. 에폭시 수지만 질소가 없으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 세 수지의 반복 단위를 나란히 그려 원소 기호를 하나씩 세어 보았다. 질소가 한 번도 나오지 않는 것을 확인하고 세 구조식 아래에 원소 목록을 적어 두었다. 세 구조식 아래에 원소 목록을 적어 두었다.
  2. 甲은 식기에 쓰는 멜라민 수지의 구조를 찾아 고리 안쪽을 들여다보았다. 질소가 세 자리에 박혀 있는 것을 보고 질소를 품은 고분자 목록에 그 이름을 올렸다. 질소를 품은 고분자 목록에 이름을 올려 두었다.
  3. 甲은 비닐봉지와 플라스틱 상자의 재질을 확인해 원소를 적어 보았다. 두 가지는 탄소와 수소뿐인데 스펀지 재질에는 질소가 섞인 것을 확인하고 묶음에서 갈라 두었다. 질소가 섞인 것만 묶음에서 갈라 적어 두었다.
  4. 甲은 나일론과 스펀지의 반복 단위를 그려 결합 이름을 각각 적었다. 두 결합 모두 질소가 들어가는 것을 확인하고 에폭시 쪽과는 다른 무리로 묶어 정리했다. 에폭시 쪽과는 다른 무리로 묶어 정리해 두었다.

  요소·멜라민·폴리우레탄·폴리아마이드에는 질소가 들어 있다. 질소 없는 묶음은 첫째다.

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• 51

  다음 중 고분자의 구조와 명칭을 바르게 연결한 것은?

  구조 명칭

  1. 1. (가) 폴리스타이렌(polystyrene)
  2. 2. (나) 폴리아크릴로나이트릴(polyacrylonitrile)
  3. 3. (다) 폴리염화비닐(poly(vinyl chloride))
  4. 4. (라) 폴리메틸메타크릴레이트(poly(methyl methacrylate))

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. (가)에는 탄소와 질소가 삼중결합으로 이어진 사이안화기가 붙어 있다. 이것은 폴리아크릴로나이트릴이지 폴리스타이렌이 아니므로 옳지 않다.
  2. (나)에는 벤젠고리가 곁가지로 붙어 있어 폴리스타이렌의 반복 단위에 해당한다. 사이안화기가 붙은 폴리아크릴로나이트릴과는 곁가지부터 다르므로 옳지 않다.
  3. (다)에는 염소 원자 하나가 곁가지로 붙어 있고 나머지는 탄소와 수소뿐이다. 염화비닐이 중합된 구조 그대로이므로 옳다(정답).
  4. (라)는 두 벤젠고리 사이에 탄소가 끼고 산소와 카르보닐이 이어진 구조다. 폴리카보네이트이지 폴리메틸메타크릴레이트가 아니므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 아크릴 스웨터의 실을 태워 나는 냄새를 맡아 보고 성분을 찾아보았다. 질소가 든 곁가지 때문이라는 설명을 듣고 그 곁가지의 구조를 공책에 그려 두었다. 그 곁가지의 구조를 공책에 그려 두었다.
  2. 甲은 일회용 컵 바닥 표시를 보고 반복 단위를 그려 보았다. 벤젠고리가 곁가지로 달린 것을 확인하고 자료의 네 구조 가운데 같은 모양을 찾아 표시했다. 자료의 네 구조 가운데 같은 모양을 찾아 표시했다.
  3. 甲은 수도 배관 자재의 재질을 확인하고 곁가지에 무엇이 붙는지 찾아보았다. 염소 하나인 것을 확인하고 자료에서 같은 구조를 골라 이름을 옆에 적어 두었다. 자료에서 같은 구조를 골라 이름을 적어 두었다.
  4. 甲은 안경 렌즈 재질의 구조식을 찾아 자료의 마지막 구조와 겹쳐 보았다. 두 고리 사이 탄소와 산소 배열이 그대로 겹치는 것을 확인하고 이름을 고쳐 적었다. 이름을 고쳐 적고 구조식을 옆에 붙여 두었다.

  사이안화기가 붙으면 폴리아크릴로나이트릴, 벤젠고리면 폴리스타이렌, 염소면 폴리염화비닐이다.

• 52

  다음 (가), (나)에 들어갈 용어를 바르게 연결한 것은?

  나일론 6은 원료인 (가) 의 (나) 반응으로 제조된다. (가) (나)

  1. 1. 아디프산 축합중합(condensation polymerization)
  2. 2. 부타디엔 부가축합(addition condensation)
  3. 3. ε-카프로락탐 개환중합(ring-opening polymerization)
  4. 4. 아크릴로나이트릴 부가중합(addition polymerization)

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 아디프산은 헥사메틸렌다이아민과 만나 나일론 6,6을 만드는 원료다. 나일론 6과는 원료도 중합 방식도 다르므로 옳지 않다.
  2. 부타디엔은 합성고무의 원료로 쓰이며 나일론과는 이어지지 않는다. 부가축합이라는 방식도 이 자리와 맞지 않으므로 옳지 않다.
  3. 나일론 6은 고리 모양인 카프로락탐의 고리를 열어 아마이드 결합으로 이어 붙여 만든다. 작은 분자가 떨어져 나오지 않는 개환중합이므로 옳다(정답).
  4. 아크릴로나이트릴은 아크릴 섬유의 원료로 이중결합이 열리며 이어지는 부가중합으로 중합된다. 나일론 6의 원료도 중합 방식도 아니므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 나일론 6과 나일론 6,6의 원료를 표로 나눠 적었다. 뒤엣것에만 두 가지 원료가 적히는 것을 보고 이름에 붙은 숫자가 무엇을 뜻하는지 여백에 풀어 적었다. 이름에 붙은 숫자의 뜻을 여백에 풀어 적었다.
  2. 甲은 합성고무 공정도를 따라가다 부타디엔을 만났다. 나일론 쪽 공정도 어디에도 이 이름이 없는 것을 확인하고 두 계통도를 다른 서랍에 갈라 넣었다. 두 계통도를 다른 서랍에 갈라 넣어 두었다.
  3. 甲은 카프로락탐의 고리 구조를 그린 뒤 한 자리를 끊어 펼쳐 보았다. 양 끝이 이웃 분자와 이어지는 것을 화살표로 그려 사슬이 늘어나는 과정을 나타냈다. 사슬이 늘어나는 과정을 화살표로 그려 두었다.
  4. 甲은 아크릴 섬유의 원료를 찾아 중합 방식까지 적어 두었다. 이중결합이 열리며 이어지는 방식인 것을 확인하고 고리가 열리는 쪽과 그림으로 견주었다. 고리가 열리는 쪽과 그림으로 견주어 보았다.

  나일론 6은 고리 모양 카프로락탐의 고리를 열어 이어 붙인 것이다.

• 53

  다음 반응의 명칭은?

  1. 1. Reppe 반응
  2. 2. Michael 반응
  3. 3. Diels-Alder 반응
  4. 4. Kolbe-Schmitt 반응

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 레페 반응은 아세틸렌에 일산화탄소나 알코올을 붙여 여러 화합물을 얻는 반응들을 아우른다. 자료에는 아세틸렌이 아예 나오지 않으므로 옳지 않다.
  2. 나트륨에톡사이드가 말론산에스터에서 수소를 떼어 만든 엔올레이트가 불포화 에스터의 이중결합 건너편 탄소에 붙었다. 이 1,4-첨가가 마이클 반응이므로 옳다(정답).
  3. 딜스-알더 반응은 다이엔과 친다이엔체가 만나 여섯 고리를 만드는 반응이다. 자료에서는 고리가 새로 생기지 않으므로 옳지 않다.
  4. 콜베-슈미트 반응은 페놀 염에 이산화탄소를 붙여 살리실산을 얻는 반응이다. 자료에는 페놀도 이산화탄소도 없으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 아세틸렌에서 뻗어 나가는 반응 계통도를 펼쳐 이름들을 읽어 내려갔다. 자료의 출발 물질이 그 계통도 어디에도 없는 것을 확인하고 이 보기에 가위표를 쳤다. 이 보기에 가위표를 치고 넘어갔다.
  2. 甲은 자료에서 새로 생긴 결합이 어느 탄소에 붙었는지 손가락으로 짚어 보았다. 카르보닐에서 두 자리 건너편인 것을 확인하고 그 자리에 숫자를 적어 표시했다. 그 자리에 숫자를 적어 위치를 표시해 두었다.
  3. 甲은 딜스-알더 반응의 생성물을 그려 고리가 생기는 과정을 확인했다. 자료의 생성물에는 새 고리가 없는 것을 보고 두 반응식을 나란히 놓고 차이에 밑줄을 그었다. 두 반응식을 나란히 놓고 차이에 밑줄을 그었다.
  4. 甲은 아스피린 제조 경로를 거슬러 올라가 살리실산을 얻는 반응에 닿았다. 페놀 염에 이산화탄소를 불어 넣는 그림을 보고 자료의 반응물과 견주어 갈라 적었다. 자료의 반응물과 견주어 표에 갈라 적었다.

  염기가 만든 엔올레이트가 이중결합 건너편 탄소에 붙는 반응이 마이클 반응이다.

• 54

  다음 반응의 주 생성물은?

  1. 1.
  2. 2.
  3. 3.
  4. 4.

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 염화알루미늄이 염소를 끌어당겨 아실 양이온을 만들고 벤젠 고리가 이를 공격해 고리에 아세틸기가 붙으므로 옳다(정답).
  2. 이 물질은 고리에 아실 염화물이 염소를 단 채로 붙은 꼴인데 이 반응에서는 염소가 촉매에 붙잡혀 떨어져 나가므로 옳지 않다.
  3. 이 물질은 염소가 고리에 곧바로 치환된 꼴이라 염소 분자와 철 촉매를 써야 얻어지므로 아실 염화물을 쓴 이 반응에서는 옳지 않다.
  4. 이 물질은 고리에 탄소 하나짜리 곁가지가 붙은 알킬화 생성물이라 할로젠화 알킬을 써야 나오므로 이 반응에서는 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲이 반응을 끝내고 걸러 낸 고체를 핵자기공명으로 재어 보니 고리에 이어진 탄소가 산소와 겹으로 묶인 자리가 뚜렷이 잡히고 곁가지 봉우리가 하나만 나와 구조를 확정했다.
  2. 甲이 생성물에 물을 부어도 코를 찌르는 냄새가 전혀 나지 않자, 염소가 고리 쪽에 그대로 남아 있는 물질로 적어 두었던 기록을 지우고 반응 도중에 떨어져 나갔다고 고쳐 적었다.
  3. 甲이 같은 벤젠에 염소 분자와 철 촉매를 써서 따로 반응시켜 얻은 액체와 이번에 얻은 고체를 나란히 놓고 끓는점을 재어 보니 값이 전혀 달라 두 반응을 갈라 정리해 두었다.
  4. 甲이 할로젠화 알킬과 촉매를 써서 고리에 탄소 하나를 붙이는 실험을 따로 해 보고는, 아실 염화물을 쓴 이번 반응과 고리에 붙는 조각이 서로 다르다는 것을 표로 견주어 적었다.

  벤젠에 아실 염화물과 염화알루미늄을 쓰면 프리델-크래프츠 아실화가 일어나 아세토페논이 생긴다.

• 55

  암모니아 소다법(Solvay process)의 반응물 또는 생성물이 아닌 것은?

  1. 1. CO2
  2. 2. CaCl2
  3. 3. NH4Cl
  4. 4. NaHSO4

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 이산화탄소는 석회석을 구워 얻어 소금물에 불어 넣는 반응물이자 마지막 단계에서 다시 나오는 물질이다. 공정 안에 들어 있으므로 옳지 않다.
  2. 염화칼슘은 남은 염화암모늄을 석회유로 처리해 암모니아를 되살리는 단계에서 함께 나온다. 공정의 생성물 목록에 들어 있으므로 옳지 않다.
  3. 염화암모늄은 탄산수소나트륨을 걸러 낸 모액에 남는 생성물이다. 석회유와 만나 암모니아로 되돌아가는 순환 고리에 들어 있으므로 옳지 않다.
  4. 황산수소나트륨은 황산이 있어야 생기는 물질인데 솔베이법에는 황산이 쓰이지 않는다. 반응물에도 생성물에도 없으므로 맞다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 솔베이 공정도에서 이산화탄소가 드나드는 자리를 모두 찾아 표시했다. 석회석을 굽는 가마에서 나와 흡수탑으로 들어가고 뒤에서 다시 나오는 것을 화살표로 이었다. 드나드는 자리를 모두 화살표로 이어 두었다.
  2. 甲은 공정 마지막 단계에서 나오는 액체의 성분표를 읽어 보았다. 염화칼슘이 적혀 있는 것을 확인하고 이 물질이 어디로 나가는지 공정도 끝에 화살표를 그려 두었다. 이 물질이 어디로 나가는지 끝에 화살표를 그렸다.
  3. 甲은 탄산수소나트륨을 걸러 낸 모액에 무엇이 남는지 찾아보았다. 염화암모늄이 남아 석회유와 만나 암모니아로 돌아간다는 것을 확인하고 순환 고리를 그렸다. 순환 고리를 한 장에 그려 붙여 두었다.
  4. 甲은 공정에 들어가는 원료 목록을 처음부터 훑어 황산이 있는지 찾아보았다. 어디에도 없는 것을 확인하고 황이 든 물질은 이 공정과 무관하다고 적어 두었다. 황이 든 물질은 무관하다고 적어 두었다.

  솔베이법은 소금물에 암모니아와 이산화탄소를 넣어 탄산나트륨을 얻는다. 황산염은 나오지 않는다.

• 56

  수소 제조법으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 물을 전기분해하여 제조한다.
  2. 2. 천연가스를 개질하여 제조한다.
  3. 3. 경질유를 탈황시켜 제조한다.
  4. 4. 중질유 또는 석탄을 부분 산화시켜 제조한다.

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 물에 전기를 흘려 산소와 수소로 가르면 순도 높은 수소를 얻는다. 재생에너지로 만드는 수소가 이 방법으로 나오므로 옳다.
  2. 천연가스에 수증기를 넣고 촉매로 개질하면 수소와 일산화탄소가 나온다. 오늘날 수소 생산의 대부분을 차지하는 방법이므로 옳다.
  3. 경질유 탈황은 수소를 넣어 황을 황화수소로 떼어 내는 공정이라 수소를 오히려 쓴다. 수소를 얻는 방법이 아니므로 옳지 않다(정답).
  4. 중질유나 석탄에 산소를 모자라게 넣어 부분 산화하면 수소와 일산화탄소가 섞인 합성가스가 나온다. 수소를 얻는 길의 하나이므로 옳다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 수전해 설비에서 두 전극에 기포가 다르게 올라오는 것을 보았다. 한쪽은 산소이고 다른 쪽이 수소라는 설명을 듣고 두 전극의 기체 부피를 재어 비를 적었다. 두 전극의 기체 부피를 재어 비를 적어 두었다.
  2. 甲은 수증기 개질 반응기 앞에서 들어가는 것과 나오는 것을 물었다. 천연가스와 수증기가 들어가 수소와 일산화탄소가 나온다는 답을 반응식으로 받아 적었다. 들고 나는 물질을 반응식으로 받아 적었다.
  3. 甲은 탈황 설비의 배관을 따라가며 수소가 어느 쪽으로 흐르는지 확인했다. 설비 안으로 들어가는 방향인 것을 보고 수소를 쓰는 공정이라고 도면에 적어 넣었다. 수소를 쓰는 공정이라고 도면에 적어 넣었다.
  4. 甲은 석탄 가스화 설비에서 산소를 얼마나 넣는지 물어보았다. 완전히 태우지 않을 만큼만 넣는다는 답을 듣고 그래야 합성가스가 나온다는 것을 메모에 남겼다. 그래야 합성가스가 나온다는 것을 메모에 남겼다.

  탈황은 기름에서 황을 빼는 공정이지 수소를 만드는 공정이 아니다. 오히려 수소를 쓴다.

• 57

  천연가스의 수증기 개질 반응으로 생성된 혼합물에서 이산화탄소를 포집ㆍ저장하고 얻은 수소는?

  1. 1. 블루 수소(blue hydrogen)
  2. 2. 그린 수소(green hydrogen)
  3. 3. 그레이 수소(gray hydrogen)
  4. 4. 화이트 수소(white hydrogen)

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 블루 수소는 천연가스를 수증기로 개질해 수소를 얻되 함께 나온 이산화탄소를 포집해 저장한 것을 이른다. 자료가 말하는 제조 방식 그대로이므로 맞다(정답).
  2. 그린 수소는 태양광이나 풍력으로 만든 전기로 물을 전기분해해 얻는 수소다. 화석연료를 아예 쓰지 않아 포집할 이산화탄소도 나오지 않으므로 옳지 않다.
  3. 그레이 수소는 천연가스를 개질해 얻되 나온 이산화탄소를 그대로 내보낸 것이다. 포집·저장 단계가 없다는 점에서 갈리므로 옳지 않다.
  4. 화이트 수소는 땅속에 본래 들어 있던 천연 수소를 그대로 캐낸 것을 이른다. 사람이 만드는 것이 아니므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 수소 생산 설비 뒤쪽에 이산화탄소를 모으는 탱크가 따로 붙은 것을 보았다. 모은 기체를 땅속에 묻는다는 설명을 듣고 그 단계까지 넣은 공정도를 다시 그렸다. 그 단계까지 넣은 공정도를 다시 그려 두었다.
  2. 甲은 풍력 발전기 옆에 세운 수전해 설비를 보았다. 화석연료가 한 방울도 들어가지 않는 것을 확인하고 이 경로에는 이산화탄소 탱크가 없는 것을 도면에 표시했다. 이 경로에는 탱크가 없는 것을 도면에 표시했다.
  3. 甲은 같은 개질 설비인데 이산화탄소 탱크가 없는 공장을 둘러보았다. 나온 기체가 굴뚝으로 그대로 나가는 것을 보고 앞서 본 공장과 어디가 다른지 표로 갈랐다. 앞서 본 공장과 어디가 다른지 표로 갈라 적었다.
  4. 甲은 땅속에서 수소가 저절로 새어 나오는 지역 자료를 읽었다. 사람이 만들지 않은 수소라는 점을 확인하고 색깔 이름으로 나눈 분류표에 그 줄을 따로 적었다. 색깔 이름으로 나눈 분류표에 그 줄을 적어 넣었다.

  천연가스를 개질해 만들되 나온 이산화탄소를 잡아 묻으면 블루 수소다.

• 58

  25 °C 수용액에서 다음의 표준 환원 전위( E_red^o )를 갖는 전극 A, B로 구성된 전지의 기전력[V]은? (단, SHE 는 표준 수소 전극의 전위이다)

  A^(2 +)(aq) + 2e^- → A(s) E_red^o ＝ -1.6 V vs. SHE B^(+)(aq) + e^- → B(s) E_red^o ＝ -0.2 V vs. SHE

  1. 1. 0.6
  2. 2. 1.2
  3. 3. 1.4
  4. 4. 1.8

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 0.6볼트는 두 전위의 절댓값을 잘못 다루었을 때 나오는 값이다. 두 수를 그대로 빼면 1.4가 나오므로 옳지 않다.
  2. 1.2볼트도 두 환원 전위를 그대로 빼서는 나오지 않는 값이다. 부호를 잘못 다루거나 한쪽 값을 다르게 읽었을 때 나오는 수이므로 옳지 않다.
  3. 환원 전위가 큰 B가 환원 전극이 되고 작은 A가 산화 전극이 된다. 영하 0.2에서 영하 1.6을 빼면 1.4볼트가 나오므로 옳다(정답).
  4. 1.8볼트는 두 환원 전위를 더하거나 한쪽 부호를 뒤집었을 때 나오는 값이다. 기전력은 두 전위의 차이로 구해야 하므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 두 전위의 절댓값만 가지고 계산해 보았다가 값이 맞지 않는 것을 확인했다. 부호를 살려 다시 빼자 다른 수가 나오는 것을 보고 두 계산을 나란히 적어 두었다. 두 계산을 나란히 적어 견주어 두었다.
  2. 甲은 부호를 뒤집어 넣은 계산을 여백에 적어 보고 결과를 확인했다. 실제 전지에서 잰 값과 맞지 않는 것을 보고 어느 단계에서 어긋났는지 화살표로 짚어 두었다. 어느 단계에서 어긋났는지 화살표로 짚어 두었다.
  3. 甲은 환원 전위가 큰 쪽과 작은 쪽을 표에서 골라 각각 환원 전극과 산화 전극이라 적었다. 큰 값에서 작은 값을 빼는 식을 세워 계산 과정을 한 줄로 남겼다. 계산 과정을 한 줄로 공책에 남겨 두었다.
  4. 甲은 두 전위를 더한 값이 얼마인지도 구해 보았다. 뺀 값과 나란히 적어 두고 기전력이 어느 쪽인지 교재에서 확인한 뒤 맞는 쪽에 동그라미를 쳤다. 맞는 쪽에 동그라미를 쳐 표시해 두었다.

  기전력은 환원 전위가 큰 쪽에서 작은 쪽을 뺀다. 영하 0.2에서 영하 1.6을 빼면 1.4볼트다.

• 59

  계면활성제에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 피리디늄염은 암모늄염형의 계면활성제로서 양이온성이다.
  2. 2. 알킬황산염 수용액의 세정력은 테트라알킬암모늄염을 첨가하면 향상된다.
  3. 3. 유지를 수산화나트륨으로 비누화하여 합성한 비누는 카르복실산염 계면활성제이다.
  4. 4. Hydrophile-Lipophile Balance (HLB) 값이 클수록 친수성이 크다.

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 피리디늄염은 질소가 양전하를 띠는 고리 화합물로 암모늄염형 양이온 계면활성제에 든다. 살균제와 섬유유연제에 쓰이는 갈래가 맞으므로 옳다.
  2. 알킬황산염은 음이온이고 테트라알킬암모늄염은 양이온이라 서로 끌어당겨 뭉쳐 가라앉는다. 세정력이 오히려 떨어지므로 옳지 않다(정답).
  3. 유지를 수산화나트륨으로 비누화하면 지방산 나트륨염이 되고 이것이 카르복실산염 계면활성제다. 가장 오래된 음이온 계면활성제이므로 옳다.
  4. 친수성과 친유성의 균형을 나타내는 값이 클수록 물 쪽에 잘 어울린다. 값이 큰 것을 수중유형 유화제로 쓰는 것이 맞으므로 옳다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 섬유유연제 성분표에서 질소가 든 고리 화합물을 찾아 구조를 그려 보았다. 양전하가 질소에 놓이는 것을 확인하고 양이온 쪽 칸에 이 이름을 적어 넣었다. 양이온 쪽 칸에 이 이름을 적어 넣었다.
  2. 甲은 세제 용액에 양이온 계면활성제를 몇 방울 떨어뜨려 보았다. 뿌옇게 흐려지며 바닥에 앙금이 가라앉는 것을 보고 그 모습을 사진으로 찍어 기록에 붙였다. 그 모습을 사진으로 찍어 기록에 붙여 두었다.
  3. 甲은 비누를 만들고 남은 덩이를 물에 풀어 거품이 이는지 확인했다. 지방산 나트륨염이 음이온 계면활성제라는 설명을 듣고 세제 성분표와 갈래를 견주어 적었다. 세제 성분표와 갈래를 견주어 적어 두었다.
  4. 甲은 유화제 목록에서 값이 큰 것과 작은 것을 골라 각각 물과 기름에 넣어 보았다. 큰 쪽이 물에 잘 퍼지는 것을 확인하고 값과 쓰임을 짝지어 표로 만들었다. 값과 쓰임을 짝지어 표로 만들어 두었다.

  음이온 계면활성제에 양이온 계면활성제를 섞으면 서로 붙어 가라앉아 세정력이 떨어진다.

• 60

  다음 주기율표를 참고하여 p형 반도체만을 모두 고르면?

  ㄱ. As가 도핑된 Si

  ㄴ. Be가 도핑된 AlP

  ㄷ. As의 일부가 Ge로 치환된 GaAs

  1. 1. ㄱ
  2. 2. ㄴ
  3. 3. ㄴ, ㄷ
  4. 4. ㄱ, ㄴ, ㄷ

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. ㄱ만 고르면 틀린 것을 고른 셈이 된다. 비소는 규소보다 원자가 전자가 하나 많아 전자를 남기므로 n형이 되어 옳지 않다.
  2. ㄴ만 고르면 ㄷ을 놓친다. 비소 자리에 원자가 전자가 하나 적은 저마늄이 들어간 것도 전자가 모자라 p형이 되므로 옳지 않다.
  3. ㄴ은 알루미늄 자리에 원자가 전자가 하나 적은 베릴륨이 들어가 전자가 모자라고, ㄷ은 비소 자리에 하나 적은 저마늄이 들어가 역시 모자라다. 둘 다 p형이므로 이 묶음이 맞다.
  4. 셋을 모두 고르면 ㄱ까지 안게 된다. 규소에 비소를 넣으면 원자가 전자가 하나 남아 n형이 되므로 ㄱ을 뺀 묶음이라야 하며 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 규소 결정 그림에 비소 원자를 하나 그려 넣고 둘레의 결합을 세어 보았다. 짝을 짓고도 전자가 하나 남는 것을 확인하고 그 전자에 동그라미를 쳐 표시했다. 그 전자에 동그라미를 쳐 표시해 두었다.
  2. 甲은 알루미늄 자리에 베릴륨을 앉힌 그림을 그려 결합을 맞춰 보았다. 한 자리가 비는 것을 확인하고 그 빈자리를 양전하처럼 다룬다는 설명을 옆에 적었다. 빈자리를 양전하처럼 다룬다는 설명을 옆에 적었다.
  3. 甲은 비소 자리에 저마늄을 넣은 경우를 따로 그려 원자가 전자를 세었다. 역시 하나가 모자라 빈자리가 생기는 것을 보고 앞서 그린 그림과 나란히 붙여 두었다. 앞서 그린 그림과 나란히 붙여 두었다.
  4. 甲은 세 경우를 한 장에 모아 전자가 남는지 모자라는지로 나눠 적었다. 남는 쪽 하나와 모자라는 쪽 둘로 갈리는 것을 확인하고 각 무리에 형 이름을 달았다. 각 무리에 형 이름을 달아 두었다.

  전자가 모자라게 도핑하면 p형이다. 정답은 3번.

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• 61

  큐멘(cumene)법으로 페놀을 제조할 때 원료로 사용되는 화합물은?

  1. 1. 헥세인
  2. 2. 에탄올
  3. 3. 아세톤
  4. 4. 프로필렌

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 헥세인은 탄소 여섯짜리 사슬 탄화수소로 추출 용매나 연료로 쓰인다. 벤젠 고리에 붙여 큐멘을 만드는 원료가 아니므로 옳지 않다.
  2. 에탄올은 알코올이어서 벤젠 고리에 곁가지를 붙이는 알킬화 원료로 쓰이지 않는다. 큐멘 공정의 출발 물질 목록에도 없으므로 옳지 않다.
  3. 아세톤은 큐멘법의 원료가 아니라 페놀과 함께 나오는 생성물이다. 들어가는 것과 나오는 것을 뒤바꾼 셈이므로 옳지 않다.
  4. 큐멘법은 벤젠에 프로필렌을 붙여 큐멘을 만든 뒤 공기로 산화해 페놀과 아세톤을 얻는다. 프로필렌이 곁가지를 대는 원료이므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 실험실 용매 선반에서 헥세인 병을 꺼내 용도 표시를 읽어 보았다. 기름을 뽑아내는 데 쓰는 용매라는 설명을 확인하고 페놀 공정 원료 목록에는 이 이름이 없는 것을 표에서 지웠다.
  2. 甲은 벤젠 고리에 곁가지를 붙이는 반응들의 원료를 한데 모아 적어 보았다. 이중결합이 있는 알켄이 주로 쓰이고 알코올은 그 목록에 없는 것을 확인하고 두 무리를 갈라 표시했다.
  3. 甲은 페놀 공장의 제품 창고에서 아세톤 탱크가 나란히 선 것을 보았다. 이것이 들어가는 원료가 아니라 함께 나오는 제품이라는 설명을 듣고 공정도의 출구 쪽에 이름을 옮겨 적었다.
  4. 甲은 큐멘법 공정도를 처음부터 따라가며 반응기에 들어가는 두 물질을 확인했다. 벤젠과 프로필렌이 나란히 적힌 것을 보고 두 이름에 동그라미를 치고 생성물까지 화살표로 이었다.

  큐멘법은 벤젠에 프로필렌을 붙여 큐멘을 만든 뒤 산화해 페놀과 아세톤을 함께 얻는다.

• 62

  석유 유분 내 싸이올(thiol) 제거를 주 목적으로 하는 정제공정은?

  1. 1. 스위트닝(sweetening)
  2. 2. 열분해(thermal cracking)
  3. 3. 접촉 분해(catalytic cracking)
  4. 4. 접촉 개질(catalytic reforming)

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 스위트닝은 고약한 냄새를 내는 싸이올을 산화시켜 냄새가 덜한 다이설파이드로 바꾸는 정제 공정이다. 이름 그대로 기름을 달게 만든다는 뜻이므로 옳다(정답).
  2. 열분해는 무거운 유분을 높은 온도로 쪼개어 가벼운 유분을 얻는 공정이다. 분자를 잘게 나누는 일이지 황 성분을 다루는 것이 아니므로 옳지 않다.
  3. 접촉 분해는 촉매를 써서 무거운 유분을 쪼개 가솔린을 늘리는 공정이다. 분해가 목적이지 황 제거가 목적이 아니므로 옳지 않다.
  4. 접촉 개질은 곧은 사슬을 고리나 가지 모양으로 바꿔 옥탄가를 올리는 공정이다. 구조를 바꾸는 일이지 황을 없애는 일이 아니므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 처리 전후 시료의 냄새를 맡아 보고 달라진 정도를 기록했다. 황 함량은 크게 줄지 않았는데도 냄새가 옅어진 것을 확인하고 분자가 어떻게 바뀌었는지 반응식으로 받아 적었다.
  2. 甲은 높은 온도로 유분을 쪼개는 반응기 앞에서 들어가는 것과 나오는 것을 물었다. 끓는점 범위가 크게 내려가는 것을 표로 확인하고 황을 다루는 공정과는 목적이 다르다고 적었다.
  3. 甲은 촉매를 채운 분해 반응기에서 가솔린 수율이 얼마나 오르는지 자료를 보았다. 분해가 목적인 공정이라는 것을 확인하고 정제 공정 표에서 황 처리 칸과 갈라 적어 두었다.
  4. 甲은 개질 반응기를 지난 유분의 옥탄가를 앞뒤로 재어 나란히 적었다. 값이 크게 오른 것을 보고 이 공정이 구조를 바꾸는 쪽이라는 것을 공정 목록에 표시해 두었다.

  싸이올은 메르캅탄의 다른 이름이다. 이것을 산화시켜 없애는 정제가 스위트닝이다.

• 63

  불포화 유지를 수소화 공정(hydrogenation)으로 처리한 후 얻을 수 있는 효과로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 녹는점 증가
  2. 2. 불포화도 증가
  3. 3. 열적 안정성 증가
  4. 4. 산화 안정성 증가

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 이중결합이 줄어 사슬이 곧게 펴지면 분자끼리 촘촘히 쌓여 녹는점이 오른다. 액체 기름이 고체 마가린이 되는 까닭이므로 옳다.
  2. 수소화는 이중결합 자리에 수소를 붙여 포화로 바꾸는 공정이라 불포화도가 오히려 줄어든다. 늘어난다고 적어 방향을 거꾸로 뒤집었으므로 옳지 않다(정답).
  3. 이중결합이 줄면 열을 받아도 쉽게 끊기거나 변하지 않아 튀김 기름으로 오래 버틴다. 열적 안정성이 오르는 것이 맞으므로 옳다.
  4. 이중결합은 산소가 달라붙는 자리여서 그 수가 줄면 산패가 늦어진다. 산화 안정성이 오르는 것이 맞으므로 옳다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 같은 식용유를 수소화하기 전과 후로 나눠 접시에 담고 냉장고에 넣어 두었다. 이튿날 처리한 쪽만 하얗게 굳은 것을 확인하고 두 시료의 녹는점을 재어 표에 나란히 옮겨 적었다.
  2. 甲은 수소화 전후 시료의 아이오딘가를 재어 값을 견주어 보았다. 처리한 쪽이 뚜렷하게 낮은 것을 확인하고 이 값이 이중결합 수를 나타낸다는 설명을 옆에 적어 두었다. 이 값이 이중결합 수를 나타낸다는 설명을 옆에 적었다.
  3. 甲은 튀김 기름을 여러 번 쓰며 색이 어떻게 변하는지 기록했다. 수소화한 기름이 훨씬 늦게 어두워지는 것을 보고 사용 횟수별 색을 사진으로 남겨 붙였다. 사용 횟수별 색을 사진으로 남겨 붙여 두었다.
  4. 甲은 두 기름을 뚜껑을 연 채로 며칠 두고 냄새를 맡아 보았다. 처리하지 않은 쪽에서 먼저 산패한 냄새가 나는 것을 확인하고 날짜별 변화를 기록지에 적었다. 날짜별 변화를 기록지에 적어 두었다.

  수소화는 이중결합에 수소를 붙이는 것이라 불포화도가 오히려 줄어든다.

• 64

  옥탄가(octane value)에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?

  ㄱ. 탄화수소 사슬이 길수록 높은 값을 나타낸다.

  ㄴ. 2,2,4－트라이메틸펜테인(2,2,4-trimethylpentane)의 옥탄가를 100으로 정의한다.

  ㄷ. 디젤 기관의 노킹(knocking) 정도를 나타내는 지표이다.

  ㄹ. 2,2,4－트라이메틸펜테인과 n －헵테인( n -heptane)이 각각 90 vol%와 10 vol% 함유된 연료의 옥탄가는 90이다.

  1. 1. ㄱ, ㄴ
  2. 2. ㄱ, ㄷ
  3. 3. ㄴ, ㄹ
  4. 4. ㄷ, ㄹ

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. ㄱ과 ㄴ을 고르면 ㄱ이 걸린다. 사슬이 길수록 옥탄가는 오히려 낮아지고 가지가 많이 갈릴수록 높아지므로 옳지 않다.
  2. ㄱ과 ㄷ을 고르면 둘 다 걸린다. 사슬 길이와 옥탄가의 관계가 거꾸로이고 디젤의 착화성은 세탄가로 나타내므로 옳지 않다.
  3. ㄴ은 가지가 많이 갈린 아이소옥테인을 100으로 잡는다는 것으로 옳고, ㄹ은 그것과 n-헵테인을 섞어 기준 척도를 만든다는 것으로 옳아 이 묶음이 맞다.
  4. ㄷ과 ㄹ을 고르면 ㄷ이 걸린다. 옥탄가는 가솔린 기관의 노킹을 나타내는 값이고 디젤 기관 쪽은 세탄가로 재므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 탄소 수가 같은 곧은 사슬과 가지 갈린 이성질체의 옥탄가를 표에서 찾아 견주었다. 가지가 갈린 쪽이 훨씬 높은 것을 보고 두 구조식을 나란히 그려 값을 그 아래 적었다.
  2. 甲은 기준 물질 두 가지의 구조식을 그리고 가지가 몇 군데 갈리는지 세어 보았다. 하나는 셋이고 다른 하나는 곧은 사슬인 것을 확인하고 각각에 100과 0을 적어 넣었다.
  3. 甲은 경유 품질 표시에서 세탄가라는 낱말을 보고 무엇을 재는 값인지 찾아보았다. 착화가 얼마나 빨리 되는지를 나타낸다는 것을 확인하고 옥탄가와 표를 나눠 정리했다.
  4. 甲은 두 기준 물질을 비율을 달리해 섞은 뒤 각각의 노킹 정도를 재어 보았다. 섞은 비율이 그대로 눈금이 되는 것을 확인하고 비율과 값을 짝지은 표를 만들어 두었다.

  옥탄가는 아이소옥테인을 100, n-헵테인을 0으로 삼은 값이다. 디젤 쪽은 세탄가다. 정답은 3번.

• 65

  분자 1개당 수소 원자가 많은 것부터 순서대로 바르게 나열한 것은?

  (가) 벤젠(benzene) (나) 프로페인(propane) (다) 파라자일렌( p -xylene) (라) 사이클로헥세인(cyclohexane)

  1. 1. (다) － (라) － (가) － (나)
  2. 2. (다) － (라) － (나) － (가)
  3. 3. (라) － (다) － (가) － (나)
  4. 4. (라) － (다) － (나) － (가)

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 파라자일렌을 맨 앞에 두면 수소 열 개가 첫째가 된다. 사이클로헥세인은 고리에 이중결합이 없어 열두 개를 가지므로 그보다 많아 옳지 않다.
  2. 파라자일렌을 맨 앞에 둔 데다 뒤쪽 두 자리도 어긋난다. 사이클로헥세인이 열둘로 가장 많고 벤젠이 여섯으로 가장 적으므로 옳지 않다.
  3. 앞의 두 자리는 맞지만 뒤쪽 두 자리가 어긋난다. 프로페인은 수소가 여덟 개여서 여섯 개뿐인 벤젠보다 많으므로 순서가 뒤바뀌어 옳지 않다.
  4. 사이클로헥세인이 열두 개, 파라자일렌이 열 개, 프로페인이 여덟 개, 벤젠이 여섯 개다. 많은 것부터 늘어놓은 차례가 맞으므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 네 물질의 분자식을 적고 수소 수만 따로 뽑아 큰 차례로 세워 보았다. 파라자일렌이 둘째 자리에 놓이는 것을 확인하고 첫째 자리에 다른 이름을 적어 넣었다.
  2. 甲은 뒤쪽 두 자리를 바꿔 놓은 답안을 만들어 보고 분자식과 하나씩 맞춰 보았다. 프로페인과 벤젠의 수소 수가 어긋나는 것을 확인하고 그 자리에 가위표를 쳐 두었다. 그 자리에 가위표를 쳐 표시해 두었다.
  3. 甲은 고리 화합물 둘과 사슬 화합물 둘을 나눠 적고 각각의 수소 수를 계산했다. 고리에 이중결합이 있으면 수소가 줄어드는 것을 확인하고 구조마다 숫자를 달아 두었다. 구조마다 숫자를 달아 표에 옮겨 적었다.
  4. 甲은 네 구조식을 그려 놓고 탄소마다 붙은 수소를 하나씩 세어 나갔다. 사이클로헥세인이 열둘로 가장 많은 것을 확인하고 네 이름을 큰 차례로 다시 늘어놓아 적었다.

  사이클로헥세인 12개, 파라자일렌 10개, 프로페인 8개, 벤젠 6개 차례다.

• 66

  무정형(amorphous) 고분자의 유리 전이 온도(glass transition temperature)에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?

  ㄱ. 고분자 사슬의 유연성은 유리 전이 온도에 영향을 준다.

  ㄴ. 고분자 사슬 간 극성 상호작용은 유리 전이 온도에 영향을 준다.

  ㄷ. 유리 전이 온도보다 낮은 온도에서 고분자는 유리상으로 존재한다.

  1. 1. ㄱ
  2. 2. ㄱ, ㄴ
  3. 3. ㄴ, ㄷ
  4. 4. ㄱ, ㄴ, ㄷ

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. ㄱ만 고르면 나머지 둘의 옳음을 놓친다. 사슬끼리 끌어당기는 힘과 유리상으로 존재하는 온도 구간도 맞는 설명이라 이 묶음으로는 모자라 옳지 않다.
  2. ㄱ과 ㄴ만 고르면 ㄷ을 놓친다. 유리 전이 온도보다 낮으면 사슬이 얼어붙어 유리상으로 존재한다는 것도 맞는 설명이므로 옳지 않다.
  3. ㄴ과 ㄷ만 고르면 ㄱ을 놓친다. 사슬이 얼마나 잘 휘는지도 유리 전이 온도를 좌우하는 요인이어서 세 진술이 모두 맞으므로 옳지 않다.
  4. ㄱ은 사슬이 뻣뻣할수록 온도가 높아진다는 것으로 옳고, ㄴ은 사슬끼리 끌어당기는 힘이 클수록 높아진다는 것으로 옳으며, ㄷ은 그 아래에서 유리상이 된다는 것으로 옳아 이 묶음이 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 곁가지가 큰 고분자와 작은 고분자의 유리 전이 온도를 표에서 찾아 견주었다. 사슬이 뻣뻣한 쪽이 높게 나오는 것을 확인하고 두 구조식 아래에 값을 나란히 적었다.
  2. 甲은 극성 곁가지를 가진 고분자와 그렇지 않은 고분자를 골라 값을 비교해 보았다. 사슬끼리 당기는 힘이 큰 쪽이 높은 것을 보고 그 까닭을 구조 옆에 한 줄로 적어 두었다.
  3. 甲은 같은 플라스틱 조각을 냉동고와 실온에 나눠 두었다가 휘어 보았다. 찬 쪽이 딱딱하게 부러지는 것을 확인하고 두 상태를 유리상과 고무상으로 나눠 이름을 붙였다.
  4. 甲은 세 진술을 하나씩 실험 자료와 맞춰 보며 표에 동그라미를 쳐 나갔다. 셋 모두에 동그라미가 붙는 것을 확인하고 어느 것도 빠뜨리지 않은 묶음을 골라 표시했다.

  사슬의 유연성과 사슬끼리의 끌림이 유리 전이 온도를 좌우한다. 그보다 낮으면 유리상이다. 정답은 4번.

• 67

  산화수에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 산화수는 정수로만 표현된다.
  2. 2. 중성 분자에서 원자들의 산화수 합은 0이다.
  3. 3. 이온 화합물에서 원자들의 산화수 합은 이온 화합물의 전하량과 같다.
  4. 4. 산화수를 이용하여 물질을 구성하는 성분 원소의 산화 또는 환원 정도를 비교할 수 있다.

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 산화수는 평균값으로 매길 때 분수가 나오기도 한다. 사산화삼철의 철이 8을 3으로 나눈 값이 되는 것이 그런 경우여서 정수로만 표현된다는 말은 옳지 않다(정답).
  2. 전하가 없는 중성 분자에서는 모든 원자의 산화수를 더하면 0이 된다. 산화수를 구할 때 쓰는 기본 규칙이 맞으므로 옳다.
  3. 이온으로 된 화합물에서는 산화수의 합이 그 이온의 전하와 같아야 한다. 다원자 이온의 산화수를 구할 때 쓰는 규칙이 맞으므로 옳다.
  4. 산화수가 올랐는지 내렸는지를 보면 어느 원소가 산화되고 환원됐는지 가릴 수 있다. 산화·환원 반응을 따질 때 쓰는 잣대가 맞으므로 옳다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 자석에 붙는 검은 산화철의 화학식을 보고 철의 산화수를 구해 보았다. 나누어떨어지지 않아 분수가 나오는 것을 확인하고 그것이 평균값이라는 설명을 옆에 적어 두었다.
  2. 甲은 이산화탄소와 물 같은 중성 분자를 몇 개 골라 산화수를 하나씩 매겨 보았다. 더하면 언제나 0이 되는 것을 확인하고 계산 과정을 문제 풀이 서식 맨 위에 적어 넣었다.
  3. 甲은 황산 이온과 탄산 이온의 산화수를 각각 더해 보았다. 합이 그 이온의 전하와 같아지는 것을 확인하고 두 계산을 나란히 적어 규칙이 맞는지 다시 짚어 보았다.
  4. 甲은 반응 전후로 원소마다 산화수를 적고 달라진 자리를 화살표로 이어 보았다. 오른 쪽과 내린 쪽이 한눈에 갈리는 것을 확인하고 각각에 산화와 환원이라고 이름을 달아 두었다.

  산화수는 분수로 나올 수도 있다. 사산화삼철의 철이 그런 경우다.

• 68

  계면활성제에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 1. 계면활성제는 친수성 작용기만으로 이루어져 있다.
  2. 2. 물에 음이온성 계면활성제를 혼합하면 적시는 능력(wetting power)이 증가한다.
  3. 3. 음이온성 계면활성제 수용액 내 형성된 구형 마이셀에서 탄소 사슬의 친수성 말단은 중심을 향하고 있다.
  4. 4. 임계 마이셀 농도(critical micelle concentration) 이상에서 계면활성제 농도가 증가할수록 표면장력은 증가한다.

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 계면활성제는 물을 좋아하는 머리와 기름을 좋아하는 꼬리를 함께 가진다. 한쪽만으로는 경계에 끼어들 수 없으므로 옳지 않다.
  2. 음이온성 계면활성제를 물에 타면 표면장력이 내려가 물방울이 고체 표면에 넓게 퍼진다. 접촉각이 작아져 적시는 능력이 커지므로 옳다(정답).
  3. 물속에서 만들어지는 구형 마이셀은 기름을 좋아하는 탄소 사슬이 안쪽을 향하고 물을 좋아하는 머리가 바깥을 향한다. 친수성 말단이 중심을 향한다고 적었으므로 옳지 않다.
  4. 임계 마이셀 농도를 넘어서면 더 넣은 분자들이 마이셀로 들어가 표면의 수는 거의 늘지 않는다. 표면장력이 거의 일정해지므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 계면활성제 분자 모형을 손에 들고 양쪽 끝을 견주어 보았다. 한쪽은 물에 닿고 다른 쪽은 기름에 닿는 구조인 것을 확인하고 두 부분에 서로 다른 색을 칠해 두었다.
  2. 甲은 왁스를 칠한 판에 맹물과 세제 탄 물을 각각 떨어뜨려 퍼지는 모양을 견주었다. 세제를 탄 쪽이 넓게 퍼지는 것을 확인하고 두 물방울의 접촉각을 재어 적어 두었다.
  3. 甲은 마이셀 단면을 그리고 기름때가 어디에 갇히는지 화살표로 표시해 보았다. 안쪽이 기름을 좋아하는 자리인 것을 확인하고 바깥 머리 쪽에 물 분자를 그려 넣었다.
  4. 甲은 계면활성제 농도를 조금씩 올려 가며 표면장력을 재어 그래프로 옮겨 그렸다. 어느 농도부터 선이 평평해지는 것을 보고 그 꺾인 자리에 화살표를 그리고 농도 값을 적어 넣었다.

  계면활성제가 표면장력을 낮춰 물이 잘 퍼지므로 적시는 능력이 커진다.

• 69

  비료에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 비료의 3요소는 인, 질소, 칼륨이다.
  2. 2. 배합비료는 비료 성분을 단순 혼합한 것이다.
  3. 3. 화성비료는 화학반응을 통해 제조할 수 있다.
  4. 4. 비료의 3요소 성분의 함량이 50 % 미만인 것은 저도화성비료로, 50 % 이상인 것은 고도화성비료로 구분한다.

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 비료의 삼요소는 질소와 인산과 칼륨이다. 작물이 많이 쓰면서도 토양에서 모자라기 쉬운 성분들이 맞으므로 옳다.
  2. 배합비료는 이미 만들어진 비료들을 화학 반응 없이 섞기만 한 것이다. 알갱이마다 성분이 다를 수 있다는 점이 맞으므로 옳다.
  3. 화성비료는 원료를 화학 반응시켜 한 알갱이 안에 성분이 고루 들어가게 만든 것이다. 제조 방식을 바르게 적었으므로 옳다.
  4. 고도화성비료와 저도화성비료를 가르는 기준은 삼요소 합계 30퍼센트다. 50퍼센트로 적어 기준을 잘못 옮겼으므로 옳지 않다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 비료 포대 뒤의 보증성분 칸을 읽으며 굵게 적힌 성분을 세어 보았다. 세 가지가 나란히 적혀 있는 것을 확인하고 나머지는 부성분 줄에 작게 들어간 것을 표시했다.
  2. 甲은 배합비료 알갱이를 흰 접시에 쏟아 놓고 돋보기로 들여다보았다. 색이 다른 알갱이가 섞여 있는 것을 보고 뿌릴 때 고르게 퍼지는지 따로 확인해 기록해 두었다.
  3. 甲은 화성비료 공장에서 원료가 반응기를 거쳐 한 빛깔 알갱이로 나오는 것을 보았다. 한 알에 성분이 고루 들어간다는 설명을 듣고 공정 단계를 순서대로 옮겨 적었다.
  4. 甲은 창고에 쌓인 비료 포대의 성분 합계를 계산해 30퍼센트를 넘는 것만 따로 모아 보았다. 고도화성으로 분류되는 포대에 표시를 붙이고 기준 수치를 옆에 크게 적었다.

  고도화성비료를 가르는 기준은 세 요소 합계 30퍼센트다. 50퍼센트가 아니다.

• 70

  다음 수화 반응이 Markovnikov 규칙을 따를 때, 주 생성물은?

  1. 1.
  2. 2.
  3. 3.
  4. 4.

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 부탄알은 탄소와 산소가 이중결합으로 묶인 알데하이드라 이중결합에 물이 붙는 이 반응에서는 만들어질 수 없으므로 옳지 않다.
  2. 이 물질은 케톤이라 먼저 생긴 알코올이 한 번 더 산화되어야 얻어지는 것이므로 물만 더한 이 반응의 주 생성물로는 옳지 않다.
  3. 마르코브니코프 규칙에 따라 수소가 적게 붙은 이중결합 탄소 쪽에 하이드록시기가 붙어 두 번째 탄소에 자리를 잡으므로 옳다(정답).
  4. 이 물질은 하이드록시기가 사슬 끝 탄소에 붙은 꼴이라 규칙을 거꾸로 따른 생성물이므로 이 반응의 주 생성물로는 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲이 반응 혼합물을 적외선 분광기에 걸어 보니 탄소와 산소가 겹으로 묶인 자리에서는 봉우리가 전혀 뜨지 않고 넓게 퍼진 봉우리만 크게 나타나 예상해 두었던 물질을 목록에서 지웠다.
  2. 甲이 얻은 액체를 산화제와 함께 한 번 더 끓여서야 새 봉우리를 얻고는, 물만 더한 첫 반응으로 그 물질이 곧장 나온다고 적어 두었던 기록이 한 단계를 건너뛴 것임을 알아차렸다.
  3. 甲이 산 촉매를 넣고 물을 더한 뒤 얻은 액체를 핵자기공명으로 재어 보니 사슬 안쪽 탄소에 붙은 자리에서 봉우리가 여러 갈래로 갈라져, 끝이 아니라 가운데에 붙은 것을 확인했다.
  4. 甲이 붕소 시약을 먼저 쓴 실험에서만 사슬 끝에 붙은 물질을 얻고는, 산 촉매로 물을 더한 이번 반응과는 붙는 자리가 정반대라는 것을 실험 노트 양쪽에 나란히 적어 두었다.

  알켄의 산 촉매 수화는 마르코브니코프 규칙을 따라 더 치환된 탄소에 하이드록시기가 붙으므로 1-부텐에서는 2-부탄올이 주 생성물이다.

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• 71

  아미노산에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?

  ㄱ. 단백질은 아미노산이 아마이드결합으로 연결되어 있다.

  ㄴ. 아미노산은 아민기와 카르복실기를 모두 포함하고 있다.

  ㄷ. 단백질을 완전 가수분해하면 아미노산의 혼합물이 되며, 지구상에는 총 20종의 필수 아미노산이 존재한다.

  1. 1. ㄱ, ㄴ
  2. 2. ㄱ, ㄷ
  3. 3. ㄴ, ㄷ
  4. 4. ㄱ, ㄴ, ㄷ

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. ㄱ은 아미노산끼리 아마이드 결합으로 이어져 단백질이 된다는 것으로 옳고, ㄴ은 한 분자에 아민기와 카르복실기를 함께 가진다는 것으로 옳아 이 묶음이 맞다.
  2. ㄱ과 ㄷ을 고르면 ㄷ이 걸린다. 단백질을 이루는 아미노산이 스무 종이고 그 가운데 몸에서 못 만드는 일부만 필수 아미노산이므로 옳지 않다.
  3. ㄴ과 ㄷ을 고르면 ㄷ이 걸린다. 단백질을 이루는 아미노산이 스무 종이고 그 가운데 몸에서 만들지 못하는 일부만 필수로 꼽으므로 옳지 않다.
  4. 셋을 모두 고르면 ㄷ까지 안게 된다. 앞의 둘은 맞지만 스무 종 전부를 필수 아미노산이라 적은 것이 잘못이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 두 아미노산이 이어지는 과정을 그리며 떨어져 나오는 물 분자를 표시했다. 새로 생긴 결합이 단백질에서도 같은 이름으로 불리는 것을 확인하고 그 이름을 적어 넣었다. 그 결합의 이름을 적어 넣어 두었다.
  2. 甲은 아미노산 한 분자의 구조식을 그려 양 끝의 작용기를 각각 동그라미로 묶었다. 한쪽은 염기성이고 다른 쪽은 산성인 것을 확인하고 각 자리에 이름을 달아 두었다. 각 자리에 작용기 이름을 달아 두었다.
  3. 甲은 영양학 자료에서 필수 아미노산 목록을 찾아 이름을 하나씩 세어 보았다. 스무 종에 크게 못 미치는 것을 확인하고 단백질을 이루는 전체 수와 나란히 적어 두었다. 전체 수와 나란히 적어 견주어 보았다.
  4. 甲은 단백질을 산으로 완전히 가수분해한 실험 자료를 읽었다. 여러 아미노산이 섞여 나오는 것을 확인하고 그 가운데 몸에서 만들 수 있는 것에 따로 표시를 남겼다.

  필수 아미노산은 스무 종이 아니다. 단백질을 이루는 것이 스무 종이고 필수는 그중 일부다. 정답은 1번.

• 72

  나프탈렌의 설폰화반응(sulfonation)을 40 ～ 50 °C에서 단시간 진행할 때, 주 생성물은?

  1. 1.
  2. 2.
  3. 3.
  4. 4.

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 40～50 °C의 짧은 반응에서는 속도론적으로 α 위치 치환이 우세한데, 1번 구조는 그 주생성물의 치환 위치와 다르므로 옳지 않다.
  2. 낮은 온도에서 짧게 설폰화하면 α-나프탈렌설폰산이 빠르게 생성되는데, 2번 구조는 이 치환 위치를 나타내지 않으므로 옳지 않다.
  3. 이 조건에서는 열역학적으로 더 안정한 생성물보다 빠르게 만들어지는 α 치환물이 우세한데, 3번 구조는 이에 맞지 않으므로 옳지 않다.
  4. 나프탈렌을 40～50 °C에서 짧게 설폰화하면 속도론적 지배로 α-나프탈렌설폰산이 주로 생성되므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲이 나프탈렌에 황산을 넣고 온도를 낮게 유지한 채 잠깐 반응시킨 뒤 생성물을 분석했더니, 고리의 두 치환 가능 자리 가운데 먼저 공격받는 쪽의 물질이 훨씬 많이 검출되었다.
  2. 甲이 같은 출발물질을 낮은 온도에서 짧게 반응시킨 뒤 두 위치에서 생길 수 있는 생성물의 양을 비교했더니, 반응속도가 빠른 경로에서 만들어진 물질이 주된 봉우리로 나타났다.
  3. 甲이 반응 혼합물을 오래 가열하지 않고 곧바로 냉각한 뒤 성분을 분리했더니, 충분한 시간이 있어야 비율이 커지는 쪽보다 처음 빠르게 만들어지는 물질의 양이 더 많았다.
  4. 甲이 45 °C를 유지하며 나프탈렌에 설폰산기를 도입하고 곧바로 반응을 끝낸 뒤 분리한 결정들을 조사했더니, 고리의 1번 탄소 쪽에 치환된 물질이 가장 많은 양을 차지했다.

  나프탈렌의 저온·단시간 설폰화는 속도론적 지배를 받아 α-나프탈렌설폰산이 주생성물이 된다.

• 73

  아스피린(aspirin)의 구조식은?

  1. 1.
  2. 2.
  3. 3.
  4. 4.

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 아스피린은 벤젠 고리에 카복실기와 아세톡시기가 서로 이웃하여 붙은 아세틸살리실산인데, 1번 구조는 이 배열과 다르므로 옳지 않다.
  2. 아스피린에서는 살리실산의 페놀성 하이드록시기가 아세틸화되어 에스터가 되는데, 2번 구조는 이러한 결합 형태와 다르므로 옳지 않다.
  3. 아스피린은 2-아세톡시벤조산으로 카복실기와 아세톡시기가 오쏘 위치에 놓이는 구조이므로 3번에 제시된 구조가 옳다(정답).
  4. 아스피린의 분자식은 C9H8O4이고 벤젠 고리에 카복실기와 아세톡시기가 이웃해야 하는데, 4번 구조는 이러한 특징과 다르므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲이 진통제 성분의 분자모형을 조립하면서 육각형 고리에 산성 작용기와 에스터 부분을 배치했지만, 두 부분 사이를 한 자리보다 더 떨어뜨려 놓아 표준 구조와 달라졌다.
  2. 甲이 살리실산에 아세트산 무수물을 반응시킨 뒤 생성물을 그리면서 산소에 아세틸 부분이 붙어야 할 자리를 다른 결합으로 표시해, 실제 생성물과 다른 골격을 완성했다.
  3. 甲이 살리실산의 페놀성 산소에 아세틸 부분을 붙여 모형을 완성하자, 산성 작용기 바로 옆 탄소에 산소를 거친 에스터 부분이 자리한 하나의 방향족 분자가 만들어졌다.
  4. 甲이 분석 결과에서 탄소 9개와 산소 4개가 존재한다는 점을 확인한 뒤 방향족 고리 주변의 작용기를 배치했지만, 서로 이웃해야 할 두 부분의 위치를 떨어뜨려 그려 다시 수정했다.

  아스피린은 살리실산의 페놀성 하이드록시기를 아세틸화한 2-아세톡시벤조산 구조이다.

• 74

  다음 구조식을 갖는 고분자에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 열경화성 고분자이다.
  2. 2. 파이프, 필름 제조에 사용될 수 있다.
  3. 3. 라디칼 중합법으로 합성될 수 있다.
  4. 4. 용도에 맞게 가소제를 혼합하여 가공할 수 있다.

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 이 고분자는 열을 가하면 물러지고 식으면 다시 굳는 열가소성이어서 녹여 다시 성형할 수 있다. 열경화성이라 적었으므로 옳지 않다(정답).
  2. 이 고분자는 수도 배관과 포장용 필름에 널리 쓰인다. 값이 싸고 가공이 쉬워 생산량이 큰 쓰임새가 맞으므로 옳다.
  3. 이 고분자는 과산화물 개시제를 써서 라디칼 중합으로 만든다. 상업 생산에 실제로 쓰이는 방법이 맞으므로 옳다.
  4. 딱딱한 성질을 무르게 하려고 가소제를 섞어 용도에 맞게 가공한다. 같은 재료로 단단한 관과 무른 시트를 모두 만드는 까닭이 맞으므로 옳다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 이 재질로 만든 조각을 뜨거운 물에 담갔다가 꺼내어 손으로 구부려 보았다. 물러졌다가 식으면서 구부린 모양 그대로 굳는 것을 확인하고 여러 번 되풀이해도 같은지 세어 적었다.
  2. 甲은 공사 현장에서 같은 재질로 만든 수도관과 포장 필름을 나란히 놓고 보았다. 두께와 무른 정도만 다를 뿐 재질 표시가 같은 것을 확인하고 두 제품 이름을 적었다.
  3. 甲은 이 고분자를 만드는 공정도에서 반응기에 넣는 개시제 이름을 찾아보았다. 과산화물인 것을 확인하고 라디칼이 이중결합을 열어 사슬을 늘리는 과정을 그려 두었다.
  4. 甲은 가소제를 넣은 시트와 넣지 않은 관을 손으로 눌러 굳기를 견주어 보았다. 넣은 쪽이 훨씬 무른 것을 확인하고 가소제 양에 따른 굳기 변화를 표로 옮겨 적었다.

  파이프와 필름을 만들고 가소제를 섞어 가공하는 이 고분자는 열가소성이다.

• 75

  구리(Cu)와 아연(Zn)으로 구성된 다니엘 전지의 산화전극(anode)에서 일어나는 반응은?

  1. 1. Zn( s ) → Zn2+( aq ) ＋ 2e-
  2. 2. Cu( s ) → Cu2+( aq ) ＋ 2e-
  3. 3. Zn2+( aq ) ＋ 2e- → Zn( s )
  4. 4. Cu2+( aq ) ＋ 2e- → Cu( s )

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 아연은 구리보다 이온이 되려는 성질이 커서 먼저 녹아 전자를 내놓는다. 산화가 일어나는 전극에서 벌어지는 반응이 맞으므로 옳다(정답).
  2. 구리가 녹아 전자를 내놓는 반응은 다니엘 전지에서 일어나지 않는다. 구리 쪽은 오히려 전자를 받아 금속이 쌓이는 자리이므로 옳지 않다.
  3. 아연 이온이 전자를 받아 금속으로 쌓이는 것은 환원이다. 산화가 일어나는 전극의 반응을 묻는 물음과 방향이 반대이므로 옳지 않다.
  4. 구리 이온이 전자를 받아 금속 구리가 되는 것은 환원 전극에서 일어나는 반응이다. 산화 전극이 아니므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 다니엘 전지를 꾸려 며칠 동안 돌린 뒤 아연판을 꺼내 저울에 올려 무게를 재어 보았다. 처음보다 뚜렷하게 가벼워진 것을 확인하고 줄어든 무게를 흘려보낸 전류량과 나란히 적어 두었다.
  2. 甲은 같은 전지에서 구리판도 함께 꺼내 무게를 재고 표면을 돋보기로 들여다보았다. 오히려 무거워지고 붉은 금속이 새로 쌓인 것을 확인해 아연판 쪽 결과와 나란히 표에 옮겨 적었다.
  3. 甲은 아연 쪽 용액의 이온 농도를 시간마다 재어 그래프로 옮겼다. 농도가 꾸준히 오르는 것을 보고 아연이 녹아 나오는 방향임을 화살표로 표시해 두었다고 화살표로 방향을 표시해 두었다.
  4. 甲은 구리 쪽 용액의 푸른빛이 옅어지는 것을 날마다 사진으로 남겼다. 구리 이온이 줄어든다는 뜻인 것을 확인하고 두 전극의 반응을 반대 방향 화살표로 그려 두었다.

  다니엘 전지에서 아연이 녹아 전자를 내놓는다. 산화가 일어나는 쪽이 아연 전극이다.

• 76

  황안에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 질소비료로 사용될 수 있다.
  2. 2. 카프로락탐 제조 공정에서 얻을 수 있다.
  3. 3. 황산과 암모니아를 반응시켜 얻을 수 있다.
  4. 4. 암모니아 소다법(Solvay process)에서 얻을 수 있다.

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 황안은 황산암모늄으로 질소를 스물한 퍼센트쯤 품고 있어 질소비료로 쓰인다. 오래전부터 쓰여 온 용도가 맞으므로 옳다.
  2. 카프로락탐을 만드는 공정에서 황산암모늄이 부산물로 많이 나온다. 그 양이 많아 비료로 되파는 것이 맞으므로 옳다.
  3. 묽은 황산에 암모니아를 넣어 중화시키면 황산암모늄을 얻는다. 원료 둘만 있으면 되는 가장 단순한 제조법이 맞으므로 옳다.
  4. 솔베이법은 소금물에 암모니아와 이산화탄소를 불어 넣어 탄산나트륨을 얻는 공정이라 황산이 쓰이지 않는다. 황안이 나올 자리가 없으므로 옳지 않다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 비료 포대에 적힌 질소 함량을 보고 황산암모늄 화학식으로 직접 계산해 맞춰 보았다. 스물한 퍼센트 언저리가 나오는 것을 확인하고 계산 과정을 포대 사진 옆에 적어 두었다.
  2. 甲은 카프로락탐 공장의 부산물 처리 흐름을 공정도로 따라가며 어디로 나가는지 짚었다. 황산암모늄이 큰 덩이로 쌓여 비료로 팔려 나가는 것을 확인하고 그 물량을 옆에 적어 넣었다.
  3. 甲은 실험실에서 묽은 황산에 암모니아수를 조금씩 떨어뜨리며 산도를 재었다. 중성에 이른 뒤 물을 날려 흰 결정을 얻고 그 결정의 이름을 접시에 적어 붙였다고 접시에 적어 붙여 두었다.
  4. 甲은 솔베이 공정에 들어가는 원료 목록을 처음부터 끝까지 훑어보았다. 황이 든 물질이 하나도 없는 것을 확인하고 황안이 나올 수 없다고 목록 아래에 적었다고 목록 아래에 적어 두었다.

  솔베이법은 소금물에 암모니아와 이산화탄소를 넣는 공정이라 황산이 쓰이지 않는다.

• 77

  알킬화(alkylation) 반응에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. O-alkylation 반응을 통해 에터(ether) 화합물을 합성할 수 있다.
  2. 2. C-alkylation 반응은 탄소 원자를 알킬기로 치환시키는 반응이다.
  3. 3. C-alkylation 반응은 가솔린의 옥탄가를 높이는 데 활용될 수 있다.
  4. 4. N-alkylation 반응을 통해 아민기의 수소 원자를 알킬기로 치환시킬 수 있다.

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 알코올의 산소에 알킬기를 붙이면 산소 양쪽에 탄소가 놓인 에터가 된다. 산소 자리에서 일어나는 알킬화를 바르게 적었으므로 옳다.
  2. C-알킬화는 탄소 원자에 알킬기를 새로 붙이는 반응이다. 탄소 원자를 알킬기로 바꾼다고 적어 뜻을 뒤집었으므로 옳지 않다(정답).
  3. 아이소뷰테인에 알켄을 붙이는 알킬화로 가지가 많이 갈린 탄화수소를 만들면 옥탄가가 오른다. 정유 공장에서 실제로 쓰는 공정이 맞으므로 옳다.
  4. 아민의 질소에 붙은 수소를 알킬기로 바꾸면 이차나 삼차 아민이 된다. 질소 자리에서 일어나는 알킬화를 바르게 적었으므로 옳다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 알코올에서 에터가 만들어지는 반응식을 적고 알킬기가 어디에 붙는지 짚어 보았다. 산소 자리인 것을 확인하고 생성물에서 산소 양옆에 탄소가 놓인 것을 표시했다.
  2. 甲은 알킬화 앞에 붙는 글자가 무엇을 가리키는지 정리해 표로 만들었다. 알킬기가 붙는 원자를 나타낸다는 것을 확인하고 탄소와 산소와 질소 자리를 칸마다 적어 넣었다.
  3. 甲은 정유 공장 알킬화 반응기에서 나온 제품의 옥탄가를 들어간 원료의 값과 견주어 보았다. 가지가 갈리면서 값이 크게 오른 것을 확인하고 두 구조식을 나란히 그려 옆에 붙여 두었다.
  4. 甲은 일차 아민에 알킬기를 하나씩 붙여 가며 이름이 어떻게 바뀌는지 적어 보았다. 수소가 하나씩 줄어드는 것을 확인하고 단계마다 이차와 삼차라는 이름을 달았다고 단계마다 이름을 달아 두었다.

  C-알킬화는 탄소에 알킬기를 붙이는 것이지 탄소를 알킬기로 바꾸는 것이 아니다.

• 78

  그림과 같이 고분자 (가), (나), (다)가 응력(stress)－변형(strain) 곡선을 따르며, 초기 탄성 구간에서는 훅의 법칙(Hooke’s law)을 따른다. 인장 탄성률(elastic modulus)과 항복응력(yield stress)이 가장 큰 고분자를 바르게 연결한 것은? (단, A, B, C는 각 고분자의 파괴점이다)

  인장 탄성률 항복응력

  1. 1. (가) (나)
  2. 2. (가) (다)
  3. 3. (다) (나)
  4. 4. (다) (다)

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 처음 구간의 기울기가 가장 가파른 것이 (가)이고 곡선이 꺾이는 자리가 가장 높은 것이 (나)이므로 두 값의 주인이 바르게 짝지어져 옳다(정답).
  2. 앞의 값은 (가)로 맞게 잡았으나 뒤의 값을 (다)로 본 것인데 (다)는 꺾이는 자리가 셋 가운데 가장 낮으므로 옳지 않다.
  3. (다)는 처음 구간의 기울기가 셋 가운데 가장 완만하여 훅의 법칙 구간에서 가장 작은 값을 가지므로 이를 최대로 본 것은 옳지 않다.
  4. (다)를 두 값 모두의 주인으로 본 것인데 기울기에서도 꺾이는 자리에서도 셋 가운데 맨 아래에 있으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲이 세 시편을 같은 속도로 당기며 처음 구간의 기울기를 하나씩 재어 가장 가파른 것에 표시를 하고, 곡선이 꺾이며 가장 높이 올라간 시편을 따로 표시해 두 값의 주인을 나누어 적었다.
  2. 甲이 처음 구간만 보고 두 값의 주인을 같은 시편으로 적어 두었다가, 꺾이는 자리 높이를 나란히 견주자 그 시편보다 더 높이 올라간 곡선이 따로 있는 것을 보고 표를 두 칸으로 갈라 고쳤다.
  3. 甲이 가장 완만하게 올라가는 곡선을 앞의 값이 큰 쪽으로 적어 두었다가, 처음 구간의 기울기가 클수록 그 값이 크다는 정의를 다시 읽고 세 곡선의 순서를 거꾸로 뒤집어 바로잡았다.
  4. 甲이 한 시편만으로 두 칸을 다 채워 넣었다가, 세 곡선을 한 장에 겹쳐 놓고 보니 그 곡선이 처음 기울기에서도 꺾이는 높이에서도 맨 아래에 있어 표를 통째로 다시 만들었다.

  응력-변형 곡선에서 초기 기울기가 가장 큰 (가)가 탄성률이 가장 크고 꺾이는 자리가 가장 높은 (나)가 항복응력이 가장 크다.

• 79

  착물의 중심 금속에서 전자 배치가 결정장 이론(crystal field theory)을 따르고 바닥 상태일 때, 홀전자 수가 가장 큰 것은? (단, Co와 Ni의 원자번호는 각각 27과 28이다)

  1. 1. 사면체 착물의 Ni2+
  2. 2. 사각 평면 착물의 Ni2+
  3. 3. 고스핀 팔면체 착물의 Co2+
  4. 4. 저스핀 팔면체 착물의 Co3+

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 사면체 착물의 니켈 이온은 d 전자가 여덟이고 갈라짐이 작아 고스핀으로 채워지지만 홀전자는 둘에 그친다. 셋보다 적으므로 옳지 않다.
  2. 사각 평면 착물의 니켈 이온은 d 전자 여덟이 낮은 네 궤도에 모두 짝을 지어 들어가 홀전자가 없다. 넷 가운데 가장 적으므로 옳지 않다.
  3. 고스핀 팔면체 착물의 코발트 이온은 d 전자 일곱이 갈라진 궤도에 넓게 퍼져 들어가 홀전자가 셋이 된다. 넷 가운데 가장 많으므로 옳다(정답).
  4. 저스핀 팔면체 착물의 코발트 삼가 이온은 d 전자 여섯이 낮은 세 궤도에 모두 짝을 지어 들어가 홀전자가 없다. 셋보다 적으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 사면체 착물의 궤도 갈라짐을 그리고 d 전자 여덟을 규칙에 맞춰 채워 넣었다. 짝을 짓지 않은 것이 둘인 것을 세어 확인하고 그림 아래에 숫자를 적어 두었다.
  2. 甲은 사각 평면 착물의 궤도 순서를 그린 뒤 전자를 아래부터 채워 나갔다. 맨 위 궤도가 비고 나머지가 모두 짝을 지은 것을 확인하고 홀전자 칸에 0을 적었다고 그림 아래에 숫자를 적어 두었다.
  3. 甲은 팔면체 갈라짐이 작을 때의 채움 규칙을 적용해 전자 일곱을 배치해 보았다. 홀전자가 셋 남는 것을 세어 확인하고 앞서 구한 값들과 나란히 표에 옮겨 적었다.
  4. 甲은 갈라짐이 클 때의 배치를 따로 그려 d 전자 여섯을 낮은 궤도에 몰아넣어 보았다. 모두 짝을 지어 홀전자가 하나도 없는 것을 확인하고 네 경우를 홀전자 수가 큰 차례로 다시 세웠다.

  고스핀 팔면체 코발트 이온은 d 전자 일곱을 넓게 펴 홀전자가 셋으로 가장 많다.

• 80

  높은 에너지를 갖는 이온의 충돌을 통해 표적(target)에서 떨어져 나온 원자들을 응축시켜 박막을 형성하는 공정은?

  1. 1. 식각(etching)
  2. 2. 스퍼터링(sputtering)
  3. 3. 포토리소그래피(photolithography)
  4. 4. 화학기상증착(chemical vapor deposition)

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 식각은 이미 올려 둔 막을 화학 약품이나 이온으로 깎아 내는 공정이다. 박막을 새로 쌓는 것이 아니라 덜어 내는 쪽이므로 옳지 않다.
  2. 스퍼터링은 빠른 이온을 표적에 때려 튀어나온 원자를 기판에 쌓아 박막을 만든다. 물리적으로 원자를 옮겨 붙이는 증착 방식이 맞으므로 옳다(정답).
  3. 포토리소그래피는 감광제에 빛을 쬐어 무늬를 옮기는 공정이다. 무늬를 새기는 일이지 막을 쌓는 일이 아니므로 옳지 않다.
  4. 화학기상증착은 기체 원료를 반응시켜 기판 위에 막을 만든다. 같은 증착이지만 화학 반응을 쓰는 쪽이어서 이온 충돌과는 방식이 다르므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 식각을 마친 웨이퍼와 마치기 전 웨이퍼를 나란히 놓고 두께를 재어 보았다. 처리한 쪽이 얇아진 것을 확인하고 이 공정이 덜어 내는 쪽이라고 표에 적어 두었다.
  2. 甲은 진공 장비 안에서 표적판이 조금씩 패어 가는 것을 창으로 들여다보았다. 떨어져 나온 원자가 맞은편 기판에 쌓인다는 설명을 듣고 두 자리를 화살표로 이어 그렸다.
  3. 甲은 노란 조명 아래에서 감광제를 바른 웨이퍼가 노광기를 지나는 것을 보았다. 빛으로 무늬를 옮기는 단계라는 설명을 듣고 공정 순서표에서 증착 칸과 갈라 표시했다.
  4. 甲은 기체 원료를 흘려 막을 올리는 장비 앞에서 배관에 적힌 기체 이름을 읽었다. 반응으로 막이 생기는 방식인 것을 확인하고 이온을 때리는 방식과 표로 견주었다.

  이온을 때려 표적에서 튀어나온 원자를 쌓아 박막을 만드는 것이 스퍼터링이다.

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• 81

  유지의 아이오딘값(iodine value)이 나타내는 지표는?

  1. 1. 산도
  2. 2. 분자량
  3. 3. 불포화도
  4. 4. 불순물의 양

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 산도는 유지에 남은 유리 지방산의 양을 나타내며 산값으로 잰다. 아이오딘이 붙는 자리와는 다른 것을 재므로 옳지 않다.
  2. 분자량은 유지를 이루는 지방산의 사슬 길이와 이어지며 비누화값으로 어림한다. 아이오딘값이 가리키는 것이 아니므로 옳지 않다.
  3. 아이오딘값은 유지 100그램에 붙는 아이오딘의 그램 수로, 아이오딘이 이중결합 자리에 달라붙으므로 이중결합이 많을수록 값이 커진다. 불포화도를 나타내는 지표가 맞으므로 옳다(정답).
  4. 불순물의 양은 기름을 걸러 찌꺼기를 달아 보거나 태운 뒤 남는 재를 재어 가린다. 아이오딘이 붙는 자리를 세는 아이오딘값과는 재는 대상이 다르므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 오래 쓴 튀김 기름의 산값을 재어 새 기름과 견주어 보았다. 쓴 기름 쪽이 훨씬 높게 나오는 것을 확인하고 이 값이 유리 지방산의 양을 가리킨다고 기록지에 적어 두었다.
  2. 甲은 비누화값으로 지방산의 평균 사슬 길이를 어림하는 계산을 따라가 보았다. 값이 클수록 사슬이 짧다는 관계를 확인하고 아이오딘값과 재는 대상이 다른 것을 표로 갈라 적었다.
  3. 甲은 올리브유와 들기름의 아이오딘값을 각각 재어 나란히 적어 보았다. 이중결합이 많은 들기름 쪽이 훨씬 높게 나오는 것을 확인하고 두 기름의 지방산 구성표를 옆에 붙였다.
  4. 甲은 기름에 섞인 찌꺼기를 걸러 내고 무게를 달아 불순물의 양을 구해 보았다. 이 값이 아이오딘값과 따로 움직이는 것을 확인하고 두 항목을 검사표에서 나눠 적어 두었다.

  아이오딘값은 유지 100그램에 붙는 아이오딘의 양이라 이중결합이 많을수록 커진다.

• 82

  목재의 주요 구성 성분이 아닌 것은?

  1. 1. 아마(flax)
  2. 2. 리그닌(lignin)
  3. 3. 셀룰로오스(cellulose)
  4. 4. 헤미셀룰로오스(hemicellulose)

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 아마는 아마 줄기에서 뽑아 리넨 천을 짜는 식물 섬유다. 나무의 세포벽을 이루는 성분이 아니므로 이것이 맞다(정답).
  2. 리그닌은 셀룰로스 섬유 사이를 메워 나무를 단단하게 붙잡아 주는 성분이다. 목재의 세 성분 가운데 하나이므로 물음이 찾는 것이 아니다.
  3. 셀룰로스는 포도당이 길게 이어진 사슬로 나무 세포벽의 뼈대를 이룬다. 목재에서 가장 큰 몫을 차지하므로 물음이 찾는 것이 아니다.
  4. 헤미셀룰로스는 여러 당이 섞여 이어진 사슬로 셀룰로스 섬유 사이를 채운다. 목재의 세 성분 가운데 하나이므로 물음이 찾는 것이 아니다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 리넨 셔츠의 원료를 거슬러 올라가 아마 줄기를 물에 담가 섬유를 뽑는 공정에 닿았다. 나무가 아니라 한해살이 풀에서 얻는 것을 확인하고 목재 성분표에서 이 이름을 지웠다.
  2. 甲은 펄프 공장에서 나무 조각이 약품 솥을 지나며 갈색 물이 빠지는 것을 보았다. 빠져나가는 것이 리그닌이라는 설명을 듣고 남은 흰 섬유와 무게를 견주어 기록해 두었다.
  3. 甲은 목재 성분 분석표에서 가장 큰 몫을 차지하는 항목을 찾아 짚어 보았다. 절반 가까이가 한 성분인 것을 확인하고 그 성분이 포도당 사슬이라는 것을 옆에 적어 두었다.
  4. 甲은 셀룰로스와 헤미셀룰로스의 구조식을 나란히 그려 어디가 다른지 견주었다. 한쪽은 한 가지 당이 곧게 이어지고 다른 쪽은 여러 당이 섞인 것을 확인해 표시해 두었다.

  목재는 셀룰로스와 헤미셀룰로스와 리그닌으로 이루어진다. 아마는 풀에서 얻는 섬유다.

• 83

  화학 구조식에 카보닐기를 가지지 않는 고분자는?

  1. 1. 폴리우레탄(polyurethane)
  2. 2. 폴리비닐알코올(poly(vinyl alcohol))
  3. 3. 폴리아세트산비닐(poly(vinyl acetate))
  4. 4. 폴리에틸렌테레프탈레이트(poly(ethylene terephthalate))

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 폴리우레탄의 우레탄 결합에는 질소와 산소 사이에 카보닐이 끼어 있다. 산소가 이중결합한 탄소를 지니므로 옳지 않다.
  2. 폴리비닐알코올의 반복 단위는 탄소 사슬에 하이드록시기가 붙은 꼴이라 산소가 이중결합한 탄소가 없다. 카보닐기를 지니지 않으므로 옳다(정답).
  3. 폴리아세트산비닐은 곁가지에 아세트산 에스터가 붙어 있어 카보닐을 지닌다. 이것을 가수분해하면 하이드록시기만 남으므로 옳지 않다.
  4. 폴리에틸렌테레프탈레이트는 에스터 결합으로 이어진 폴리에스터라 카보닐을 지닌다. 테레프탈산에서 온 카보닐이 반복 단위마다 들어 있으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 스펀지 재질의 반복 단위를 그려 질소와 산소 사이를 들여다보았다. 카보닐이 끼어 있는 것을 확인하고 그 탄소에 동그라미를 친 뒤 결합 이름을 옆에 적어 두었다.
  2. 甲은 물에 녹는 세탁망의 구조식을 그려 곁가지를 하나씩 확인해 보았다. 하이드록시기만 줄줄이 붙어 있는 것을 확인하고 산소가 이중결합한 자리가 없다고 적어 두었다.
  3. 甲은 목공용 접착제의 성분을 찾아 그 고분자의 반복 단위를 공책에 그려 보았다. 곁가지에 에스터가 달린 것을 확인하고 이것을 가수분해하면 어떤 구조가 되는지 화살표로 이어 그렸다.
  4. 甲은 페트병 재질의 반복 단위에서 카보닐이 몇 개인지 세어 보았다. 반복 단위마다 둘씩 들어 있는 것을 확인하고 앞서 그린 구조식들과 나란히 붙여 견주어 두었다.

  폴리비닐알코올의 반복 단위에는 하이드록시기만 있고 산소가 이중결합한 탄소가 없다.

• 84

  반응열의 제거가 가장 어려운 라디칼 중합 공정은?

  1. 1. 괴상중합(bulk polymerization)
  2. 2. 용액중합(solution polymerization)
  3. 3. 현탁중합(suspension polymerization)
  4. 4. 유화중합(emulsion polymerization)

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 괴상중합은 단량체와 개시제만 넣고 돌리는 방식이라 열을 받아 줄 용매도 물도 없다. 반응이 진행될수록 끈적해져 열이 안쪽에 갇히므로 옳다(정답).
  2. 용액중합은 단량체를 용매에 녹여 돌리므로 용매가 열을 받아 준다. 점도도 낮게 유지되어 열을 빼기가 한결 쉬우므로 옳지 않다.
  3. 현탁중합은 단량체 방울을 물에 띄워 돌리므로 물이 열을 받아 낸다. 방울 하나하나가 작아 열이 잘 빠지므로 옳지 않다.
  4. 유화중합은 물에 계면활성제로 단량체를 잘게 흩어 돌린다. 물이 열매체 구실을 해 온도 조절이 쉬우므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 단량체만 채운 반응기의 안쪽 온도를 시간마다 재어 그래프로 옮겼다. 중합이 진행될수록 끈적해지며 온도가 치솟는 것을 확인하고 위험 구간을 붉게 칠해 표시해 두었다.
  2. 甲은 같은 단량체를 용매에 녹여 돌리며 온도를 재어 앞선 값과 견주었다. 훨씬 완만하게 오르는 것을 확인하고 두 곡선을 한 그래프에 겹쳐 그려 차이를 보여 두었다.
  3. 甲은 물에 뜬 단량체 방울이 하나씩 굳어 알갱이가 되는 것을 창으로 들여다보았다. 방울마다 물에 둘러싸여 열이 빠지는 구조인 것을 확인하고 알갱이 크기를 재어 적었다.
  4. 甲은 계면활성제를 넣어 뿌옇게 흩어진 반응액의 온도를 재어 보았다. 반응 내내 거의 일정하게 유지되는 것을 확인하고 네 방식의 온도 변화를 한 표에 모아 정리했다.

  괴상중합은 단량체만 넣고 돌려 열을 받아 줄 물질이 없다. 반응열을 빼기가 가장 어렵다.

• 85

  에틸렌의 첨가반응(addition reaction)으로 얻을 수 있는 화합물이 아닌 것은?

  1. 1. 염화에틸(CH3CH2Cl)
  2. 2. 염화비닐(CH2＝CHCl)
  3. 3. 에틸알코올(CH3CH2OH)
  4. 4. 1,2－다이브로모에테인(CH2BrCH2Br)

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 에틸렌에 염화수소를 붙이면 염화에틸이 된다. 이중결합 자리에 그대로 더해지는 첨가반응이므로 물음이 찾는 것이 아니다.
  2. 염화비닐은 에틸렌에 염소를 붙여 이염화에테인을 만든 뒤 염화수소를 떼어 내야 나온다. 첨가만으로는 얻을 수 없으므로 이것이 맞다(정답).
  3. 에틸렌에 물을 붙이면 에틸알코올이 된다. 인산 촉매를 쓰는 첨가반응으로 공업에서 실제로 쓰므로 물음이 찾는 것이 아니다.
  4. 에틸렌에 브로민을 붙이면 두 탄소에 브로민이 하나씩 붙은 화합물이 된다. 이중결합 검출에 쓰는 대표적인 첨가반응이므로 물음이 찾는 것이 아니다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 에틸렌에 염화수소를 붙이는 반응식을 적고 이중결합이 어떻게 풀리는지 화살표로 그렸다. 두 탄소에 수소와 염소가 하나씩 붙는 것을 확인하고 생성물 이름을 아래에 적었다.
  2. 甲은 염화비닐을 만드는 공정도를 처음부터 따라가며 단계를 세어 보았다. 염소를 붙이는 단계와 염화수소를 떼는 단계가 나뉘어 있는 것을 확인하고 두 단계에 번호를 매겼다.
  3. 甲은 에틸렌에 물을 붙여 알코올을 얻는 반응기의 촉매를 확인했다. 인산이 쓰이는 것을 보고 이 반응도 이중결합이 풀리며 더해지는 꼴이라는 것을 구조식으로 그려 두었다.
  4. 甲은 브로민수에 에틸렌을 불어 넣어 붉은 색이 사라지는 것을 지켜보았다. 이중결합 자리에 브로민이 붙어 색이 빠진 것을 확인하고 실험 전후 색을 사진으로 남겨 두었다.

  염화비닐은 에틸렌에 염소를 붙인 뒤 염화수소를 떼어 내야 나온다. 첨가만으로는 안 된다.

• 86

  포화 지방산을 녹는점이 낮은 것부터 순서대로 바르게 나열한 것은?

  (가) 카프릴산(C8H16O2) (나) 라우르산(C12H24O2) (다) 팔미트산(C16H32O2) (라) 스테아르산(C18H36O2)

  1. 1. (가) － (나) － (다) － (라)
  2. 2. (가) － (나) － (라) － (다)
  3. 3. (다) － (라) － (나) － (가)
  4. 4. (라) － (다) － (나) － (가)

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 탄소 여덟인 카프릴산이 가장 낮고 열둘인 라우르산, 열여섯인 팔미트산, 열여덟인 스테아르산 차례로 높아진다. 사슬이 길수록 분자끼리 잘 붙으므로 옳다(정답).
  2. 뒤쪽 두 자리가 뒤바뀌어 있다. 탄소 열여덟인 스테아르산이 열여섯인 팔미트산보다 녹는점이 높으므로 옳지 않다.
  3. 긴 것부터 늘어놓은 데다 앞의 두 자리도 어긋난다. 물음은 녹는점이 낮은 것부터 늘어놓으라 했으므로 차례가 거꾸로여서 옳지 않다.
  4. 탄소 수가 많은 것부터 늘어놓아 차례가 통째로 거꾸로다. 낮은 것부터 늘어놓으면 카프릴산이 맨 앞에 와야 하므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 네 지방산의 탄소 수를 분자식에서 세어 적고 녹는점 표와 나란히 놓아 보았다. 탄소가 늘어날수록 녹는점이 꾸준히 오르는 것을 확인하고 두 열을 선으로 이어 그려 두었다.
  2. 甲은 팔미트산과 스테아르산의 녹는점을 자료에서 찾아 정확한 값을 적어 보았다. 두 값이 몇 도 차이 나는지 계산하고 탄소 둘 차이가 만드는 간격을 여백에 적어 두었다.
  3. 甲은 낮은 것부터 늘어놓으라는 물음을 다시 읽고 자기 답안의 차례를 점검했다. 큰 것부터 적어 놓은 것을 발견하고 순서를 뒤집어 다시 적은 뒤 원래 답안에 가위표를 쳤다.
  4. 甲은 네 지방산을 시험관에 담아 물중탕에 넣고 녹는 차례를 지켜보았다. 사슬이 짧은 것부터 차례로 녹는 것을 확인하고 각 시험관이 녹은 온도를 기록지에 옮겨 적었다.

  포화 지방산은 사슬이 길수록 분자끼리 더 잘 붙어 녹는점이 높아진다.

• 87

  수평균분자량( M̄_n )이 10,000 g mol-1이고, 중량평균분자량( M̄_w )이 20,000 g mol-1인 고분자의 분산도(polydispersity index)는?

  1. 1. 0.5
  2. 2. 1.0
  3. 3. 1.5
  4. 4. 2.0

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 0.5는 수평균분자량을 중량평균분자량으로 나누었을 때 나오는 값이다. 분모와 분자를 바꿔 넣은 결과이고 분산도는 언제나 1 이상이므로 옳지 않다.
  2. 1.0은 두 평균이 같을 때 나오는 값으로 사슬 길이가 모두 똑같은 이상적인 경우를 뜻한다. 주어진 두 값이 두 배 차이 나므로 옳지 않다.
  3. 1.5는 주어진 두 값으로는 나올 수 없는 수다. 중량평균 2만을 수평균 1만으로 나누면 2가 되므로 계산이 맞지 않아 옳지 않다.
  4. 분산도는 중량평균분자량을 수평균분자량으로 나눈 값이다. 2만을 1만으로 나누면 2.0이 되므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 분모와 분자를 바꿔 넣고 계산해 보았다가 값이 1보다 작게 나오는 것을 보았다. 분산도는 언제나 1 이상이라는 설명을 확인하고 앞선 계산에 가위표를 치고 식을 다시 적었다.
  2. 甲은 사슬 길이가 모두 같은 가상의 고분자를 놓고 두 평균을 각각 구해 보았다. 두 값이 같아져 분산도가 1이 되는 것을 확인하고 실제 시료와 얼마나 다른지 옆에 적었다.
  3. 甲은 분산도가 1.5인 시료의 두 평균값이 얼마인지 거꾸로 계산해 보았다. 주어진 수치와 맞지 않는 것을 확인하고 이 값이 나올 수 없는 까닭을 풀이 옆에 남겨 두었다.
  4. 甲은 두 평균값을 식에 넣어 나눗셈을 하고 단위까지 붙여 계산 과정을 적었다. 단위가 서로 지워져 수만 남는 것을 확인하고 분산도가 단위 없는 값이라고 덧붙여 적었다.

  분산도는 중량평균을 수평균으로 나눈 값이다. 2만을 1만으로 나누면 2.0이다.

• 88

  치환기가 있는 벤젠 고리 화합물(C6H5Y)이 친전자성 방향족 치환반응을 할 때, 치환기(－Y)가 반응성과 지향성에 미치는 영향을 바르게 연결한 것은?

  치환기 반응성 지향성

  1. 1. 메틸기(－CH3) 활성화 오쏘, 파라
  2. 2. 할로젠기(－X) 비활성화 메타
  3. 3. 나이트로기(－NO2) 비활성화 오쏘, 파라
  4. 4. 하이드록시기(－OH) 활성화 메타

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 메틸기는 전자를 고리 쪽으로 밀어 주어 반응을 빠르게 하고 오쏘와 파라 자리로 이끈다. 반응성과 지향성이 모두 바르게 짝지어졌으므로 옳다(정답).
  2. 할로젠기는 전자를 끌어당겨 고리를 비활성화하지만 비공유 전자쌍 때문에 오쏘와 파라로 이끈다. 지향성을 메타로 적었으므로 옳지 않다.
  3. 나이트로기는 전자를 강하게 끌어당겨 고리를 비활성화하고 메타 자리로 이끈다. 지향성을 오쏘와 파라로 적었으므로 옳지 않다.
  4. 하이드록시기는 비공유 전자쌍을 내주어 고리를 강하게 활성화하고 오쏘와 파라로 이끈다. 지향성을 메타로 적었으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 톨루엔과 벤젠을 같은 조건에서 나이트로화하며 걸리는 시간을 재어 보았다. 톨루엔 쪽이 훨씬 빨리 반응하는 것을 확인하고 생성물에서 치환된 자리를 표로 옮겨 적었다.
  2. 甲은 클로로벤젠의 반응 속도와 생성물 자리를 따로 조사해 두 항목을 나눠 적었다. 느리게 반응하면서도 오쏘와 파라로 치우치는 것을 확인하고 그 까닭을 전자쌍으로 설명했다.
  3. 甲은 나이트로벤젠을 한 번 더 나이트로화한 생성물의 이성질체 비율을 자료에서 찾았다. 메타가 대부분인 것을 확인하고 그 비율을 원 구조식 옆에 숫자로 적어 넣었다.
  4. 甲은 페놀을 묽은 브로민수에 넣자 곧바로 흰 침전이 생기는 것을 보았다. 세 자리가 한꺼번에 치환된 생성물인 것을 확인하고 치환된 위치를 구조식에 표시해 두었다.

  전자를 밀어 주는 메틸기는 고리를 활성화하고 오쏘·파라 자리로 이끈다.

• 89

  산소(O2)와의 접촉산화반응에 의해 아세트산(CH3COOH)을 주생성물로 제조할 수 있는 것은?

  1. 1. HCHO
  2. 2. CH3OH
  3. 3. CH3CHO
  4. 4. CH2＝CH－CH3

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 폼알데하이드를 산화하면 탄소 하나짜리 폼산이 된다. 아세트산은 탄소가 둘이어서 나올 수 없으므로 옳지 않다.
  2. 메탄올을 산화하면 폼알데하이드를 거쳐 폼산이 된다. 공업에서는 일산화탄소를 붙여 아세트산을 얻지만 접촉산화로는 나오지 않으므로 옳지 않다.
  3. 아세트알데하이드를 산소로 접촉산화하면 카보닐 옆 수소가 빠지고 하이드록시기가 붙어 아세트산이 된다. 탄소 수도 그대로 둘이므로 옳다(정답).
  4. 프로펜을 산화하면 아크롤레인을 거쳐 아크릴산으로 간다. 탄소가 셋이라 탄소 둘짜리 아세트산이 될 수 없으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 폼알데하이드 수용액을 산화시킨 뒤 생성물의 탄소 수를 분자식으로 확인했다. 하나뿐인 것을 보고 탄소 둘짜리 산이 나올 수 없다는 것을 반응식 옆에 적어 두었다.
  2. 甲은 메탄올에서 출발하는 두 갈래 공정도를 나란히 펼쳐 보았다. 산화로 가는 길과 일산화탄소를 붙이는 길이 서로 다른 제품에 닿는 것을 확인하고 갈림길에 표시를 남겼다.
  3. 甲은 아세트알데하이드를 촉매 위에서 공기로 산화시키는 반응기를 살펴보았다. 들어간 것과 나온 것의 탄소 수가 같은 것을 확인하고 산소가 어디에 붙었는지 구조식에 표시했다.
  4. 甲은 프로펜을 산화하는 공정의 제품 목록을 찾아 이름을 하나씩 읽어 보았다. 탄소가 셋인 화합물만 나오는 것을 확인하고 아세트산이 목록에 없다고 옆에 적어 두었다.

  아세트알데하이드를 산소로 산화하면 아세트산이 된다. 알데하이드가 산으로 가는 한 걸음이다.

• 90

  다음 중 4-isopropyloctane의 구조 이성질체(constitutional isomer)로 옳은 것만을 모두 고르면?

  ㄱ. isobutylcyclohexane

  ㄴ. 4-ethyl-2-methyloctane

  ㄷ. 4-ethyl-2,2-dimethylheptane

  ㄹ. 3-ethyl-2,4,5-trimethyloctane

  1. 1. ㄱ, ㄴ
  2. 2. ㄱ, ㄹ
  3. 3. ㄴ, ㄷ
  4. 4. ㄷ, ㄹ

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. ㄱ과 ㄴ을 고르면 ㄱ이 걸린다. 고리가 있는 화합물은 탄소가 열이고 수소도 스물이어서 분자식부터 다르므로 옳지 않다.
  2. ㄱ과 ㄹ을 고르면 둘 다 걸린다. 고리 화합물은 탄소가 열이고 곁가지가 셋인 쪽은 탄소가 열셋이라 어느 쪽도 맞지 않으므로 옳지 않다.
  3. ㄴ은 주사슬 여덟에 에틸과 메틸을 더해 탄소가 열하나이고, ㄷ은 주사슬 일곱에 에틸과 메틸 둘을 더해 역시 열하나다. 둘 다 분자식이 같아 이 묶음이 맞다.
  4. ㄷ과 ㄹ을 고르면 ㄹ이 걸린다. 주사슬 여덟에 에틸 하나와 메틸 셋을 더하면 탄소가 열둘이 넘어 분자식이 달라지므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 고리가 든 화합물의 탄소를 하나씩 세어 보고 분자식을 적어 내려갔다. 고리 때문에 수소가 둘 줄어드는 것까지 확인하고 기준 화합물의 분자식과 나란히 놓아 견주었다.
  2. 甲은 주사슬과 곁가지의 탄소를 따로 적어 더하는 방식으로 네 이름을 모두 계산했다. 열하나가 나오는 것만 따로 표시하고 나머지는 옆에 실제 탄소 수를 적어 두었다.
  3. 甲은 두 이름의 구조식을 직접 그려 곁가지가 붙은 자리를 견주어 보았다. 자리만 다르고 원자 수는 같은 것을 확인하고 구조 이성질체라는 말을 두 그림 사이에 적었다.
  4. 甲은 곁가지가 넷인 이름의 탄소를 주사슬부터 하나씩 세어 나갔다. 주사슬 여덟에 넷을 더해 열둘이 넘는 것을 확인하고 기준 분자식과 다른 것을 짚어 가위표를 쳐 두었다.

  구조 이성질체는 분자식이 같아야 한다. 탄소 열하나에 수소 스물넷인 것만 해당한다. 정답은 3번.

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• 91

  다음 콜타르(coal tar) 조성 중 상압 끓는점이 가장 낮은 물질은?

  1. 1. 경유
  2. 2. 중유
  3. 3. 안트라센유
  4. 4. 중피치(피치잔류유)

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 콜타르 경유는 섭씨 170도에서 230도쯤에 나오는 가벼운 유분으로 네 가지 가운데 가장 먼저 증류된다. 끓는점이 가장 낮으므로 옳다(정답).
  2. 중유는 경유보다 무거워 더 높은 온도에서 나온다. 증류 차례가 경유 뒤이므로 가장 낮다는 물음과는 맞지 않아 옳지 않다.
  3. 안트라센유는 중유보다도 높은 온도에서 나오는 무거운 유분으로 안트라센과 카바졸이 들어 있다. 증류탑에서 뒤쪽에 뽑히므로 가장 낮다는 물음과 맞지 않아 옳지 않다.
  4. 중피치는 증류가 다 끝난 뒤 맨 아래에 남는 잔사로 상온에서 굳는다. 네 가지 가운데 가장 무거워 끓는점도 가장 높으므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 콜타르 증류 장치에서 먼저 나온 유분을 받아 끓는점 범위를 재어 적었다. 이백 도를 넘지 않는 구간에서 대부분 나오는 것을 확인하고 유분 이름을 병에 적어 붙였다.
  2. 甲은 두 번째로 받은 유분의 색과 점도를 앞서 받은 유분과 접시에 나눠 담아 견주어 보았다. 더 진하고 걸쭉한 것을 확인하고 나온 온도 구간을 기록지에 이어서 적어 두었다.
  3. 甲은 증류가 한참 진행된 뒤 나온 유분에서 굳은 결정이 생기는 것을 보았다. 안트라센이 든 무거운 유분이라는 설명을 듣고 그 온도 구간을 앞선 값들과 나란히 적었다.
  4. 甲은 증류를 마친 플라스크 바닥에 검게 남은 덩이를 긁어내 무게를 달았다. 더 이상 끓어 나오지 않는 잔사인 것을 확인하고 네 유분을 나온 차례대로 늘어놓아 적었다.

  콜타르를 증류하면 경유가 가장 먼저 나오고 피치가 마지막에 남는다.

• 92

  고옥탄가 가솔린을 생산하기 위한 공정은?

  1. 1. 몬산토 공정(Monsanto process)
  2. 2. 접촉 개질(catalytic reforming)
  3. 3. 스위트닝(sweetening)
  4. 4. 피셔－트롭쉬(Fischer-Tropsch)

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 몬산토 공정은 메탄올에 일산화탄소를 붙여 아세트산을 얻는 공정이다. 가솔린을 다루는 공정이 아니므로 옳지 않다.
  2. 접촉 개질은 백금 촉매로 곧은 사슬 탄화수소를 고리나 가지 모양으로 바꿔 옥탄가를 크게 올린다. 고옥탄가 가솔린을 얻는 대표 공정이므로 옳다(정답).
  3. 스위트닝은 고약한 냄새를 내는 황 화합물을 산화시켜 없애는 정제다. 냄새를 다루는 공정이지 옥탄가를 올리는 것이 아니므로 옳지 않다.
  4. 피셔-트롭쉬 공정은 합성가스에서 탄화수소를 만들어 낸다. 석탄이나 천연가스에서 액체 연료를 얻는 길이지 가솔린의 옥탄가를 올리는 공정은 아니므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 아세트산 공장의 원료 탱크에서 메탄올과 일산화탄소 배관을 확인했다. 가솔린과는 아무 관련이 없는 공정인 것을 보고 정유 공정 목록에서 이 이름을 지워 두었다.
  2. 甲은 개질 반응기를 지나기 전후의 유분을 각각 받아 옥탄가를 재어 보았다. 값이 크게 오른 것을 확인하고 구조가 어떻게 바뀌었는지 두 구조식을 나란히 그려 붙였다.
  3. 甲은 스위트닝 처리 전후 시료의 냄새를 맡아 보고 옥탄가도 함께 재어 보았다. 냄새는 옅어졌는데 옥탄가는 거의 그대로인 것을 확인하고 두 값을 표에 나눠 적었다.
  4. 甲은 합성가스에서 액체 연료를 만드는 설비의 공정도를 펼쳐 원료를 확인했다. 석탄과 천연가스에서 출발하는 것을 보고 원유에서 시작하는 공정들과 갈래를 나눠 그렸다.

  접촉 개질은 곧은 사슬을 고리나 가지로 바꿔 옥탄가를 높이는 공정이다.

• 93

  다음 비료 중 물에 용해되었을 때, pH가 가장 작은 것은?

  1. 1. 황안
  2. 2. 염안
  3. 3. 석회질소
  4. 4. 과린산석회

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 황안은 물에 녹으면 약한 산성을 띠고 토양에서는 생리적 산성으로 작용한다. 과린산석회만큼 강하지는 않으므로 옳지 않다.
  2. 염안도 물에 녹으면 약한 산성을 띤다. 암모늄 이온 때문이지만 자유로운 산이 남아 있는 것은 아니므로 옳지 않다.
  3. 석회질소는 물에 녹으면 알칼리성을 띠어 오히려 산성 토양을 고치는 데 쓴다. 산도가 가장 낮은 것을 묻는 물음과는 반대쪽이므로 옳지 않다.
  4. 과린산석회는 인광석을 황산으로 처리해 만들기 때문에 유리 인산과 황산이 남아 있다. 물에 녹으면 네 가지 가운데 가장 낮은 산도를 보이므로 옳다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 황안을 물에 녹이고 산도계를 담가 값을 읽어 기록지에 적었다. 중성보다 조금 낮은 값이 나오는 것을 확인하고 다른 비료의 값과 견주려고 같은 농도로 맞춰 두었다.
  2. 甲은 염안 용액의 산도를 같은 방식으로 재어 황안 값 옆에 나란히 적었다. 두 값이 비슷하게 나오는 것을 확인하고 둘 다 암모늄 비료라는 점을 표 여백에 적어 넣었다.
  3. 甲은 석회질소를 물에 녹였더니 산도계 바늘이 오히려 높은 쪽으로 움직이는 것을 보았다. 알칼리성인 것을 확인하고 산성 토양에 쓰는 비료 칸에 이 이름을 옮겨 적었다.
  4. 甲은 과린산석회 용액의 산도를 재고 앞서 잰 세 값과 한 표에 모아 견주었다. 가장 낮은 값이 나온 것을 확인하고 제조에 황산이 쓰인다는 대목을 그 아래 적어 두었다.

  과린산석회는 만들 때 쓴 황산과 남은 인산 때문에 물에 녹으면 가장 강한 산성을 띤다.

• 94

  철의 부식에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?

  ㄱ. 산성 조건에서는 철의 부식이 일어나지 않는다.

  ㄴ. 아연(Zn)을 철의 표면에 도금하면 부식을 막을 수 있다.

  ㄷ. 수분과 산소가 있는 환경에서 철이 부식되면 Fe2O3ㆍ n H2O가 생성된다.

  1. 1. ㄱ
  2. 2. ㄴ
  3. 3. ㄱ, ㄷ
  4. 4. ㄴ, ㄷ

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. ㄱ만 고르면 틀린 것을 고른 셈이 된다. 산성 조건에서는 수소 이온이 전자를 받아 가며 부식이 오히려 빨라지므로 옳지 않다.
  2. ㄴ만 고르면 ㄷ을 놓친다. 수분과 산소가 있으면 붉은 녹이 생긴다는 것도 맞는 설명이므로 이 묶음으로는 모자라 옳지 않다.
  3. ㄱ과 ㄷ을 고르면 ㄱ이 걸린다. 산성 조건에서는 수소 이온이 전자를 받아 가며 부식이 오히려 빨라지므로 사실과 반대여서 옳지 않다.
  4. ㄴ은 아연이 철보다 먼저 녹아 철을 지켜 준다는 것으로 옳고, ㄷ은 물과 산소가 있으면 붉은 녹이 생긴다는 것으로 옳아 이 묶음이 맞다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 못을 묽은 산 용액과 맹물에 각각 담가 두고 며칠 동안 지켜보았다. 산에 담근 쪽이 훨씬 빨리 삭는 것을 확인하고 두 용액의 산도와 함께 날짜별 모습을 기록했다.
  2. 甲은 아연을 입힌 못과 그냥 못을 나란히 소금물에 담가 두었다. 아연을 입힌 쪽은 멀쩡하고 그냥 못만 붉게 슨 것을 확인하고 두 못을 사진으로 찍어 붙여 두었다.
  3. 甲은 산소를 뺀 물에 담근 못과 공기에 노출된 물에 담근 못을 견주어 보았다. 산소가 닿는 쪽만 녹이 생기는 것을 확인하고 두 조건의 차이를 기록지에 적어 두었다.
  4. 甲은 붉게 슨 못에서 녹을 긁어내 성분을 알아보는 자료를 찾아 읽어 보았다. 산화철에 물이 붙은 형태라는 것을 확인하고 그 화학식을 못 사진 옆에 크게 적어 넣었다.

  산성에서는 부식이 오히려 빨라진다. 아연 도금과 붉은 녹 생성은 맞다. 정답은 4번.

• 95

  p－n접합 다이오드에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?

  ㄱ. p쪽에 (＋)전압을, n쪽에 (－)전압을 걸어주면 전류가 흐른다.

  ㄴ. p쪽에 (－)전압을, n쪽에 (＋)전압을 걸어주면 n쪽의 전자는 주로 p쪽으로 이동한다.

  ㄷ. p－n접합 다이오드에 교류를 걸어주면 p쪽이 (＋)전압, n쪽이 (－)전압이 될 때, 전류가 흐른다.

  1. 1. ㄱ
  2. 2. ㄴ
  3. 3. ㄱ, ㄷ
  4. 4. ㄴ, ㄷ

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. ㄱ만 고르면 ㄷ을 놓친다. 교류를 걸었을 때도 p쪽이 양전압이 되는 반주기에 전류가 흐른다는 것이 맞으므로 옳지 않다.
  2. ㄴ만 고르면 틀린 것을 고른 셈이 된다. 역방향에서는 n쪽 전자가 양전압 쪽으로 끌려가 접합면에서 멀어지고 공핍층이 넓어지므로 옳지 않다.
  3. ㄱ은 순방향으로 걸면 전류가 흐른다는 것으로 옳고, ㄷ은 교류에서도 p쪽이 양전압이 되는 반주기에만 전류가 흐른다는 것으로 옳아 이 묶음이 맞다.
  4. ㄴ과 ㄷ을 고르면 ㄴ이 걸린다. 역방향에서 전자가 p쪽으로 건너간다는 것은 실제 움직임과 반대이므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 다이오드에 순방향으로 전압을 걸고 전류계 바늘이 움직이는 것을 한참 지켜보았다. 걸어 준 전압을 조금씩 올리며 전류가 어떻게 늘어나는지 값을 표에 차례로 옮겨 적었다.
  2. 甲은 전지의 방향을 거꾸로 바꿔 끼우고 전류계 눈금을 처음부터 다시 읽어 보았다. 바늘이 거의 움직이지 않는 것을 확인하고 접합면 둘레가 어떻게 되는지 그림으로 그려 두었다.
  3. 甲은 다이오드에 교류를 걸고 오실로스코프 화면에 나타난 파형을 들여다보았다. 아래쪽 반주기가 잘려 나간 모양을 확인하고 그 화면을 사진으로 찍어 회로도 옆에 붙였다.
  4. 甲은 역방향일 때 전자와 양공이 각각 어느 쪽으로 밀려가는지 화살표로 그려 보았다. 둘 다 접합면에서 멀어지는 것을 확인하고 넓어진 공핍층을 굵은 선으로 표시해 두었다.

  역방향에서는 전자가 접합면에서 멀어져 공핍층이 넓어진다. 정답은 3번.

• 96

  효소의 화학적 고정화 방법으로 옳지 않은 것은?

  1. 1. 공유결합법
  2. 2. 이온결합법
  3. 3. 가교형성법
  4. 4. 격자포괄법

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 공유결합법은 효소를 지지체에 공유결합으로 붙들어 매는 화학적 고정화다. 결합이 강해 잘 떨어지지 않으므로 옳지 않다.
  2. 이온결합법은 전하를 띤 지지체에 효소를 정전기적으로 붙이는 화학적 고정화다. 결합을 새로 만드는 방식이므로 옳지 않다.
  3. 가교형성법은 두 자리에 결합할 수 있는 시약으로 효소끼리 이어 붙이는 화학적 고정화다. 화학결합을 만드는 방식이므로 옳지 않다.
  4. 격자포괄법은 젤이나 고분자 그물 안에 효소를 가둬 두는 방식이라 새 화학결합을 만들지 않는다. 물리적 고정화에 들어가므로 화학적 고정화로는 옳지 않다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 효소를 지지체에 붙인 시료를 센 완충액으로 여러 번 씻어 보았다. 공유결합으로 붙인 쪽이 거의 떨어져 나오지 않는 것을 확인하고 씻은 횟수별 활성을 적어 두었다.
  2. 甲은 전하를 띤 수지에 효소를 붙인 뒤 소금 농도를 올려 가며 씻어 보았다. 농도가 높아지자 효소가 떨어져 나오는 것을 확인하고 정전기로 붙었다는 것을 기록지에 적었다.
  3. 甲은 두 팔을 가진 시약을 넣어 효소끼리 이어 붙인 덩어리를 만들어 보았다. 지지체 없이도 알갱이가 생기는 것을 확인하고 그 알갱이의 크기를 재어 표에 옮겨 적었다.
  4. 甲은 젤 안에 효소를 가둔 구슬을 만들어 손가락으로 눌러 보았다. 효소가 새어 나오지 않으면서도 기질은 드나드는 것을 확인하고 구슬 단면을 그려 옆에 붙여 두었다.

  격자포괄법은 그물 안에 효소를 가두는 물리적 방법이다. 화학결합을 만들지 않는다.

• 97

  다음 리튬 전지 중 2차전지가 아닌 것은?

  1. 1. LFP(리튬인산철) 배터리
  2. 2. LCO(리튬산화코발트) 배터리
  3. 3. NCM(니켈코발트망간) 배터리
  4. 4. LTC(리튬염화싸이오닐) 배터리

  정답 4번

  🔍 보기별 해설

  1. 리튬인산철 배터리는 충전해 되풀이 쓰는 2차전지로 전기차와 에너지저장장치에 쓰인다. 수명이 길고 안전한 편이므로 물음이 찾는 것이 아니다.
  2. 리튬산화코발트 배터리는 휴대전화와 노트북에 널리 쓰이는 2차전지다. 에너지 밀도가 높아 작은 기기에 맞으므로 물음이 찾는 것이 아니다.
  3. 니켈코발트망간 배터리도 충전해 쓰는 2차전지로 전기차에 많이 들어간다. 세 금속의 비율을 바꿔 성능을 맞추므로 물음이 찾는 것이 아니다.
  4. 리튬염화싸이오닐 전지는 충전할 수 없는 1차전지로 계량기나 군용 장비처럼 오래 두고 쓰는 곳에 넣는다. 한 번 쓰고 버리므로 이것이 맞다(정답).

  🧮 풀이

  1. 甲은 전기차 배터리 사양표에서 리튬인산철이라는 이름을 보고 충전 횟수를 찾아보았다. 수천 번을 넘는 것을 확인하고 충전해 쓰는 전지 목록에 그 이름을 올려 두었다.
  2. 甲은 쓰지 않는 휴대전화를 분해해 배터리 겉면의 표기를 하나씩 읽어 보았다. 충전 전압이 적혀 있는 것을 확인하고 이 전지가 되풀이 충전하는 종류인 것을 기록지에 적어 두었다.
  3. 甲은 세 금속의 비율이 적힌 배터리 사양표를 보고 비율별 특성을 표로 옮겨 적었다. 어느 쪽을 늘리면 무엇이 좋아지는지 확인하고 차종별로 쓰인 비율을 조사해 붙였다.
  4. 甲은 수도 계량기에 들어간 전지를 꺼내 겉면의 경고 문구를 읽어 보았다. 충전하지 말라고 적힌 것을 확인하고 십 년 넘게 교체 없이 쓴다는 설명을 옆에 적어 두었다.

  리튬염화싸이오닐 전지는 한 번 쓰고 버리는 1차전지다. 나머지 셋은 충전해 쓴다.

• 98

  동일한 분자식을 가지는 사이클로알케인(cycloalkane) 간 안정성 비교로 옳은 것만을 모두 고르면?

  1. 1. ㄱ
  2. 2. ㄴ
  3. 3. ㄱ, ㄷ
  4. 4. ㄱ, ㄴ, ㄷ

  정답 1번

  🔍 보기별 해설

  1. 의자 꼴은 결합각 변형이 거의 없고 이웃한 수소도 서로 어긋나 있어 뒤틀린 꼴보다 낮은 에너지를 가지므로 ㄱ만 고른 것은 옳다.
  2. ㄴ은 플루오린이 고리 위아래로 곧게 선 쪽을 더 안정하다고 보았으나 치환기는 옆으로 누울 때 같은 쪽 수소와 부딪히지 않으므로 옳지 않다.
  3. ㄱ은 옳게 보았으나 ㄷ은 메틸기 둘이 모두 고리 위아래로 선 쪽을 더 안정하다고 하여 서로 부딪히는 쪽을 고른 것이므로 옳지 않다.
  4. ㄴ과 ㄷ은 모두 치환기가 고리 위아래로 선 배좌를 더 안정하다고 보아 실제와 반대이므로 셋을 다 고른 것은 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲이 두 배좌의 에너지를 계산해 견주자 고리가 나란히 접힌 쪽이 뒤로 젖혀진 쪽보다 낮게 나왔고, 결합각이 정사면체 각에 가깝고 이웃 수소가 서로 엇갈려 있는 것을 원인으로 적었다.
  2. 甲이 플루오린이 고리 위쪽으로 곧게 선 그림을 더 낮은 에너지 쪽으로 적어 두었다가, 같은 쪽을 향한 수소 둘과 가까워져 서로 밀어내는 것을 모형으로 확인하고 두 칸을 맞바꾸었다.
  3. 甲이 메틸기 둘이 위아래로 선 그림을 골라 적었다가, 고리를 한 번 뒤집어 둘을 모두 옆으로 눕힌 그림의 에너지가 더 낮게 나오자 앞서 적은 순서를 지우고 새로 적어 넣었다.
  4. 甲이 세 항목을 모두 맞다고 적어 제출했다가, 치환기가 옆으로 누울 때 부딪힘이 줄어든다는 것을 두 항목에 똑같이 적용하지 않았다는 지적을 받고 표를 처음부터 다시 만들었다.

  사이클로헥세인은 의자형이 보트형보다 안정하고 치환기는 축방향보다 적도방향일 때 안정하므로 옳은 것은 ㄱ뿐이고 정답은 1번이다.

• 99

  외부 자기장이 없는 상태에서 그림과 같은 스핀 배열을 가지는 자성체의 자기적 특성은?

  1. 1. 강자성(ferromagnetic)
  2. 2. 준강자성(ferrimagnetic)
  3. 3. 상자기성(paramagnetic)
  4. 4. 반강자성(antiferromagnetic)

  정답 2번

  🔍 보기별 해설

  1. 강자성은 모든 스핀이 같은 방향으로 나란히 서는 배열인데 그림에는 위아래로 엇갈린 화살표가 줄마다 섞여 있으므로 옳지 않다.
  2. 그림은 길이가 서로 다른 반대 방향 스핀이 번갈아 놓여 상쇄되고도 한쪽 몫이 남는 배열을 보이고 있으므로 옳다(정답).
  3. 상자기성은 외부 자기장이 없을 때 스핀 방향이 제멋대로 흩어져 있어야 하는데 그림은 줄과 칸을 따라 규칙적으로 번갈아 서 있으므로 옳지 않다.
  4. 반강자성은 길이가 같은 반대 스핀이 번갈아 서서 합이 0이 되는 배열인데 그림의 화살표는 길이가 뚜렷이 다르므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲이 시료를 자기장 밖에 두고 중성자 회절 무늬를 떠 보니 이웃한 원자들이 서로 반대쪽을 향하고 있어, 모든 원자가 한쪽으로 줄 선 물질에서 얻던 무늬와 전혀 달라 분류표의 첫 줄을 지웠다.
  2. 甲이 외부 자기장을 모두 걷어 낸 뒤에도 시료가 스스로 약한 자기를 띠는 것을 확인하고, 두 격자의 모멘트 크기가 서로 달라 완전히 지워지지 않고 얼마쯤 남는다고 실험 노트에 적어 두었다.
  3. 甲이 같은 시료를 상온에서 흔들어 놓고 자화 곡선을 그렸더니, 바깥 자기장을 끊는 순간 값이 0으로 곤두박질치는 물질의 곡선과 달리 한참 값이 남아 있어 분류를 처음부터 다시 잡았다.
  4. 甲이 두 격자의 모멘트 크기를 따로 재어 보니 한쪽이 다른 쪽보다 뚜렷하게 커서, 크기가 같아 서로 완전히 지워진다고 적어 두었던 앞선 기록을 지우고 새 줄에 다시 적어 넣었다.

  크기가 다른 반대 방향 스핀이 번갈아 놓여 알짜 자기모멘트가 남는 배열은 준강자성이다.

• 100

  다음에서 설명하는 박막형성 공정은?

  ○ 단차 피복성이 매우 우수하다.

  ○ 박막 밀도가 높고, 성장 제어가 가능하다.

  ○ 전구체가 순차적으로 공급되어 표면 반응을 통해 박막이 성장한다.

  1. 1. 스퍼터링(sputtering)
  2. 2. 진공기화(vacuum evaporation)
  3. 3. 원자층 증착(atomic layer deposition)
  4. 4. 분자빔 결정성장(molecular beam epitaxy)

  정답 3번

  🔍 보기별 해설

  1. 스퍼터링은 이온을 표적에 때려 튀어나온 원자를 쌓는 방식이라 직진성이 강하다. 깊은 골짜기 옆면까지 고르게 덮기는 어려우므로 옳지 않다.
  2. 진공기화는 재료를 데워 증기로 날린 뒤 기판에 앉히는 방식이다. 역시 직진해 날아가므로 단차 피복성이 좋지 않아 옳지 않다.
  3. 원자층 증착은 전구체를 하나씩 번갈아 넣어 표면에서만 반응시켜 한 층씩 쌓는다. 깊은 골짜기 안쪽까지 고르게 덮이고 두께를 층 수로 조절할 수 있으므로 옳다(정답).
  4. 분자빔 결정성장은 아주 높은 진공에서 분자 다발을 쏘아 결정을 키우는 방식이다. 전구체를 번갈아 공급하는 방식이 아니므로 옳지 않다.

  🧮 풀이

  1. 甲은 깊은 구멍이 파인 시료에 스퍼터링으로 막을 올린 뒤 단면을 잘라 들여다보았다. 입구 쪽만 두껍고 바닥은 얇은 것을 확인하고 위치별 두께를 재어 그래프로 옮겼다.
  2. 甲은 진공기화로 막을 올린 시료의 단면도 앞서와 같은 방식으로 잘라 살펴보았다. 역시 그늘진 옆면이 얇게 덮인 것을 확인하고 앞서 잰 값과 나란히 놓아 두 방식을 견주어 두었다.
  3. 甲은 전구체를 번갈아 넣는 장비에서 주입 횟수를 세어 가며 막 두께를 재어 보았다. 횟수와 두께가 곧은 직선을 그리는 것을 확인하고 한 번에 쌓이는 두께를 계산해 옆에 적었다.
  4. 甲은 반도체 연구실에서 주먹만 한 노즐이 줄지어 달린 장비를 견학하며 설명을 들었다. 원료가 끊김 없이 함께 날아가 결정층을 이룬다는 말에 앞서 본 장비들과 무엇이 다른지 표로 갈랐다.

  전구체를 번갈아 넣어 한 층씩 쌓는 원자층 증착은 단차 피복성이 뛰어나다.