[화공기사 필기] 22년 1회차 기출문제 해설 페이지

기하이성질체를 나타내는 고분자가 아닌 것은?

폴리부타디엔

폴리크로로프렌

폴리이소프렌

폴리비닐알코올

양쪽성 물질에 대한 설명으로 옳은 것은?

동일한 조건에서 여러 가지 축합반응을 일으키는 물질

수계 및 유계에서 계면활성제로 작용하는 물질

pKa 값이 7 이하인 물질

반응조건에 따라 산으로도 작용하고 염기로도 작용하는 물질

염화물의 에스테르화 반응에서 Schotten-Baumann법에 해당하는 것은?

질산의 직접 합성 반응식이 아래와 같을 때 반응 후 응축하여 생성된 질산 용액의 농도(wt%)는?

68

78

88

98

가성소다 공업에서 전해액의 저항을 낮추기 위해서 수행하는 조작은?

전해액 중의 기포가 증가되도록 한다.

두 전극 간의 거리를 증가시킨다.

전해액의 온도 및 NaCl의 농도를 높여준다.

전해액의 온도를 저온으로 유지시켜 준다.

합성염산의 원료기체를 제조하는 방법은?

공기의 액화

공기의 아크방전법

소금물의 전해

염화물의 치환법

옥탄가가 낮은 나프타를 고옥탄가의 가솔린으로 변화시키는 공정은?

스위트닝 공정

MTG 공정

가스화 공정

개질 공정

칼륨 비료에 속하는 것은?

유안

요소

볏집재

초안

아래의 구조를 갖는 물질의 명칭은?

석탄산

살리실산

톨루엔

피크르산

환원반응에 의해 알코올(alcohol)을 생성하지 않는 것은?

카르복시산

나프탈렌

알데히드

케톤

석유의 접촉분해 시 일어나는 반응으로 가장 거리가 먼 것은?

축합

탈수소

고리화

이성질화

나프타의 열분해 반응은 감압 하에 하는 것이 유리하나 실제에는 수증기를 도입하여 탄화수소의 분압을 내리고 평형을 유지하게 한다. 이러한 조건으로 하는 이유가 아닌 것은?

진공가스 펌프의 에너지 효율을 높인다.

중합 등의 부반응을 억제한다.

수성가스 반응에 의한 탄소석출을 방지한다.

농축에 의해 생성물과의 분류가 용이하다.

격막식 전해조에서 전해액은 양극에 도입되어 격막을 통해 음극으로 흐르고, 음극실의 OH- 이온이 역류한다. 이 때 격막실 전해조 양극의 재료는?

철망

Ni

Hg

흑연

천연고무와 가장 관계가 깊은 것은?

Propane

Ethylene

Isoprene

Isobutene

아래와 같은 특성을 가지고 있는 연료전지는?

인산형 연료전지(PAFC)

용융탄산염 연료전지(MCFC)

고체산화물형 연료전지(SOFC)

알칼리연료전지(AFC)

HCl 가스를 합성할 때 H2 가스를 이론량보다 과잉으로 넣어 반응시키는 이유로 가장 거리가 먼 것은?

폭발 방지

반응열 조절

장치부식 억제

Cl2 가스의 농축

황산의 원료인 아황산가스를 황화철광(iron pyrite)을 공기로 완전 연소하여 얻고자 한다. 황화철광의 10%가 불순물이라 할 때 황화철광 1톤을 완전연소 하는데 필요한 이론 공기량(Sm3)은? (단, S와 Fe의 원자량은 각각 32amu와 56amu이다.)

460

580

2200

2480

석회질소 비료 제조 시 반응되고 남은 카바이드는 수분과 반응하여 아세틸렌 가스를 생성한다. 1kg 석회질소 비료에서 아세틸렌 가스가 200L 발생하였을 때, 비료 중 카바이드의 함량(wt%)은? (단, Ca의 원자량은 40amu이고, 아세틸렌 가스의 부피 측정은 20℃, 760 mmHg에서 진행하였다.)

53.2%

63.5%

78.8%

83.9%

p형 반도체를 제조하기 위해 실리콘에 소량 첨가하는 물질은?

인듐

비소

안티몬

비스무스

syndiotactic polystyrene의 합성에 관여하는 촉매로 가장 적합한 것은?

메탈로센 촉매

메탈옥사이드 촉매

린들러 촉매

벤조일퍼록사이드

화학반응의 평형상수(K)에 관한 내용 중 틀린 것은? (단, ai, νi는 각각 i 성분의 활동도와 양론수이며 △G°는 표준 깁스(Gibbs) 자유에너지 변화이다.)

K는 온도에 의존하는 함수이다.

K는 무차원이다.

수증기 1L를 1기압에서 5기압으로 등온압축했을 때 부피 감소량(cm3)은? (단, 등온압축률은 4.53×10-5 atm-1 이다.)

0.181

0.225

1.81

2.25

어떤 산 정상에서 질량(mass)이 600kg인 물체를 10m 높이까지 들어 올리는데 필요한 일(kgf·m)은? (단, 지표면과 산 정상에서의 중력가속도는 각각 9.8 m/s2, 9.4 m/s2 이다.)

600

1255

3400

5755

C와 O2, CO2의 임의의 양이 500℃ 근처에서 혼합된 2상계의 자유도는?

1

2

3

4

혼합물의 융해, 기화, 승화 시 변하지 않는 열역학적 성질에 해당하는 것은?

엔트로피

내부에너지

화학포텐셜

엔탈피

열용량이 일정한 이상기체의 PV 도표에서 일정 엔트로피 곡선과 일정 온도 곡선에 대한 설명 중 옳은 것은?

두 곡선 모두 양(positive)의 기울기를 갖는다.

두 곡선 모두 음(negative)의 기울기를 갖는다.

일정 엔트로피 곡선은 음의 기울기를, 일정 온도 곡선은 양의 기울기를 갖는다.

일정 엔트로피 곡선은 양의 기울기를, 일정 온도 곡선은 음의 기울기를 갖는다.

활동도계수(Activity coefficient)에 관한 식으로 옳게 표시된 것은? (단, GE는 혼합물 1mol에 대한 과잉 깁스에너지이며, γi는 i 성분의 활동도계수, n은 전체 몰수, ni는 i 성분의 몰수, nj는 i 성분 이외의 몰수를 나타낸다.)

정상상태로 흐르는 유체가 노즐을 통과할 때의 일반적인 에너지 수지식은? (단, H는 엔탈피, U는 내부에너지, KE는 운동에너지, PE는 위치에너지, Q는 열, W는 일을 나타낸다.)

△H = 0

△H + △KE = 0

△H + △PE = 0

△U = Q - W

여름철 실내 온도를 26℃ 로 유지하기 위해 열펌프의 실내측 방열판의 온도를 5℃, 실외측 방열판의 온도를 18℃로 유지하여야 할 때, 이 열펌프의 성능계수는?

21.40

19.98

15.56

8.33

가역과정(Reversible process)에 관한 설명 중 틀린 것은?

연속적으로 일련의 평형상태들을 거친다.

가역과정을 일으키는 계와 외부와의 포텐셜 차는 무한소이다.

폐쇄계에서 부피가 일정한 경우 내부에너지 변화는 온도와 엔트로피변화의 곱이다.

자연상태에서 일어나는 실제 과정이다.

혼합흐름반응기에서 A + R → R + R인 자동촉매반응으로 99mol% A와 1mol% R인 반응물질을 전환시켜서 10mol% A와 90mol% R인 생성물을 얻고자 할 때, 반응기의 체류시간(min)은? (단, 혼합반응물의 초기농도는 1mol/L이고, 반응상수는 1L/mol·min 이다.)

6.89

7.89

8.89

9.89

자동촉매반응(autocatalytic reaction)에 대한 설명으로 옳은 것은?

전화율이 작을 때는 플러그흐름 반응기가 유리하다.

전화율이 작을 때는 혼합흐름 반응기가 유리하다.

전화율과 무관하게 혼합흐름 반응기가 항상 유리하다.

전화율과 무관하게 플러그흐름 반응기가 항상 유리하다.

1차 직렬반응을 아래와 같이 단일반응으로 간주하려 할 때, 단일반응의 반응속도상수(k; s-1)는?

11.00

9.52

0.11

0.09

반응물 A와 B가 R과 S로 반응하는 아래와 같은 경쟁반응이 혼합흐름 반응기(CSTR)에서 일어날 때, A의 전화율이 80% 일 때 생성물 흐름 중 S의 함량(mol%)은? (단, 반응기로 유입되는 A와 B의 농도는 각각 20mol/L 이다.)

33.3

44.4

55.5

66.6

크기가 다른 두 혼합흐름 반응기를 직렬로 연결한 반응계에 대하여, 정해진 유량과 온도 및 최종 전화율 조건하에서 두 반응기의 부피 합이 최소가 되는 경우에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, n은 반응차수를 의미한다.)

n = 1인 반응에서는 크기가 다른 반응기를 연결하는 것이 이상적이다.

n ＞ 1인 반응에서는 작은 반응기가 먼저 와야 한다.

n ＜ 1인 반응에서는 큰 반응기가 먼저 와야 한다.

두 반응기의 크기 비는 일반적으로 반응속도와 전화율에 따른다.

A와 B에 각각 1차인 A + B → C 인 반응이 아래의 조건에서 일어날 때, 반응속도(mol/L·s)는?

2.41×10-6

2.41×10-5

1.76×10-6

1.76×10-5

A가 R을 거쳐 S로 반응하는 연속반응과 A와 R의 소모 및 생성 속도 아래와 같을대, 이 반응을 회분식 반응기에서 반응시켰을 때의 CR/CA0는? (단, 반응 시작 시 회분식 반응기에는 순수한 A만을 공급하여 반응을 시작한다.)

2A + B → 2C인 기상반응에서 초기 혼합 반응물의 몰비가 아래와 같을 때, 반응이 완료되었을 때 A의 부피 변화율(εA)은? (단, 반응이 진행되는 동안 압력은 일정하게 유지된다고 가정한다.)

-0.200

-0.300

-0.167

-0.150

반응물 A의 농도를 CA, 시간을 t라고 할 때, 0차 반응의 경우 직선으로 나타나는 관계는?

CA vs t

lnCA vs t

CA-1 vs t

(lnCA)-1 vs t

공간속도(Space velocity)가 2.5s-1이고 원료 공급 속도가 1초당 100L 일 때 반응기의 체적(L)은?

10

20

30

40

같은 질량을 갖는 2개의 구가 공기중에서 낙하한다. 두 구의 직경비(D1/D2)가 3일 때 입자 레이놀드수(NRe, p ＜ 1.0 이라면 종단속도의 비(V1/V2)는?

9

9-1

3

3-1

물질전달 조작에서 확산현상이 동반되며 물질자체의 분자운동에 의하여 일어나는 확산은?

분자확산

난류확산

상호확산

단일확산

유량측정기구 중 부자 또는 부표(float)라고 하는 부품에 의해 유량을 측정하는 기구는?

로터미터(rotameter)

벤투리미터(venturi meter)

오리피스미터(orifice meter)

초음파유량계(ultrasonic meter)

충전 흡수탑에서 플러딩(flooding)이 일어나지 않게 하기 위한 조건은?

탑의 높이를 높게 한다.

탑의 높이를 낮게 한다.

탑의 직경를 크게 한다.

탑의 직경를 작게 한다.

분쇄에 대한 설명으로 틀린 것은?

최종입자가 중요하다.

최초의 입자는 무관하다.

파쇄물질의 종류도 분쇄동력의 계산에 관계된다.

파쇄기 소요일량은 분쇄되어 생성되는 표면적에 비례한다.

건조장치 선정에서 가장 중요한 사항은?

습윤상태

화학포텐셜

선택도

반응속도

정류탑에서 50mol%의 벤젠-톨루엔 혼합액을 비등 액체 상태로 1000kg/h 의 속도로 공급한다. 탑상의 유출액은 벤젠 99mol% 순도이고 탑저 제품은 톨루엔 98mol%을 얻고자 한다. 벤젠의 액조성이 0.5일 때 평형증기의 조성은 0.72이다. 실제 환류비는? (단, 실제 환류비는 최소 환류비의 3배이다.)

0.82

1.23

2.73

3.68

열전도도가 0.15 kcal/m·h·℃인 100mm 두께의 평면벽 양쪽 표면 온도차가 100℃ 일 때, 이 벽의 1m2 당 전열량(kcal/h)은?

15

67

150

670

무차원 항이 밀도와 관계없는 것은?

그라스호프(Grashof) 수

레이놀즈(Reynolds) 수

슈미트(Schmidt) 수

너셀(Nusselt) 수

낮은 온도에서 증발이 가능해서 증기의 경제적 이용이 가능하고 과즙, 젤라틴 등과 같이 열에 민감한 물질을 처리하는데 주로 사용되는 것은?

다중효용 증발

고압 증발

진공 증발

압축 증발

25℃에서 벤젠이 bomb 열량계 속에서 연소되어 이산화탄소와 물이 될 때 방출된 열량을 실험으로 재어보니 벤젠 1mol 당 780890 cal 였을 때, 25℃에서의 벤젠의 표준연소열(cal)은? (단, 반응식은 다음과 같으며 이상기체로 가정한다.)

-781778

-781588

-781201

-780003

101kPa에서 물 1mol을 80℃에서 120℃까지 가열할 때 엔탈피 변화(kJ)는? (단, 물의 비열은 75.0 J/mol·K, 물의 기화열은 47.3 kJ/mol, 수증기의 비열은 35.4 J/mol·K 이다.)

40.1

46.0

49.5

52.1

Hess의 법칙과 가장 관련이 있는 함수는?

비열

열용량

엔트로피

반응열

1 atm에서 포름알데히드 증기의 내부에너지(U; J/mol)가 아래와 같이 온도(t; ℃)의 함수로 표시될 때, 0℃에서 정용열용량(J/mol·℃)은?

13.38

17.64

21.42

25.96

터빈을 운전하기 위해 2kg/s 의 증기가 5atm, 300℃에서 50m/s 로 터빈에 들어가고 300m/s 속도로 대기에 방출된다. 이 과정에서 터빈은 400kW 의 축일로 하고 100kJ/s의 열을 방출하였다고 할 때, 엔탈피 변화(kW)는?

212.5

-387.5

412.5

-587.5

압력이 1atm인 화학변화계의 체적이 2L 증가하였을 때 한 일(J)은?

202.65

2026.5

20265

202650

40mol% C2H4Cl2 톨루엔 혼합용액이 100 mol/h로 증류탑에 공급되어 아래와 같은 조성으로 분리될 때, 각 흐름의 속도(mol/h)는?

D = 0.35, B = 0.64

D = 64.7, B = 35.3

D = 35.3, B = 64.7

D = 0.64, B = 0.35

가스분석기를 사용하여 사염화탄소를 분석하고자 하는데 한쪽에서는 순수 질소가 유입되고 다른 쪽에서는 가스 1L당 280mg의 CCl4를 함유하는 질소가 0.2L/min 의 유속으로 혼합기에 유입되어 혼합된다. 혼합가스가 대기압 하에서 10L/min 의 유량으로 가스분석기에 보내질 때 온도가 24℃로 일정하다면 혼합기 내 혼합가스의 CCl4 농도(mg/L)는? (단, 혼합기의 게이지압은 8cmH2O 이다.)

3.74

5.64

7.28

9.14

주어진 계에서 기체 분자들이 반응하여 새로운 분자가 생성되었을 때 원자백분율 조성에 대한 설명으로 옳은 것은?

그 계의 압력 변화에 따라 변화한다.

그 계의 온도 변화에 따라 변화한다.

그 계내에서 화학 반응이 일어날 때 변화한다.

그 계내에서 화학 반응에 관계없이 일정하다.

수분이 60wt%인 어묵을 500kg/h의 속도로 건조하여 수분을 20wt%로 만들 때 수분의 증발속도(kg/h)는?

200

220

240

250

비례-적분-미분(PID) 제어기가 제어하고 있는 제어시스템에서 정상상태에서의 제어기 출력순 변화가 2라 할 때 정상상태에서의 제어기의 비례 P = kc(ys - y), 적분  , 미분  항 각각의 크기는?

P : 0, I : 0, D : 0

P : 0, I : 2, D : 0

P : 2, I : 0, D : 0

P : 0, I : 0, D : 2

서보(servo)제어에 대한 설명 중 옳은 것은?

설정점의 변화와 조작변수와의 동작관계이다.

부하와 조작변수와의 동작관계이다.

부하와 설정점의 동시변화에 대한 조작변수와의 동작관계이다.

설정점의 변화와 부하와의 동작관계이다.

특성방정식이  으로 표현되는 선형 제어계에 대하여 Routh-Hurwitz의 안정 판정에 의한 Kc의 범위는?

Kc ＜ -1

Kc ＞ -1

Kc ＞ -2

Kc ＜ -2

밸브, 센서, 공정의 전달함수가 각각 Gv(s) = Gm(s) = 1,  인 공정시스템에 비례제어기로 피드백 제어계를 구성할 때, 성취될 수 있는 폐회로(closed-loop) 전달함수는?

다음의 비선형계를 선형화하여 편차변수 y′ = y – yss, u′ = u – uss로 표현한 것은?

다음 중 2차계에서 overshoot를 가장 크게 하는 제동비(damping factor; ζ)는?

0.1

0.5

1

10

개방회로 전달함수가  인 제어계에서 이득여유(gain margin)가 2.0이 되는 Kc는?

2

4

6

8

교반탱크에 100L의 물이 들어있고 여기에 10%의 소금용액이 5L/min로 공급되며 혼합액이 같은 유속으로 배출될 때 이 탱크의 소금농도식의 Laplace 변환은?

어떤 1차계의 전달함수는 1/(2s+1)로 주어진다. 크기 1, 지속시간 1인 펄스입력변수가 도입되었을 때 출력은? (단, 정상상태에서의 입력과 출력은 모두 0 이다.)

다음 함수의 Laplace 변환은? (단, u(t)는 단위계단함수이다.)

어떤 공정의 열교환망 설계를 위한 핀치 방법이 아래와 같을 때, 틀린 설명은?

최소 열교환 온도차는 10℃ 이다.

핀치의 상부의 흐름은 5개이다.

핀치의 온도는 고온 흐름 기준 140℃ 이다.

유틸리티로 냉각수와 수증기를 모두 사용한다고 할 때 핀치 방법으로 필요한 최소 열교환 장치는 7개이다.

발열이 있는 반응기의 온도제어를 위해 그림과 같이 냉각수를 이용한 열교환으로 제열을 수행하고 있다. 다음 중 옳은 설명은?

공압 구동부와 밸브형은 각각 ATO(Air-To-Open), 선형을 택하여야 한다.

공압 구동부와 밸브형은 각각 ATC(Air-To-Close), Equal Percentage(등비율)형을 택하여야 한다.

공압 구동부와 밸브형은 각각 ATO(Air-To-Open), Equal Percentage(등비율)형을 택하여야 한다.

공압 구동부는 ATC(Air-To-Close)를 택해야 하지만 밸브형은 이 정보만으로는 결정하기 어렵다.

제어계의 구성요소 중 제어오차(에러)를 계산하는 부분은?

센서

공정

최종제어요소

피드백 제어기

어떤 제어계의 특성방정식이 다음과 같을 때 한계주기(ultimate period)는?

4~20mA를 출력으로 내어주는 온도 변환기의 측정폭을 0℃에서 100℃ 범위로 설정하였을 때 25℃에서 발생한 표준 전류신호(mA)는?

4

8

12

16

수송 지연(transporation lag)의 전달함수가  일 때, 위상각(phase angle; ø)은? (단, ω는 각속도를 의미한다.)

 의 전달함수를 갖는 계에서  라고 할 때, 상태함수를  로 나타낼 수 있다. 이 때, 행렬 A와 B는? (단, 문자 위 점 “˙”은 시간에 대한 미분을 의미한다.)

 의 라플라스 역변환은?

배관계장도(P&ID)에서 공기 신호(pneumatic signal)와 유압 신호(hydraulic signal)를 나타내는 선이 순서대로 옳게 나열된 것은?

공장에서 배출되는 이산화탄소를 아민류로 포집하는 시설을 공정설계 시뮬레이터를 사용하여 모사한다고 할 때 적합한 열역학적 물성 모델은?

UNIFAC

Ion - NRTL

Peng-Robinson

Ieal gas law