화공기사 기출문제 2회 (2016.05.08)

자격시험 기사 화공기사category

화공기사 기출문제 2016년 2회 (2016.05.08)

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. 순환법칙

에서 얻을 수 있는 최종식은? (단, β는 부피 팽창률(Volume expansivity), k는 등온압축률(Isothermal compressibility)이다.

①
②
③
④

2. 그림과 같이 상태 A로부터 상태 C로 변화하는데 A → B → C의 경로로 변하였다. 경로 B → C과정에 해당하는 것은?

①	등온과정
②	정압과정
③	정용과정
④	단열과정

3. 온도의 함수로 순수물질의 증기압을 계산하는 다음 식의 이름은? (단, P, T는 각각 온도와 압력을 타 내며, A, B, C는 순수물질 고유상수이다.)

①	돌턴(Dalton)식
②	뉴턴(Newton)식
③	라울(Raoult)식
④	안토인(Antoine)식

4. 다음과 같은 반응이 1105K에서 일어나며, 반응 평형 상수 K는 1.0이다. 초기에 1몰의 일산화탄소와 2몰의 물로 반응이 진행된다면 최종 반응좌표(몰)은얼마인가? (단, 혼합물은 이상기체로 본다.)
CO(g) + H₂O(g) ⇌ CO₂(g) + H₂(g)
5. 10atm, 260℃의 과열증기(엔트로피 : 1.66kcal/kgㆍK)가 단열가역적으로 2atm 까지 팽창한다면 수증기의 질량 %는 얼마인가? (단, 2atm일 때 포화증기와 포화액체의 엔트로피는 각각 1.70, 0.36kcal/kgㆍK이다.)
6. 실제기체(real gas)가 이상기체와 가장 가까워질 경우의 상태는?
7. 이상기체를 등온 하에서 압력을 증가시키면 엔탈피는?
8. 500K와 10bar의 조건에 있는 메탄가스가 1bar가 될 때까지 가역단열팽창 된다. 이 조건에서 메탄이 이상 기체라고 가정하면 마지막의 온도 T₂를 초기온도 T₁으로 옳게 나타낸 것은?
9. 어떤 화학반응에 대한 △S°는 △ H°=△G°인 온도에서 어떤 값을 갖겠는가? (단, △S° : 표준엔트로피 변화, △H° : 표준 엔탈피 변화, △ G° : 표준 깁스에너지 변화, T : 전대온도 이다.)
10. 액체의 증발잠열을 계산하는 식과 관계없는 식은?
11. 압축비 4.5인 오토 사이클(Otto cycle)에 있어서 압축비가 7.5로 되었다고 하면 열효율은 몇 배가 되겠는가? (단, 작동유체는 이상기체이며, 열용량의 비 이다.)
12. 다음 중 열역학 제2법칙의 수학적인 표현으로 올바른 것은?
13. 반응의 평형상수 K에 관한 내용 중 틀린 것은? (단, a_i, u_i는 각각 i성분의 활동도와 양론수이며, △G⁰ 준 깁스(Gibbs)자유에너지 변화이다.)
14. 순수한 성분이 액체에서 기체로 변화하는 상의 전이에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
15. PVn=c일경우 폴리트로픽 지수 n의 값에 따라 변화하는 과정으로 틀린 것은? (단, c는 상수이고, 이다.)
16. 다음 등온선 그래프에서 빗금 친 부분의 면적은 무엇을 나타내는가?(참고, 세로축이 (aV/aT)p 입니다)
17. 100℃에서 물의 엔트로피 값은 0.3kcal/kgㆍK이다. 증발열이 539.1kcal/kg이라면 100℃에서의 수증기의 엔트로피 값은 약 몇 kcal/kgㆍK인가?
18. 상평형에서 계의 성질이 최대가 되는 것은?
19. 단일 상계에서 열역학적 특성 값들의 관계에서 틀린것은?
20. 주어진 온도와 압력에서 화학반응의 평형조건은?

2 과목 : 단위조작 및 화학공업양론

21. 30℃, 750mmHg에서 percentage humidity(비교습도%H)는 20%이고, 30℃에서 포화증기압은 31.8mmHg이다. 공기 중의 실제 증기압은?
22. 다음 중 습구온도계 하단부의 구를 젖은 솜으로 싸는 이유로서 가장 거리가 먼 것은?
23. CO₂ 25vol%와 NH375vol%의 기체 혼합물 중 NH₃의 일부가 산에 흡수되어 제거된다. 이 흡수탑을 떠나는 기체가 37.5vol%의 NH₃을 가질 때 처음에 들어있던 NH₃ 부피의 몇 %가 제거 되었는가? (단, CO₂의 양은 변하지 않으며 산 용액은 증발하지 않는 다고 가정한다.).
24. 포도당(C₆H₁₂O₆) 4.5g이 녹아 있는 용액 1L와 소금물을 반투막을 사이에 두고 방치해 두었더니 두 용액의 농도 변화가 일어나지 않았다. 이 농도에서 소금은 완전히 전리한다고 보고 1L 중에는 몇 g의 소금이 녹아 있는가?
25. 10mol의 N₂와 32 mol의 H₂를 515℃, 300 atm에서 반응시킨 결과 평형에서 전체 가스는 38 mol이 되었다. 생성된 NH₃의 몰수는?
26. 시량변수와 시강변수에 대한 설명으로 옳은 것은?
27. 다음 단위환산 관계 중 틀린 것은?
28. 몰 증발잠열을 구할 수 있는 방법 중 2가지 물질의 증기압을 동일 온도에서 비교하여 대수좌표에 나타낸 것은?
29. 10ppm SO₂을 %로 나타내면?
30. 그림과 같은 순환조작에서 A, B, C, D, E의 각 흐름의 양을 기호로 나타내었다. 이들의 관계 중 옳은 것은? (단, 이 조작은 정상상태에서 진행되고 있다.)
31. 70℃, 1atm에서 에탄올과 메탄올의 혼합물이 액상과 기상의 평형을 이루고 있을 때 액상의 메탄올의 몰분율은? (단, 이 혼합물은 이상용액으로 가정하며, 70℃에서 순수한 에탄올과 메탄올의 증기압은 각각 543mmHg, 857mmHg이다.
32. 젖은 고체 10kg을 완전히 건조하였더니 9.2kg이 되었다. 처음 재료의 수분은 몇 %인가?
33. 기체 흡수에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
34. 다음 중 기계적 분리조작과 가장 거리가 먼 것은?
35. 다음 중 순수한 물 20℃의 점도를 가장 옳게 나타낸 것은?
36. 항류 열교환기에서 온도 300K의 냉각수 30kg/s을 사용하여 더운 물 20kg/s을 370K에서 340K로 연속 냉각시키려고 한다. 총괄 전열계수를 2.5kW/m²ㆍK로 가정하였을 때 전열 면적은 약 몇 m²인가?
37. 열전달과 온도 관계를 표시한 가장 기본 되는 법칙은?
38. Fanning 마찰계수를 f라 하고 손실수두를 Hf라 할때 Hf와 f의 관계를 나타내는 식은?
39. 다음의 확산식 중 단일 성분 확산과 관계가 있는 식은? (단, NA= 물질이동속도, Dm : 확산계수, B : 확산층 두께, A : 면적, yi, y : 상경계 및 기상의 용질몰 분률)
40. 2개의 관을 연결할 때 사용되는 관 부속품이 아닌것은?

3 과목 : 공정제어

41. 다음 중 캐스케이드 제어를 적용하기에 가장 적합한 동특성을 가진 경우는?
42. 다음 공정에 비례제어기(Kc = 3)가 연결되어 있고 초기 정상상태에서 설정값이 5만큼 계단변화할 때 잔류편차는?
43. Amplitude ratio가 항상 1인 계의 전달함수는?
44. Routh의 판별법에서 수열의 최좌열(最左列)이 다음과 같을 때 이 주어진 계의 특성방정식은 양의 근 또는 양의 실수부를 갖는 근이 몇 개있는가?
45. 전달함수 로 표현되는 공정에 단위계단 입력이 들어왔을 때의 응답과 관련한 내용으로 트린 것은? (단, 시간단위는 분이다.)
46. x₁과 x₂는 다음의 미분방정식을 만족할 때 x₁과 x₂에 대하여 는 시간에 따라 어떻게 되는가?
x₁ = x₂
x₂ =- x₁ - x₂
47. f(t)=1의 Laplace 변환은?
48. 공정에 대한 수학적 모델의 직접적 용도로 부적절한 것은?
49. 제어계를 조작하는 방법으로 몇 가지 방법이 있다. 부하(load)에 변화가 들어오고 설정치(set point)를 일정하게 유지하며 화학공장에서 흔히 나타나는 문제는?
50. 정상상태에서의 x와 y의 값을 각각 0, 2라 할 때 함수 f(x, y)=e^x+y²-5 을 주어진 정상상태에서 선형화하면?
51. 피드포워드제어기에 대한 설명으로 옳은 것은?
52. 어떤 이차계의 특성방정식의 두 근이 다음과 같다고 할 때 단위계단입력에 대하여 감쇠하는 진동 응답을 보이는 공정은?
53. 선형제어계의 안전성을 판별하기 위한 특성방정식을 옳게 나타낸 것은?
54. 다음 블록선도에서 를 구하면?
55. 전달함수가 인 공정의 단위계단 응답의 모양으로 옳은 것은?
56. 로 표현되는 공정 와 A와 로 표현되는 공정 B가 있을 때 같은 크기의 계단입력이 가해졌을 경우 옳은 것은?
57. 인 공정에 인 PI 제어기가 연결되었을 때, 폐루프가 안정하기 위한 Kc의 최대치와 임계주파수(critical frequency 또는 phase crossover frequency) 값은?
58. 앞먹임 제어에서 사용되는 측정 변수는?
59. 어떤 계의 단위계단 응답이 일 경우 이 계의 단위충격 응답(impulse response)은?
60. 공정제어(Process Control)의 범주에 들지 않는 것은?

4 과목 : 공업화학

61. 인산 제조법 중 건식법에 대한 설명으로 틀린 것은?
62. 폴리탄산에스테르 결합을 갖는 열가소성 수지로 비스페놀 A로부터 얻어지며 투명하고 자기소화성을 가지고 있으며, 뛰어난 내충격성, 내한성, 전기적 성질을 균형 있게 갖추고 있는 엔지니어링 플라스틱은?
63. 페놀의 공업적 제조 방법 중에서 페놀과 부산물로 아세톤이 생성되는 합성법은?
64. 다음 중 석유의 접촉 분해시 일어나는 반응으로 가장 거리가 먼 것은?
65. 반도체의 일반적인 성질에 대한 설명 중 틀린 것은?
66. 격막법에서 사용하는 식염수의 농도는 30g/100mL이다. 분해율은 50% 일 때 전체 공정을 통한 염의 손실률이 5%이면 몇 m³의 식염수를 사용하여 NaOH 1ton을 생산할 수 있는가? (단, NaCl의 분자량은 58.5이고, NaOH 분자량은 40이다.)
67. 가성소오다를 제조할 때 격막식 전해조에서 양극재료로 주로 사용되는 것은?
68. 칼륨 광물 실비아니트(Sylvinite) 중 KCl의 함량은? (단, 원자량은 K : 39.1, Na : 23, Cl : 35.5이다.)
69. 황산제조방법 중 연실법에 있어서 장치의 능률을 높이고 경제적으로 조업하기 위하여 개량된 방법(또는 설비)인 것은?
70. 다음 중 무수 염산의 제조법이 아닌 것은?
71. 염안소오다법에 의한 Na₂CO₃ 제조시 생성되는 부산물은?
72. 다음 중 슬폰산화가 되기 가장 쉬운 것은?
73. 다음 중 유리기(free radical) 연쇄반응으로 일어나는 반응은?
74. 수평균 분자량이 100000인 어떤 고분자 시료 1g과 수평균 분자량이 200000인 같은 고분자 시료 2g을 서로 섞으면 혼합시료의 수평균 분자량은?
75. 다음 중 직접적으로 전지의 성능을 나타내는 것이 아닌 것은?
76. 같은 몰수의 두 종류의 단량체 사이에서 이루어지는 선형 축합중합체의 경우 전환율과 수평규중합도 사이에는 Carothers식에 의한 관계를 가정할 수 있다. 전 환율이 99%인 경우, 얻어지는 축합고분자의 수평균 중합도는?
77. 암모니아 산화에 의한 질산제조 공정에서 사용되는 촉매에 대한 설명으로 틀린 것은?
78. 다음 중 syndiotactic-폴리스타이렌의 합성에 관여하는 촉매로 가장 적합한 것은?
79. 아세틸렌과 작용하여 염화비닐을 생성하는 물질은?
80. 유지의 분석시험 값으로 성분 지방산의 평균분자량을 알 수 있는 것은?

5 과목 : 반응공학

81. 체적 0.212m³의 로켓엔진에서 수소가 6kmol/s의 속도로 연소된다. 이 때 수소의 반응속도는 약 몇kmol/m³ㆍs인가?
82. 그림은 단열 조작에서 에너지수지식의 도식적 표현이다. 발열반응의 경우 불활성 물질을 증가시켰을 때 단열 조작선은 어느 방향으로 이동하겠는가? (단, 실선은 불활성 물질이 없는 경우를 나타낸다.)
83. 플러그 흐름반응기(plug flow reactor)에서 반응이 진행된다. 그림의 빗금 친 부분은 무엇을 의미하는가? (단, ø 는 반응 A → R에 대해 이 반응기에서 R의 순간수율(instantaneous fractional yield)이다.)
84. 액상 비가역 2차 반응 A → B를 [그림]과 같이 순환비 R의 환류식 플러그 흐름 반응기에서 연속적으로 진행 시키고자 한다. 이때 반응기 입구에서의 A의 농도를 옳게 표현한 식은?
85. 가열적 소반응(기초반응) A+B ⇌ R+S 에서 r_R=k₁C₁C_B이고 -r_R=k₂C_RC_S때 다음 중 이 반응의 평형상수 K_c에 해당하는 것은?
86. 반감기가 50시간인 방사능액체를 10L/h의 속도를 유지하며 직렬로 연결된 두 개의 혼합탱크(각각 V = 4000L)에 통과시켜 처리한다. 이와 같이 처리시킬 때 방사능이 얼마나 감소하겠는가?
87. 연속흐름 반응기에서 물질수지식으로 옳은 것은?
88. 그림 A, B, C는 mixed flow reactor와 plug flow reactor을 각각 다르게 연결한 것이다. 1차 이상의 반응에서 (A)의 생성물의 양을 X₁로 하고 (B)의 생성물의 양을 X₂로 하며, (C)의 생성물의 양을 X₃로 하였을 때 옳은 것은?
89. 반응전화율을 온도에 대하여 나타낸 직교좌표에서 반응기에 열을 가하면 기울기는 단열과정에서보다 어떻게 되는가?
90. 0차 반응의 반응물 농도와 시간과의 관계를 옳게 나타낸 것은?
91. 불균질(heterogeneous) 반응속도에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
92. 이상적 반응기 중 완전교반흐름 반응기에 대한 설명으로 틀린 것은?
93. 크기가 다른 2개의 혼합흐름반응기를 사용하여 1차 반응에 의해서 제품을 생산하려 한다. 다음 중 옳은 것은?
94. 부피가 일정한 회분식반응기에서 반응혼합물 A기체의 최초 압력을 478mmHg로 할 경우에 반감기가 80s 이었다고 한다. 만일 이 A기체의 반응 혼합물에 최초 압력을 315mmHg로 하였을 때 반감기가 120s로 되었다면 반응의 차수는 몇 차 반응으로 예상할 수 있는가? (단, 반응물은 초기 조성이 같고, 비가역 반응이 일어난다.)
95. 체적이 일정한 회분식 반응기에서 다음과 같은 기체 반응이 일어난다. 초기의 전압과 분압을 각각 P₀, P_A0, 나중의 전압을 P라 할 때 분압 P_A을 표시하는 식은? (단, 초기에 A, B는 양론비대로 존재하고 R은 없다.)
96. 촉매 반응에서 기공확산 저항에 대한 설명 중 옳은 것은?
97. 양론식 A + 3B → 2R + S가 2차 반응 -r_A=K₁C_AC₁₃일 때 r_A, r_B와 r_R의 관계식으로 옳은 것은?
98. 부피가 일정한 회분식(batch) 반응기에서 다음의 기초반응(elementary reaction)이 일어난다. 반응속도 상수 k=1.0mol/m³/(sㆍmol), 반응 초기 A의 농도는1.0mol/m³이라면 A의 전화율이 75%일 때까지 걸리는 반응 시간은 얼마인가?
A + A → D
99. 다음은 Arrhenius 법칙에 의해 그린 활성화 에너지(Activation energy)에 대한 그래프이다. 이 그래프에 대한 설명으로 옳은 것은?
100. 다음의 액상 병렬반응을 연속 흐름 반응기에서 진행 시키고자 한다. 이때 같은 입류조건에 A의 전환율이 모두 0.9가 되도록 반응기를 설계한다면 어느 반응기를 사용하는 것이 R로의 전환율을 가장 크게 해주겠는가? (단 r_R=20C_A이고 이다.)