화공기사 기출문제 2회 (2018.04.28)

자격시험 기사 화공기사category

화공기사 기출문제 2018년 2회 (2018.04.28)

1. 자격요약

□자격명 :: 화공기사
□영문명 :: Engineer Chemical Industry
□관련부처 :: 고용노동부
□시행기관 :: 한국산업인력공단
□응시자격 :: 제한있음
□자격분류 :: 국가기술자격증
□홈페이지 :: www.q-net.or.kr
□자격증 관계도: 화공기사

2. 자격정보

□ 화공기사 기출문제

○ 응시자격을 갖추고 한국산업인력공단에서 시행하는 화공기사 시험에 합격하여 그 자격을 취득한 자를 말함.

○ 화학공업의 발전을 위한 제반환경을 조성하기 위한 전문지식과 기술을 갖춘 전문기술인력을 양성하기 위하여 제정됨.

○ 기존의 검정형 시험방법 외에 과정평가형으로도 자격 취득이 가능.

□ 주요특징

○ 화학제품의 제조공정 전반에 걸친 계측, 제어, 관리, 감독업무와 화학장치의 분리기, 여과기 정제반응기, 유화기, 분쇄 및 혼합기 등을 제어, 조작, 관리, 감독하는 업무를 수행.

○ 산업화학, 플라스틱, 제약, 자원, 펄프 및 식품가공 플랜트의 운영 및 유지 관리를 감독.

○ 원료의 구조와 재질을 분석하여 새로운 합성물질을 연구.

□ 진로 및 전망

○ 취업

- 모든 산업의 기초를 이루는 화공분야는 폭넓은 영역으로 진출 가능.

- 정부투자기관을 비롯해 석유화학, 섬유, 정밀화학, 플라스틱공업화학, 고분자산업, 가스, 고무, 식품공업 등 화학제품을 제조, 취급하는 전 산업 분야로 진출이 가능.

- 관련 연구소에서 화학분석을 포함한 기술개발 및 연구업무를 담당.

- 품질검사전문기관에서 종사하기도 함.

○ 우대

- 화공 분야에서는 채용 시 자격증 소지자를 우대.

- 국가기술자격법에 의해 공공기관 및 일반기업 채용 시 그리고 보수, 승진, 전보, 신분보장 등에 있어서 우대받을 수 있음.

○ 가산점

- 6급 이하 및 기술직공무원 채용시험 시 가산점.

- 공업직렬의 화공 직류와 환경직렬의 일반환경, 폐기물 직류에서 채용계급이 8·9급, 기능직 기능8급 이하일 경우와 6·7급, 기능직 기능7급 이상일 경우 모두 5%의 가산점.

- 다만, 가산 특전은 매 과목 4할 이상 득점자에게만, 필기시험 시행 전일까지 취득한 자격증에 한함.

○ 자격부여

- 화공기사 자격을 취득하면, 산업안전보건법에 따라 지정검사기관의 검사자로 고용될 수 있음.

- 건설산업기본법에 의하면 산업 설비 공사업면허의 인력 보유요건으로 자격증 취득자를 선임토록 되어 있어 자격증 취득이 취업에 유리.

3. 시험정보

□ 시험일정 ( 원서접수 첫날 10:00부터 마지막 날 18:00까지 )

구분	필기원서접수 (인터넷)	필기시험	필기합격 (예정자)발표	실기원서접수	실기시험	최종합격자 발표일
2024년 기사 1회	2024.01.23 ~ 2024.01.26	2024.02.15 ~ 2024.03.07	2024.03.13	2024.03.26 ~ 2024.03.29	2024.04.27 ~ 2024.05.12	2024.06.18
2024년 기사 2회	2024.04.16 ~ 2024.04.19	2024.05.09 ~ 2024.05.28	2024.06.05	2024.06.25 ~ 2024.06.28	2024.07.28 ~ 2024.08.14	2024.09.10
2024년 기사 3회	2024.06.18 ~ 2024.06.21	2024.07.05 ~ 2024.07.27	2024.08.07	2024.09.10 ~ 2024.09.13	2024.10.19 ~ 2024.11.08	2024.12.11

□ 수수료

○필기 : 19,400원
○실기 : 55,700원

□ 출제경향

○ 필기 : 출제기준을 참조

○ 실기 : 복합형(필답형+작업형)으로 시행되며 출제기준 및 기출문제를 참조

- 작업형 : 화학공정 전반에 걸친 계측, 제어, 관리, 감독업무와 화학장치의 분리기, 여과기 정제반응기, 유화기, 분쇄 및 혼합기 등을 제어, 조작, 관리, 감독하는 능력을 평가

□ 출제기준

○ 화공기사 출제기준(2019.1.1~2021.12.31).hwp 다운로드

○ 화공기사 출제기준(2022.1.1~2026.12.31).hwp 다운로드

○ 화공기사 공개문제.pdf 다운로드

□ 취득방법

○ 응시자격

- 관련학과 : 대학의 화학과, 화학공학, 공업화학 등 관련학과

- 기술자격 소지자 : 동일(유사)분야 다른 종목 기사 / 산업기사 + 실무경력 1년 / 기능사 + 실무경력 3년

- 순수경력자 : 실무경력 4년(동일, 유사 분야)

- 동일직무분야 : 경영·회계·사무 중 생산관리, 광업자원 중 채광, 기계, 재료, 섬유·의복, 안전관리, 환경·에너지

○ 시험과목

- 필기

1) 화공열역학
2) 단위조작 및 화학공업양론
3) 공정제어
4) 공업화학
5) 반응공학

- 실기

1) 화학장치운전 및 화학제품제 실무

○ 검정방법

- 필기 : 객관식 4지 택일형 과목당 20문항(과목당 30분)

- 실기 : 복합형 [필답형(1시간 30분) + 작업형(약 4시간)]

○ 합격기준

- 필기 : 100점을 만점으로 하여 과목당 40점 이상, 전 과목 평균 60점 이상

- 실기 : 100점을 만점으로 하여 60점 이상

○ 제한시간

- 필기 : 150분

- 실기 : 330분

1 과목 : 화공열역학

1. 1kg 질소가스가 2.3atm, 367K에서 압력이 2배로 증가하는데, PV^1.3 = comst. 의 폴리트로픽 공정(Polytropic process)에 따라 변화한다고 한다. 질소가스의 최종 온도는 약 얼마인가?

①	360 K
②	400 K
③	430 K
④	730 K

2. 그림의 2단 압축조작에서 각 단에서의 기체는 처음 온도로 냉각 된다고 한다. 각 압력사이에 어떤 관계가 성립할 때 압축에 소요되는 전 소요일(total work)량이 최소가 되겠는가?

①	P² > P₂P₁
②	(P₂)² > PP₁
③	(P₁)² = PP₂
④	P² = P₂P₁

3. 공기표준 디젤 사이클의 구성요소로서 그 과정이 옳은 것은?

①	단열압축 → 정압가열 → 단열팽창 → 정적방열
②	단열압축 → 정적가열 → 단열팽창 → 정적방열
③	단열압축 → 정적가열 → 단열팽창 → 정압방열
④	단열압축 → 정압가열 → 단열팽창 → 정압방열

4. 비리얼 방정식(Virial equation)이 Z = 1 + BP 로 표시되는 어떤 기체를 가역적으로 등온압축 시킬 때 필요한 일의 양은? (단, Z = PV/RT, B : 비리얼 계수)
5. 열역학에 관한 설명으로 옳은 것은?
6. 다음 그림은 A, B-2성분계 용액에 대한 1기압 하에서의 온도-농도간의 평형관계를 나타낸 것이다. A의 몰분율이 0.4 인 용액을 1기압 하에서 가열할 경우, 이 용액의 끓는 온도는 몇 ℃ 인가? (단, X_A 는 액상 몰분률이고, y_A는 기상 몰분률이다.)
7. 여름철에 집안에 있는 부엌을 시원하게 하기 위하여 부엌의 문을 닫아 부엌을 열적으로 집안의 다른 부분과 격리하고 부엌에 있는 전기냉장고의 문을 열어놓았다. 이 부엌의 온도는?
8. 평형상수의 온도에 따른 변화를 알기 위하여 필요한 물성은 무엇인가?
9. 다음 중 이심인자(acentric factor) 값이 가장 큰 것은?
10. 열역학 제2법칙에 대한 설명 중 틀린 것은?
11. 다음 중에서 공기표준오토(Air-Standard Otto) 엔진의 압력-부피 도표에서 사이클을 옳게 나타낸 것은?
12. 등온과정에서 300K일 때 기체의 압력이 10atm 에서 2atm 으로 변했다면 소요된 일의 크기는? (단, 기체는 이상기체라 가정하고, 기체상수 R은 1.987cal/mol·K이다.)
13. 진공에서 CaCO₃(s)가 CaO(s)와 CO₂(g)로 완전분해하여 만들어진 계에 대해 자유도(Degree of freedom) 수는?
14. 압축인자(compressibility factor)인 Z를 표현하는 비리얼 전개(Virial expansion)는 다음과 같다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, B, C, D 등은 비리얼 계수이다.)
15. 화학평형상수에 미치는 온도의 영향을 옳게 나타낸 것은? (단, ΔH°는 표준반응 엔탈피로서 온도에 무관하며, K₀ 는 온도 T₀ 에서의 평형상수, K 는 온도 T 에서의 평형상수이다.)
16. 1atm, 32℃의 공기를 0.8atm 까지 가역단열 팽창시키면 온도는 약 몇 ℃ 가 되겠는가? (단, 비열비가 1.4 인 이상기체라고 가정한다.)
17. 열역학 제1법칙에 대한 설명 중 틀린 것은?
18. 다음 중 기-액 상평형 자료의 건전성을 검증하기 위하여 사용하는 것으로 가장 옳은 것은?
19. 오토(Otto) 사이클의 효율(η)을 표시하는 식으로 옳은 것은? (단, k = 비열비, r_V = 압축비, r_f = 팽창비 이다.)
20. 0℃, 1atm 인 상태에 있는 100L 의 헬륨을 밀폐된 용기에서 100℃로 가열하였을 때 ΔH를 구하면 약 몇 cal 인가? (단, 헬륨은 인 이상기체로 가정하고, 기체상수 R=1.987cal/mol·K 이다.)

2 과목 : 단위조작 및 화학공업양론

21. 산소 75vol% 와 메탄 25vol%로 구성된 혼합가스의 평균분자량은?
22. 25℃에서 다음 반응의 정압에서와 정용에서의 반응열의 차이를 구하면 약 몇 cal 인가?
23. 500mL 플라스크에 4g 의 N₂O₄ 를 넣고 50℃에서 해리시켜 평형에 도달하였을 때 전압이 3.63atm 이었다. 이때 해리도는 약 몇 % 인가? (단, 반응식은 N₂O₄ → 2NO₂ 이다.)
24. 임계상태에 관련된 설명으로 옳지 않은 것은?
25. 어떤 공업용수 내에 칼슘(Ca)함량이 100ppm 이면 무게 백분율(wt%)로 환산하면 얼마인가? (단, 공업용수의 비중은 1.0 이다.)
26. 보일러에 Na₂SO₃ 를 가하여 공급수 중의 산소를 제거한다. 보일러 공급수 200톤에 산소함량 2ppm 일 때 이 산소를 제거하는데 필요한 Na₂SO₃ 의 이론량은?
27. 점도 0.05 poise를 kg/m·s로 환산하면?
28. 30℃, 742mmHg에서 수증기로 포화된 H₂ 가스가 2300cm³ 의 용기 속에 들어있다. 30℃, 742mmHg에서 순 H₂ 가스의 용적은 약 몇 cm³ 인가? (단, 30℃에서 포화수증기압은 32mmHg이다.)
29. 도관 내 흐름을 해석할 때 사용되는 베르누이식에 대한 설명으로 틀린 것은?
30. 300kg 의 공기와 24kg 의 탄소가 반응기내에서 연소하고 있다. 연소하기 전 반응기내에 있는 산소는 약 몇 kmol 인가?
31. 반경이 R 인 원형파이프를 통하여 비압축성 유체가 층류로 흐를 때의 속도분포는 다음 식과 같다. v 는 파이프 중심으로부터 벽 쪽으로의 수직거리 r 에서의 속도이며, V_max 는 중심에서의 최대속도이다. 파이프 내에서 유체의 평균속도는 최대속도의 몇 배 인가?
v=V_max(1-r/R)
32. 전압이 1atm에서 n-헥산과 n-옥탄의 혼합물이 기-액 평형에 도달하였다. n-헥산과 n-옥탄의 순성분 증기압이 1025mmHg 와 173mmHg 이다. 라울의 법칙이 적용될 경우 n-헥산의 기상 평형 조성은 약 얼마인가?
33. 상계점(plait point)에 대한 설명 중 틀린 것은?
34. FPS 단위로부터 레이놀즈수를 계산한 결과 1000 이었다. MKS 단위로 환산하여 레이놀즈수를 계산하면 그 값은 얼마로 예상할 수 있는가?
35. 건조조작에서 임계함수율(critical moisture content)을 옳게 설명한 것은?
36. 확산에 의한 물질전달현상을 나타낸 Fick 의 법칙처럼 전달속도, 구동력 및 저항사이의 관계식으로 일반화되는 점에서 유사성을 갖는 법칙은 다음 중 어느 것인가?
37. 공극률(porosity)이 0.3 인 충전탑 내를 유체가 유효 속도(superficial velocity) 0.9m/s 로 흐르고 있을 때 충전탑내의 평균 속도는 몇 m/s 인가?
38. 다음 중에서 Nusselt 수(N_Nu)를 나타내는 것은? (단, h 는 경막열전달계수, D 는 관의 직경, k 는 열전도도 이다.)
39. 혼합에 영향을 주는 물리적 조건에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
40. 원심 펌프의 장점에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

3 과목 : 공정제어

41. PI제어기는 Bode diagram상에서 어떤 특징을 갖는가? (단, τ_I 는 PI제어기의 적분시간을 나타낸다.)
42. 비례 제어기를 이용하는 어떤 폐루프 시스템의 특성방정식이 와 같이 주어진다. 다음 중 진동응답이 예상되는 경우는?
43. 다음 중 0 이 아닌 잔류편차(offset)를 발생시키는 제어방식이며 최종값 도달시간을 가장 단축시킬 수 있는 것은?
44. 어떤 1차계의 함수가 일 때 이 계의 전달함수의 시정수(times constant)는?
45. 앞먹임 제어(feedforward control)의 특징으로 옳은 것은?
46. 센서는 선형이 되도록 설계되는 것에 반하여, 제어밸브는 quick opening 혹은 equal percentage 등으로 비선형 형태로 제작되기도 한다. 다음 중 그 이유로 가장 타당한 것은?
47. 일 때에 y(t), t ≥ 0 값은?
48. 50℃에서 150℃ 범위의 온도를 측정하여 4mA에서 20mA의 신호로 변환해 주는 변환기(transducer)에서의 영점(zero)과 변화폭(span)은 각각 얼마인가?
49. 탑상에서 고순도 제품을 생산하는 증류탑의 탑상 흐름의 조성을 온도로부터 추론(inferential) 제어하고자 한다. 이때 맨 위 단보다 몇 단 아래의 온도를 측정하는 경우가 있는데 다음 중 그 이유로 가장 타당한 것은?
50. 단위 귀환(unit negative feedback)계의 개루프 전달함수가 이다. 이 제어계의 폐회로 전달함수의 특정방정식의 근은 얼마인가?
51. 0~500℃ 범위의 온도를 4~20mA 로 전환하도록 스팬 조정이 되어 있던 온도센서에 맞추어 조율되었던 PID 제어기에 대하여, 0~250℃ 범위의 온도를 4~20mA 로 전환하도록 온도센서의 스팬을 재조정한 경우, 제어 성능을 유지하기 위하여 PID 제어기의 조율은 어떻게 바뀌어야 하는가? (단, PID 제어기의 피제어 변수는 4~20mA 전류이다.)
52. 다음 중 공정제어의 목적과 가장 거리가 먼 것은?
53. 전달함수가 인 공정의 계단입력 에 대한 응답형태는?
54. 다음 공정에 P 제어기가 연결된 닫힌루프 제어계가 안정하려면 비례이득 K_c 의 범위는? (단, 나머지 요소의 전달함수는 1 이다.)
55. 블록선도(Block diagram)가 다음과 같은 계의 전달함수를 구하면?
56. 그래프의 함수와 그의 Laplace 변환된 형태의 함수가 옳게 되어 있는 항은? (단, U(t)는 단위계단함수(unit step function)이다.)
57. 블록선도에서 전달함수 G(s) = C(s)/R(s)를 옳게 구한 것은?
58. 복사에 의한 열전달 식은 q = kcAT⁴ 으로 표현된다고 한다. 정상상태에서 T = T_s 일 때 이 식을 선형화 시키면? (단, k, c, A 는 상수 이다.)
59. 전달함수 G(s)가 다음과 같은 1차계에서 입력 x(t) 가 단위충격(impulse)인 경우 출력 y(t)는?
60. 안정한 2차계에 대한 공정응답 특성으로 옳은 것은?

4 과목 : 공업화학

61. 다음 중 축합(condensation)중합반응으로 형성되는 고분자로서 알코올기와 이소시안산기의 결합으로 만들어진 것은?
62. 다음은 각 환원반응과 표준환원전위이다. 이것으로부터 예측한 다음의 현상 중 옳은 것은?
- Fe²⁺ + 2e → F, E° = 0.447V
- Sn²⁺ + 2e → Sn, E° = -0.138V
- Zn²⁺ + 2e → Zn, E° = -0.667V
- O₂ + 2H₂O + 4e → 4OH^-, E° = 0.401V
63. 오산화바나듐(V₂O₅) 촉매하에 나프탈렌을 공기 중 400℃에서 산화시켰을 때 생성물은?
64. 접촉식 황산제조에서 SO₃ 흡수탑에 사용하기에 적합한 황산의 농도와 그 이유를 바르게 나열한 것은?
65. 다음 중 전도성 고분자가 아닌 것은?
66. 암모니아 합성용 수성가스(water gas)의 주성분은?
67. 수은법에 의한 NaOH 제조에 있어서 아말감 중의 Na 의 함유량이 많아지면 어떤 결과를 가져오는가?
68. 다음 중 옥탄가가 가장 낮은 것은?
69. 다음 중 CFC-113 에 해당되는 것은?
70. 암모니아 합성장치 중 고온전환로에 사용되는 재료로서 뜨임 취성의 경향이 적은 것은?
71. 아세틸렌에 무엇을 작용시키면 염화비닐이 생성되는가?
72. 용액중합반응의 일반적인 특징을 옳게 설명한 것은?
73. 분자량 1.0×10⁴g/mol 인 고분자 100g 과 분자량 2.5×10⁴g/mol 인 고분자 50g, 그리고 분자량 1.0×10⁵g/mol 인 고분자 50g 이 혼합되어 있다. 이 고분자 물질의 수평균 분자량은?
74. 수(水)처리와 관련된 보기의 설명 중 옳은 것으로만 나열한 것은?
① 물의 경도가 높으면 관 또는 보일러의 벽에 스케일이 생성된다.
② 물의 경도는 석회소다법 및 이온교환법에 의하여 낮출 수 있다.
③ COD는 화학적 산소요구량을 말한다.
④ 물의 온도가 증가할 경우 용존산소의 양은 증가한다.
75. 석유화학공정에서 열분해와 비교한 접촉분해(catalytic cracking)에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
76. 20% HNO₃용액 1000kg을 55% 용액으로 농축하였다. 증발된 수분의 양은 얼마인가?
77. 다음 중 염산의 생산과 가장 거리가 먼 것은?
78. 순수 염화수소(HCl) 가스의 제법 중 흡착법에서 흡착제로 이용되지 않는 것은?
79. Na₂CO₃·10H₂O 중에는 H₂O 를 몇 % 함유하는가?
80. 다음 화합물 중 산성이 가장 강한 것은?

5 과목 : 반응공학

81. 반응장치 내에서 일어나는 열전달 현상과 관련된 설명으로 틀린 것은?
82. 90mol%의 A 45mol/L 와 10mol% 의 불순물 B 5mol/L 와의 혼합물이 있다. A/B를 100/1 수준으로 품질을 유지하고자 한다. D 는 A 또는 B 와 다음과 반이 반응한다. 완전반응을 가정했을 때, 필요한 품질을 유지하기 위해서 얼마의 D를 첨가해야 하는가?
83. 순수한 액체 A 의 분해반응이 25℃ 에서 아래와 같을 때, A 의 초기농도가 2mol/L 이고, 이 반응이 혼합반응기에서 S를 최대로 얻을 수 있는 조건하에서 진행되었다면 S 의 최대농도는?
84. 어떤 반응에서 1/C_A 을 시간 t 로 플롯하여 기울기 1인 직선을 얻었다. 이 반응의 속도식은?
85. 비가역 직렬반응 A→R→S 에서 1단계는 2차반응, 2단계는 1차반응으로 진행되고 R이 원하는 제품일 경우 다음 설명 중 옳은 것은?
86. 액상 반응이 다음과 같이 병렬 반응으로 진행될 때 R을 많이 얻고 S를 적게 얻으려면 A, B 의 농도는 어떻게 되어야 하는가?
87. 밀도가 일정한 비가역 1차 반응 AProduct 가 혼합흐름반응기(mixed flow reactor 또는 CSTR)에서 등온으로 진행될 때 정상사태 조건에서의 성능 방정식(performance equation)으로 옳은 것은? (단, τ 는 공간속도, k 는 속도상수, C_A0 는 초기농도, X_A 는 전화율, C_Af 는 유출농도 이다.)
88. 혼합반응기(CSTR)에서 균일액상반응 A→R, -r_A = kC_A²인 반응이 일어나 50% 의 전화율을 얻었다. 이때 이 반응기의 다른 조건은 변하지 않고 반응기 크기만 6배로 증가한다면 전화율은 얼마인가?
89. 회분식 반응기에서 일어나는 다음과 같은 1차 가역 반응에서 A만으로 시작했을 때 A의 평형 전화율은 60%이다. 평형상수 k 는 얼마인가?
90. 다음은 n차(n ＞0) 단일 반응에 대한 한 개의 혼합 및 플러그 흐름 반응기 성능을 비교 설명한 내용이다. 옳지 않은 것은? (단, V_m 은 혼합흐름반응기 부피, V_p 는 플러그흐름 반응기 부피를 나타낸다.)
91. 일반적인 반응 A → B 에서 생성되는 물질 기준의 반응속도 표현을 옳게 나타낸 것은? (단, n 은 몰수, V_R 은 반응기의 부피이다.)
92. 회분식 반응기에서 0.5차 반응을 10min 동안 수행하니 75% 의 액체 반응물 A 가 생성물 R 로 전화되었다. 같은 조건에서 15min 간 반응을 시킨다면 전화율은 약 얼마인가?
93. 부피 3.2L 인 혼합흐름 반응기에 기체 반응물 A 가 1L/s 로 주입되고 있다. 반응기에서는 A → 2P 의 반응이 일어나며 A 의 전화율은 60% 이다. 반응물의 평균 체류시간은?
94. 회분식 반응기 내에서의 균일계 액상 1차 반응 A → R 과 관계가 없는 것은?
95. A + B → R 인 2차 반응에서 C_A0 와 C_B0 의 값이 서로 다를 때 반응속도상수 k를 얻기 위한 방법은?
96. 단일상 이상(理想)반응기가 아닌 것은?
97. 80% 전화율을 얻는데 필요한 공간시간이 4h 인 혼합흐름 반응기에서 3L/min을 처리하는데 필요한 반응기 부피는 몇 L 인가?
98. 직렬로 연결된 2개의 혼합흐름반응기에서 다음과 같은 액상반응이 진행될 때 두 반응기의 체적 V₁ 과 V₂ 의 합이 최소가 되는 체적비 V₁/V₂ 에 관한 설명으로 옳은 것은? (단, V₁ 은 앞에 설치된 반응기의 체적이다.)
A→R(-r_A = kC_Aⁿ)
99. A → R 로 표시되는 화학반응의 반응열이 ΔHr = 1800cal/mol A 로 일정할 때 입구온도 95℃ 인 단열반응기에서 A 의 전화율이 50% 이면, 반응기의 출구온도는 몇 ℃ 인가? (단, A와 R의 열용량은 각각 10cal/mol·K 이다.)
100. 비가역 액상 0차 반응에서 반응이 완전히 완결되는데 필요한 반응시간은?

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