화공기사 기출문제 1회 (2016.03.06)

자격시험 기사 화공기사category

화공기사 기출문제 2016년 1회 (2016.03.06)

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. 이성분 혼합물에 대한 깁스 두헴(Gibbs-Duhem)식에 속하지 않는 것은? (단, ϒ 는 활성도계수(activity coefficient), μ는 화학퍼텐셜, x는 몰분율)

①
②
③	x₁dμ₁+x₂dμ₂=0(const, T, P)
④	μ₁dx₁+μdx₂=0(const, T, P)

2. i 성분의 부분 몰 성질 i (partial molar property M_i)을 옳게 나타낸 것은? (단, M ; 열역학적 용량변수의 단위 몰당의 값(예 : U, H, S, G 등을 표시함, n_i : i성분의 몰 수, n_j : i 번째 성분 이외의 모든 몰수를 일정하게 유지한다는 것을 의미한다.)

①
②
③
④

3. 기상 반응계에서 평형상수가

로 표시될 경우는? (단, v_i는 성분 i의 양수론,

는 모든 화학종 i의 곱을 나타낸다.)

①	평형 혼합물이 이상기체와 같은 거동을 할 때
②	평형 혼합물이 이상용액과 같은 거동을 할 때
③	반응에 따른 몰수 변화가 없을 때
④	반응열이 온도에 관계없이 일정할 때

4. 열역학의 기초 사항에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?
5. 평형(equilibrium)의 정의와 가장 거리가 먼 것은?
6. 일정한 T, P에 있는 닫힌계가 평형상태에 도달하는 조건에 해당하는 것은?
7. 액화공정에 대한 설명으로 틀린 것은?
8. 실제기체가 이상기체에 가장 가까울 때의 조건은?
9. 증기 터빈(steam turbin)에서 가장 많은 동력을 얻을 수 있는 공정은?
10. 공비혼합물을 이루는 어느 이성분계혼합물이 있다. 일정한 온도에서 P-x 선도가 다음의 식으로 표시된다고 할 때 이 온도에서 이 혼합물의 공비점의 조성(X₁)은?
11. 실제 기체의 압력이 0에 접근할 때 잔류(residual) 특성에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 온도는 일정하다.)
12. 그림과 같은 압력-엔탈피 선도(lnP 대 H)에서 엔탈피 변화(H₂-H₁)는 무엇에 해당하는가?
13. 다음 반응에서 초기 반응물의 농도가 각각 H₂S 1mol, H₂O 3mol의 비율로 주어진다. 이 화학반응이 평형에 도달할 경우 반응계의 자유도 수는?
H₂S(g) + 2H₂O(g) ⇌ 3H₂(g) + SO₂(g)
14. A, B 성분의 이상용액에서 혼합에 의한 함수변화 값으로 틀린 것은? (단, x_A, x_B는 액상의 몰분율을 나타낸다.)
15. 25℃에서 정용열량계의 용기에서 벤젠을 태워 CO₂와 액체인 물로 변화했을 때의 발열량이 780,090cal/mol이었다. 25℃에서의 표준연소열은? (단, 반응은 이며, 반응에 사용된 기체는 이상기체라 가정한다.)
16. 그림과 같이 계가 일을 할 때 이 계의 효율을 옳게 나타낸 것은?
17. 20℃, 1atm에서 아세톤의 부피팽창계수 β는 1.487×10^-3℃^-1, 등온압축계수 K는 62×10^-6atm^-1이다. 아세톤을 정적 하에서 20℃, 1atm으로부터 30℃까지 가열하였을 때 압력은 약 몇 atm인가? (단, β와 K의 값은 항상 일정하다고 가정한다.)
18. 2성분 혼합물이 액체-액체 상평형을 이루고 있는 α상과 β상이 있을 때 액체-액체 상평형 계산에 사용되는 관계식에 해당하는 것은? (단, x1은 성분 1의 조성, ϒ는 활동도계수, P₁^sat는 성분 1의 증기압, H₁은 성분1의 헨리상수, 은 성분 1의 퓨개시티 계수이다.)
19. 비리얼(Virial))식으로부터 유도된 옳은 식은? (단, B = 제2비리얼계수, Z = 압축계수)
20. Carnot 순환으로 작동되는 어떤 가역 열기관이 500℃에서 1000cal의 열을 받아 일을 생산하고 나머지의 열을 100℃에서 배출한다. 가역 열기관이 하는 일은?

2 과목 : 단위조작 및 화학공업양론

21. 용해도에 영향을 미치는 조건에 대한 설명이 틀린 것은?
22. 벤젠과 톨루엔은 이상 용액에 가까운 용액을 만든다. 80℃에서 벤젠과 톨루엔의 증기압은 각각 743mmHg 및 280mmHg이다. 이 온도에서 벤젠의 몰분율이 0.2인 용액의 증기압은?
23. “고체나 액체의 열용량은 그 화합물을 구성하는 개개 원소의 열용량의 합과 같다.”는 누구의 법칙인가?
24. 그림과 같이 연결된 두 탱크가 있다. 처음 두 탱크 사이는 닫혀 있었으며, 이 때 탱크 1에는 600kPa, 70℃의 공기가 들어 있었고, 탱크 2에는 1200kPa, 100℃에서 O₂ 10%, N₂ 90%인 기체가 들어있었다. 밸브를 열어서 두 탱크의 기체가 완전히 섞이게 한 결과, N₂ 88% 이었다. 탱크 2의 부피는?
25. 수소 16wt%, 탄소 84wt%의 조성을 가진 연료유 100g을 다음 반응식과 같이 연소시킨다. 이때 연소에 필요한 이론 산소량은 몇 mol인가?
C + O₂ → CO₂
H₂ + (1/2)O₂ → H₂O
26. 에너지 소비율 7.1×10¹₂W은 매년 몇 칼로리씩 소모되는 양인가?
27. 500mL 용액에 10g의 NaOH가 들어 있다. 이 물질의 N농도는?
28. 75℃, 1.5bar, 40% 상대습도를 갖는 습공기가 1000m³/h로 한 단위공정에 들어갈 때 이 습공기의 비교습도는 약 몇 %인가? (단, 75℃에서의 포화증기압은 289 mmHg이다.)
29. 다음과 같은 반응의 표준반응열은 몇 kcal/mol인가? (단,C₂H₅OH, CH₃COOH, CH₃COOC₂H₅의 표준연소열은 각각 -3267000kcal/mol, -208340kcal/mol, -538750kcal/mol 이다.)
C₂H₅OH(L) + CH₃COOH(L)
→ CH₃COOC₃H₅(L) + H₂O(L)
30. 어떤 기체의 임계압력이 2.9atm이고, 반응기내의 계기압력이 30psig 였다면 환산압력은?
31. 3층의 벽돌로 된 로벽이 있다. 내부로부터 각 벽돌의 두께는 각각 10, 8, 30cm이고 열전도도는 각각 0.10, 0.05, 1.5kcal/mㆍhㆍ℃이고 노벽의 내면 온도는 1000도이고 외면온도는 40℃일 때 단위 면적당의 열 손실은 약 얼마인가? (단, 벽돌 간의 접촉저항은 무시한다.)
32. 기본 단위에서 길이를 L, 질량을 M, 시간을 T로 시할 때 다음에서 차원이 틀린 것은?
33. 기-액 평형의 원리를 이용하는 분리공정에 해당하는 것은?
34. 초산과 물의 혼합액에 벤젠을 추제로 가하여 초산을 추출한다. 추출상의 wt%가 초산 3, 물 0.5, 벤젠 96.5이고 추잔상은 wt%가 초산 27, 물 70, 벤젠 3일 때 초산에 대한 벤젠의 선택도는 약 얼마인가?
35. 직선 원형관으로 유체가 흐를 때 유체의 레이놀즈수가 1500이고 이 관의 안지름이 50mm 일 때 전이길이가 3.75m이다. 동일한 조건에서 100mm의 안지름을 가지고 같은 레이놀즈수를 가진 유체 흐름에서의 전이 길이는 약 몇 m인가?
36. 흡수 충전탑에서 조작선(operating line)의 기울기를 L/V 이라 할 때 틀린 것은?
37. 퍼텐셜 흐름(potential flow)에 대한 설명이 아닌 것은?
38. 무차원 항이 밀도와 관계없는 것은?
39. 3중 효용관의 첫 증발관에 들어가는 수증기의 온도는 110℃이고 맨 끝 효용관에서 용액의 비점은 53℃이다. 각 효용관의 총괄 열전달계수 (W/m²ㆍ ℃ )가 2500, 2000, 1000일 때 2효용관액의 끓는점은 약 몇℃인가? (단, 비점 상승이 매우 작은 액체를 농축하는 경우이다.)
40. HETP에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

3 과목 : 공정제어

41. S³4S²+2S+6=0 로 특정방정식이 주어지는 계의 Routh 판별을 수행할 때 다음 배열의 (a), (b)에 들어갈 숫자는?
42. 근사적으로 다음 보우드(bode)선도와 같은 주파수 응답을 보이는 전달함수는? (단 AR은 진폭비, ω는 각 주파수이다.)
43. Anti Reset Windup에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
44. 어떤 공정의 동특성은 다음과 같은 미분방정식으로 표시된다. 이 공정을 표준형 2차계로 표현했을 때 시간상수(τ)는? (단, 입력변수와 출력변수 X, Y는 모두 편차변수(deviation variable) 이다.)
45. 사람이 차를 운전하는 경우 신호등을 보고 우회전하는 것을 공정 제어계와 비교해 볼 때 최종 조작변수에 해당된다고 볼 수 있는 것은?
46. 어떤 공정의 전달함수가 G(s)이다. G(O₂)=5이고 G(2i)=-2 였다. 공정의 공정이득(k), 임계이득(k_cu)과 임계주기(P_u)는 무엇인가?
47. 주파수 3에서 amplitude ratio가 1/2, phase angle이 -π/3인 공정을 고려할 때 공정 입력u(t)=sin(3t+2π/3)을 적용하면 시간이 많이 지난 후의 공정 출력 y(t)는?
48. 그림과 같은 단위 계단함수의 Laplae 변환은?
49. 불안정한 계에 해당하는 것은?
50. 다음 공정의 단위 계단응답은?
51. 변수 값을 측정하는 감지시스템은 일반적으로 센서, 전송기로 구성된다. 다음 중 전송기에서 일어나는 문제점으로 가장 거리가 먼 것은?
52. 전달함수가 G(s)=1/(s³+s²+s+0.5)인 공정을 비례 제어하 때 한계이득(폐루프의 안전성을 보장하는 비례 이득의 최대치)과 이때의 진동주기로 옳은 값은?
53. 전달함수가 G(s)=exp(-θs)/(τs+1)인 공정에 공정 입력 u(t)=sin(1/√2t)를 입력했을 때 시간이 많이 흐른 후 공정 출력은 y(t)=(1√2)sin(√2t-π/2)였다. θ와 τ는 무엇인가?
54. 다음의 블록선도는 제어기 내부 구조를 나타낸다. 이 선도가 나타내는 제어 모드는?
55. 위상지연이 180°이 주파수는?
56. 의 laplace 역변환은?
57. PID 제어기의 비례, 적분, 미분 동작이 폐루프 응답에 미치는 효과 중 틀린 것은?
58. 다음 블록다이어그램에 관한 사항으로 옳은 것은?
59. 그림과 같이 나타나는 함수의 Laplace 변환은?
60. 연속 입출력 흐름과 내부 전기 가열기가 있는 저장조의 온도를 설정 값으로 유지하기 위해 들어오는 입력흐름의 유량과 내부 가열기에 공급 전력을 조작하여 출력흐름의 온도와 유량을 제어하고자 하는 시스템을 분류한다면 어떠한 것에 해당하는가?

4 과목 : 공업화학

61. 반도체 제조 공정 중 패턴이 형성된 표면에서 원하는 부분을 화학반응 혹은 물리적 과정을 통하여 제거하는 공정을 의미하는 것은?
62. 산과 알코올이 어떤 반응을 일으켜 에스테르가 생성되는가?
63. 95.6% 황산 100g을 40% 발연황산을 이용하여 100% 황산으로 만들려고 한다. 이론적으로 필요한 발연황산의 무게는?
64. 다음 중 Le Blanc 법과 관계가 없는 것은?
65. 질소비료 중 암모니아를 원료로 하지 않는 비료는?
66. 담체(Carrier)에 대한 설명으로 옳은 것은?
67. 헥산(C₆H₁₄)의 구조이성질체 수는?
68. 전지 CulCuSO₄(0.05M), HgSO₄(S)lHg의 기전력은 25℃에서 약 0.418 V이다. 이 전지의 자유에너지 변화는?
69. 다음의 암모니아 산화반응식에서 공기산화를 위한 혼합가스 중 NH₃가스의 부피 백분율은? (단, 공기와 NH₃ 가스는 양론적 요구량만큼만 공급한다고 가정하다.)
4NH₃ + 5O₂ ⇌ 4NO + 6H₂O + 215.6kcal
70. RCH=CH₃와 할로겐화 메탄 등의 저분자 물질을 중합하여 제조되는 짧은 사살의 중합체는?
71. 석유, 석탄 등의 화석연료 이용 효율 및 환경오염에 대한 설명으로 옳은 것은?
72. NaOH 제조에 사용하는 격막법과 수은법을 옳게 비교한 것은?
73. 합성염산 제조 시 원료기체인 H₂와 CL₂는 어떻게 제조하여 사용하는가?
74. 스타이렌-부타디엔-스타이렌 블록공중합체를 제조하는 방법은?
75. 열제거가 용이하고 반응 혼합물의 점도를 줄일 수 있으나 저분자량의 고분자가 얻어지는 난점이 있는 중합방법은?
76. 열가소성(thermoplastic) 고분자에 대한 설명으로 틀린것은?
77. 아닐린을 삼산화크롬으로 산화시킬 때 생성물은?
78. 암모니아소다법에서 탄산화과정의 중화탑이 하는 주된 작용은?
79. 연실식 황산제조에서 Gay-Lussac 탑의 주된 기능은?
80. 아디프산과 헥사메틸렌디아민을 원료로 하여 제조되는 물질은?

5 과목 : 반응공학

81. 크기가 같은 plug flow 반응기(PFR)와 mixed flow 반응기(MFR)를 서로 연결하여 다음의 2차 반응을 실행하고자 한다. 반응물 A의 전화율이 가장 큰 경우는?
A → B, r_A =- kC²_A
82. 어떤 1차 비가역 반응의 반감기는 20분이다. 이 반응의 속도상수를 구하면 몇 min^-1인가?
83. 회분식 반응기에서 전화율을 75%까지 얻는데 소요된 시간이 3시간이었다고 한다. 같은 전화율로 3ft³min을 처리하는데 필요한 플러그 흐름 반응기의 부피는? (단, 반응에 다른 밀도 변화는 없다.)
84. 액상 반응을 위해 다음과 같이 CSTR 반응기를 연결 하였다. 이 반응의 반응 차수는?
85. 순환비가 1인 등온 순환 플러그 흐름 반응기에서 기초 2차 액상 반응 2A → 2R이 [2/3] 의 전화를 일으킨다. 순환비를 0으로 하였을 경우 전화율은?
86. H₂O₂를 촉매를 이용하여 회분식 반응기에서 분해시켰다. 분해반응이 시작된 t분 후에 남아있는 H₂O₂의 양(v)을 KMnO₄표준용액으로 적정한 결과는 다음 표와 같다. 이 반응은 몇 차 반응이겠는가?
87. 포스핀의 기상분해 반응은 다음과 같다. 처음에 순수한 포스핀만 있다고 할 때 이 반응계의 팽창계수(Є_PH₃)는?
4PH₃(g) → P₄(g) + 6H₂(g)
88. Michaelis - Menten 반응(A → R, 효소반응)의 속도식은? (단, [E_a] 효소의 초기농도, [M] : Michaelis - Menten 상수, [A] : A의 농도)
89. 혼합흐름반응기에서 다음과 같은 1차 연속반응이 일어날 때 중간생성물 R의 최대농도(C_R-max/C_A0)는?

A → R → S (속도상수는 각각 k₁, k₂)
90. 다음은 CH₃CHO의 기상열분해 반응에 대해 정용등은 회분식반응기에서 얻은 값이다. 이 반응의 치수에 가장 가까운 값은?
91. 난분자형 1차 비가역 반동을 시키기 위하여 관형반응기를 사용하였을 때 공간속도가 2500/h이었으며 이때 전화율은 30%였다. 만일 전화율이 90%로 되었다면 공간속도는?
92. 이상기체 반응 A → R + S가 순수한 A로부터 정용회 분식 반응기에서 진행될 때 분압과 전압간의 상관식으로 옳은 것은? (단, P_A: A의 분압, P_R: R의 분압, π₀: 초기전압, π: 전압)
93. 다음은 어떤 가역 반응의 단열 조작선의 그림이다. 조작선의 기울기는 로 나타내는데 이 기울기가 큰 경우에는 어떤 형태의 반응기가 가장 좋겠는가? (단, C_P 는 열용량, ΔH_r은 반응열을 나타낸다.)
94. 물리적 흡착에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
95. 다음 중 불균일 촉매반응(heterogeneous catalytie reaction)의 속도를 구할 때 일반적으로 고려하는 단계가 아닌 것은?
96. 다음과 같은 액상 1차 직렬반응이 관형 반응기와 혼합반응기에서 일어날 때 R 성분의 농도가 최대가 되는 관형 반응기의 공간시간 τ_p와 혼합 반응기의 공간시간 τ_m에 관한 식으로 옳은 것은? (단, 두 반응의 속도상수는 같다.)
97. 어떤 반응의 온도를 47℃에서 57℃로 증가시켰더니 이 반응의 속도는 두 배로 빨라졌다고 한다. 이때의 활성화 에너지는?
98. Space time이 5분이라면 다음 설명 중 어떤 것을 뜻 하는가?
99. 다음의 병행반응에서 A가 반응물질, R이 요구하는 물질일 때 instantaneous fractional yield(순간적 수득분율) ø 는?
100. 기초 2차 액상반응 2A → 2R을 순환비가 2인 등온플러그 흐름반응기에서 반응시킨 결과 50%의 전화율을 얻었다. 동일반응에서 순환류를 폐쇄시킨다면 전화율은?