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위험물산업기사 유기화합물 위험성 파악 개념 정리

중요도 ★★★★☆ · 20% (추정)

개요

이 단원에서는 탄소를 뼈대로 하는 유기화합물의 특성과 종류, 작용기와 이름 붙이는 법, 이성질체, 연소 반응을 배웁니다. 제4류·제5류 위험물 대부분이 유기화합물이라 위험물의 성질을 이해하는 데 꼭 필요합니다.

유기화합물은 대부분 불에 잘 타고 물에 잘 녹지 않으며 녹는점이 낮습니다. 단일결합만 있는 알케인의 일반식은 CₙH₂ₙ₊₂ 이고, 벤젠 고리를 가진 것을 방향족 화합물이라 합니다. 벤젠은 고리 구조가 안정해 치환반응을 잘 하며, 메틸기가 1개 붙으면 톨루엔, 2개면 자일렌입니다.

작용기에 따라 알코올(−OH), 알데하이드(−CHO), 카복실산(−COOH), 에스터 등으로 나눕니다. 에탄올을 산화하면 아세트알데하이드가, 더 산화하면 아세트산이 됩니다. 알데하이드는 은거울 반응을 하고, 카복실산과 알코올이 만나면 물이 빠지며 에스터가 생깁니다.

탄화수소와 알코올이 완전연소하면 이산화탄소와 물이 생깁니다. 에탄올 1몰이 타면 이산화탄소 2몰이 생기는 것처럼, 반응식의 계수로 생성물의 양을 계산합니다.

핵심 개념

  • 탄화수소의 일반식

    알케인 CₙH₂ₙ₊₂, 알켄 CₙH₂ₙ, 알카인 CₙH₂ₙ₋₂, 방향족(벤젠 계열) CₙH₂ₙ₋₆.

    외우는 요령단일결합만 있으면 +2.

  • 작용기

    −OH 하이드록시기(알코올), −CHO 폼일기(알데하이드), −COOH 카복시기(카복실산), −NO₂ 나이트로기, −NH₂ 아미노기.

    외우는 요령이름 끝말로 작용기를 떠올린다.

  • 알코올의 산화

    에탄올 → 아세트알데하이드 → 아세트산 순서로 산화됩니다. 알데하이드는 은거울 반응을 합니다.

    외우는 요령알코올 → 알데하이드 → 산.

  • 벤젠 유도체

    톨루엔(−CH₃), 자일렌(−CH₃ 2개), 페놀(−OH), 아닐린(−NH₂), 나이트로벤젠(−NO₂). 나이트로벤젠을 환원하면 아닐린이 됩니다.

    외우는 요령벤젠 + 무엇이 붙었나.

  • 이성질체

    분자식은 같고 구조가 다른 화합물입니다. C₄H₁₀ 은 노말뷰테인과 아이소뷰테인 2가지가 있습니다.

    외우는 요령뷰테인은 2가지.

  • 에스터화

    카복실산 + 알코올 → 에스터 + 물. 아세트산과 에탄올에서 아세트산에틸이 생깁니다.

    외우는 요령산과 알코올이 만나면 에스터.

자주 나오는 포인트

  • 사이클로헥세인처럼 고리 모양이어도 벤젠 고리가 없으면 방향족이 아닙니다.
  • 연소 반응식 계산은 탄소 수만큼 이산화탄소가 생긴다고 보면 빠릅니다.
  • 은거울 반응을 하는 것은 알데하이드(아세트알데하이드)입니다.

대표 문제 3개

검수를 마친 예상문제 가운데 이 단원의 대표 문제입니다.

예상문제검수 완료물질의 물리·화학적 성질 › 유기화합물 위험성 파악★★★★☆

문제 1. 에탄올(C₂H₅OH)을 산화시키면 먼저 생기는 물질은?

  1. ① 아세트알데하이드(CH₃CHO)
  2. ② 다이에틸에터(C₂H₅OC₂H₅)
  3. ③ 아세트산(CH₃COOH)
  4. ④ 에틸렌(C₂H₄)
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정답: ① 아세트알데하이드(CH₃CHO)

핵심: 1차 알코올 → (산화) 알데하이드 → (산화) 카복실산

에탄올이 산화되면 수소 2개를 잃고 아세트알데하이드가 됩니다. 아세트알데하이드가 다시 산화되면 산소를 얻어 아세트산이 됩니다.

  1. C₂H₅OH → CH₃CHO (수소를 잃음)
  2. CH₃CHO → CH₃COOH (산소를 얻음)

틀린 선지

  • 아세트산(CH₃COOH): 아세트산은 아세트알데하이드가 한 번 더 산화되어 생깁니다.
  • 다이에틸에터(C₂H₅OC₂H₅): 다이에틸에터는 에탄올 두 분자에서 물이 빠지는 탈수 반응으로 생깁니다.
  • 에틸렌(C₂H₄): 에틸렌은 에탄올에서 물이 빠지는 다른 탈수 반응으로 생깁니다.
예상문제검수 완료물질의 물리·화학적 성질 › 유기화합물 위험성 파악★★★★☆

문제 2. 에탄올(C₂H₅OH) 46g이 완전연소할 때 생기는 이산화탄소의 질량은? (원자량 C 12, H 1, O 16)

  1. ① 46g
  2. ② 44g
  3. ③ 88g
  4. ④ 132g
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정답: ③ 88g

핵심: C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

완전연소 반응식으로 몰수 관계를 찾습니다.

  1. 반응식: C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O
  2. 에탄올 분자량 = 24 + 6 + 16 = 46 → 46g 은 1몰
  3. 이산화탄소 2몰 × 44g = 88g
  4. 검산: 탄소 원자 수가 양쪽 모두 2개로 같습니다.

틀린 선지

  • 44g: 이산화탄소 1몰의 질량입니다. 에탄올 1몰에는 탄소가 2개라 2몰이 생깁니다.
  • 46g: 에탄올의 질량을 그대로 쓴 값입니다.
  • 132g: 이산화탄소 3몰의 질량입니다. 3은 생기는 물의 몰수입니다.
예상문제검수 완료물질의 물리·화학적 성질 › 유기화합물 위험성 파악★★★★☆

문제 3. 유기화합물의 일반적인 성질로 옳은 것은?

  1. ① 녹는점과 끓는점이 무기화합물보다 매우 높다
  2. ② 대부분 물에 잘 녹고 수용액이 전기를 잘 통한다
  3. ③ 대부분 불에 잘 타고, 완전연소하면 이산화탄소와 물이 생긴다
  4. ④ 반응 속도가 이온 반응보다 매우 빠르다
▼ 정답과 해설 보기▲ 정답과 해설 접기

정답: ③ 대부분 불에 잘 타고, 완전연소하면 이산화탄소와 물이 생긴다

핵심: 유기화합물: 탄소 중심, 가연성, 물에 잘 안 녹음, 녹는점 낮음

유기화합물은 탄소를 뼈대로 수소·산소·질소 등이 결합한 물질입니다. 대부분 불에 잘 타며, 탄소와 수소로 된 물질이 완전히 타면 이산화탄소와 물이 생깁니다. 물에는 잘 녹지 않는 것이 많고 알코올·에터 같은 유기용매에 잘 녹습니다.

틀린 선지

  • 대부분 물에 잘 녹고 수용액이 전기를 잘 통한다: 유기화합물은 대부분 물에 잘 녹지 않고 전기도 잘 통하지 않습니다.
  • 녹는점과 끓는점이 무기화합물보다 매우 높다: 유기화합물은 대체로 녹는점·끓는점이 낮습니다.
  • 반응 속도가 이온 반응보다 매우 빠르다: 유기화합물의 반응은 대체로 느립니다.
이 단원 5문제 풀기 →

AI 작성 · 검수 완료 · AI가 새로 쓴 글 가운데, 작성과 분리된 AI 검증(다시 읽고 사실·수치 확인)을 통과한 단원만 싣습니다. 틀린 곳을 발견하면 알려 주세요.