화공기사 기출문제 4회 (2016.10.01)

자격시험 기사 화공기사category

화공기사 기출문제 2016년 4회 (2016.10.01)

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. 정압과정으로, 액체로부터 증기로 바뀌는 순수한 물질에 대한 깁스 자유에너지 G와 온도 T의 그래프를 옳게 나타낸 것은?

①
②
③
④

2. 주울-톰슨(Joule-Thomson)팽창은 다음 중 어느 과정에 속하는가?

①	등엔탈피과정
②	등엔트로피과정
③	정용과정
④	정압과정

3. 혼합물이 기-액 상평형을 이루고 압력과 기상조성이 주어졌을 때 온도와 액상조성을 계산하는 방법을 다음 중 무엇이라 하는가?

①	BUBL P
②	BUBL T
③	DEW P
④	DEW T

4. 역행응축(逆行凝縮, Retrograde condensation)현상을 가장 유용하게 쓸 수 있는 경우는?
5. 실제기체의 조름공정(Throtting process)을 전후해서 변하지 않는 성질은?
6. P-H 선도에서 등 엔트로피선의 기울기 의 값은?
7. 다음 중 혼합물에서 성분 i의 화학포텐셜(chemical potential)을 올바르게 나타낸 것은?
8. 같은 몰수의 벤젠과 톨루엔의 액체 혼합물이 303.15K에서 증기와 기-액 상평형을 이루고 있다. 라울의 법칙을 가정할 때 계의 총 압력과 벤젠의 증기 조성은 얼마인가?(단, 303.15k에서 벤젠의 증기압은 15.9kpa 톨루엔의 증기압은 4.9kpa이다)
9. 다음의 P-H선도에서 H₂-H₁의 값은 무엇에 해당하는가?
10. 열과 일 사이의 에너지 보존의 원리를 표현한 법칙은?
11. 3개의 기체화학종(Chemical species) N₂H₂NH₃로 구성되어 다음의 화학반응이 일어나는 반응계의 자유도는?
N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g)
12. 디젤(Diesel) 엔진의 사이클 중 연소는 열역학적으로 다음의 어느 과정에서 일어나는가?
13. 컴퓨터를 이용한 이성분계 계산에 대한 설명 중 적합하지 않은 것은?
14. 디젤기관(Diesel cycle)과 오토기관(Otto cycle)에 대한 설명으로 옳은 것은?
15. 퓨개시티(Fugacity) f_i및 퓨개시티 계수 에 관한 설명으로 틀린 것은?(단, 이다.)
16. 이성분 혼합용액에 관한 라울(Raoult)의 법칙으로 옳은 것은?(단, Y_iX_i는 기상 및 액상의 몰분율을 의미한다.)
17. 60기압의 기체(ϒ=1.33)가 들어 있는 탱크에 수렴노즐(convergent nozzle)을 연결하여 이 기체를 다른 탱크로 뽑아내고자 할 때 가장 빨리 뽑아내기 위해서는 제 2의 탱크 압력을 몇 기압으로 유지시켜야 하는가? (단, 기체는 이상기체, ϒ는 비열비이다.)
18. 두 성분이 완전 혼합되어 하나의 이상용액을 형성할 때 한성분 i의 화학포텐셜 μ_i는 μ^oi(T,P)+RTlnX_i 로 표시할 수 있다. 동일 온도와 압력 하에서 한성분 i의 순수한 화학 포텐셜 μ^Purei는 어떻게 나타낼 수 있는가?
19. C_P/C_V=1.4인 공기 1m³을 5atm에서 20atm으로 단열압축 시 최종체적은 얼마인가?(단, 이상기체로 가정한다.)
20. 상태방정식에 대한 설명으로 틀린 것은?

2 과목 : 단위조작 및 화학공업양론

21. 정상상태로 흐르는 유체가 유로의 확대된 부분을 흐를 대 변화하지 않는 것은?
22. 25℃에서 10L의 이상기체를 1.5L까지 정온 압축시켰을 때 주위로부터 2250cal의 일을 받았다면 이 이상기체는 몇 mol인가?
23. 이상기체 1몰이 300K에서 100kPa로부터 400kPa로 가역과정으로 등온 압축되었다. 이 때 작용한 일의 크기를 옳게 나타낸 것은?
24. 톨루엔 속에 녹은 40%의 이염화에틸렌용액이 매 시간 100mol씩 증류탑 중간으로 공급되고 탑 속의 축적량 없이 두 곳으로 나간다. 위로 올라가는 것을 증류물이라 하고, 밑으로 나가는 것을 잔류물이라 한다. 증류물은 이염화에틸렌 95%를 가졌고 잔류물은 이염화에틸렌 10%를 가졌다고 할 때 각 흐름의 속도는 약 몇 mol/h 인가?
25. 대기압이 760mmHg 이고 기온이 30℃인 공기의 밀도는 약 몇 kg/m³인가?
26. 이상기체에서 단열공정(adiabatic process)에 대한 관계를 옳게 나타낸 것은?(단, K는 비열비이다.)
27. Hess 의 법칙에 대한 설명으로 옳은 것은?
28. 혼합물인 공기의 조성은 질소(N₂) 79mol%, 산소(O₂) 21mol%이다. 공기를 이상기체로 가정했을 때 질수의 질량분율은 얼마인가?
29. 다음 중 가장 낮은 압력을 나타내는 것은?
30. 1atm, 25℃에서 상대습도가 50%인 공기 1m³중에 포함되어 있는 수증기의 양은? (단, 25℃에서 수증기의 증기압은 24mmHg이다.)
31. Isotropic turbulent란?
32. 건조 조작에서 대료의 임계(critical)함수율이란?
33. [그림]은 충전흡수탑에서 기체의 유량변화에 따른 압력강하를 나타낸 것이다. 부하점(Loading point)에 해당하는 곳은?
34. 기체 흡수 설계에 있어서 평행선과 조작선이 직선일 경우 이동단위높이(HTU)와 이동단위수(NTU)에 대한 해석으로 옳지 않은 것은?
35. 증류에 있어서 원료 흐름 중 기화된 증기의 분율을 f라 할 때 f에 대한 표현 중 틀린 것은?
36. p-Xylene 40mol%, o-Xylene 60mol% 인 혼합물을 비점으로 연속 공급하여 탑정 중의 p-Xylene을 95mol%로 만들고자 한다. 비휘발도가 1.5라면 최소환류비는 얼마인가?
37. 공비 혼합물에 관한 설명으로 거리가 먼 것은?
38. 태양광선 중 최대강도를 갖는 파장이 6×10cm>^-5라고 할 때 비인(Wien)의 변위법칙을 사용하여 태양의 표면온도를 구하면? (단, 상수값은 2.89×10^-3mK이다.)
39. 2중관 열교환기를 사용하여 500kg/h의 기름을 240℃의 포화수증기를 써서 60℃에서 200℃까지 가열하고자 한다. 이때 총괄전열계수가 500kcal/m²ㆍhㆍ℃, 기름의 정압비열은 1.0kcal/kgㆍ℃이다. 필요한 가열면적은 몇 m²인가?
40. 다음중 고점도를 갖는 액체를 혼합하는데 가장 적합한 교반기는?

3 과목 : 공정제어

41. 주제어기의 출력신호가 종속제어기의 목표값으로 사용되는 제어는?
42. 다음 공정에 PI제어기(K_c =0.5, τ_I=1)가 연결되어 있을 때 설정값에 대한 출력의 닫힌루프(closed-loop) 전달함수는? (단, 나머지 요소의 전달함수는 1이다.)
43. PID제어기에서 적분동작에 대한 설명 중 틀린 것은?
44. 일차계 전달함수 G(s)= 의 구석점 주파수(corner frequency)에서 이 일차계 2개가 직렬로 연결된 Goverall(s)의 위상각(phase angle)은 얼마인가?
45. 동일한 2개의 1차계가 상호작용 없이(non interacting) 직렬연결 되어 있는 계는 다음 중 어느 경우의 2차계와 같이지는가? (단, ξ는 감쇄계수(damping coeffient)이다.)
46. 다음은 parallel cascade 제어시스템의 한 예이다. D(s)와 Y(s)사이의 전달함수 Y(s)/D(s)는?
47. 다음 블록선도로부터 서보 문제(Servo problem)에 대한 총괄전달함수 C/R 는?
48. 다음과 같은 블록 다이어그램에서 총괄전달함수(overall transfer function)는?
49. 아날로그 계장의 경우, 센서 정송기의 출력신호, 제어기의 출력신호는 흔히 4~20mA의 전류로 전송된다. 이에 대한 설명으로 틀린 것은?
50. 다음 전달함수를 갖는 계 중 sin 응답에서 Phase lead를 나타내는 것은?
51. 안정도 판정에 사용되는 열린루프 전달함수가 G(s)H(s)= 인 제어계에서 이득여유가 2.0 이면 K 값은 얼마인가?
52. 다음의 2차계들 중 어느 것이 1차계 2개를 직렬로 연결한 것과 같은 가?
53. 2차계에 단위계단입력이 가해져서 자연진동(진폭이 일정한 지속적 진동)을 할 때 이 계의 특징을 옳게 설명한 것은?
54. 비례대가 거의 영에 가까운 제어동작은?
55. 어떤 증류탑의 응축기에서 유입되는 증기의 유량은 V, 주성분의 몰분율은 y, 재순환되는 액체 유량은 R, 생성물로 얻어지는 유량은 D, 생성물의 주성분 몰분율은 x이다. 응축기 드럼내의 액체량(hold-up)을 M이라 할 때 성분수지식으로 맞는 것은?
56. 사람이 원하는 속도, 원하는 방향으로 자동차를 운전할 때 일어나는 상황이 공정제어 시스템과 비교될 때 연결이 잘못된 것은?
57. 공정의 정상상태 이득(k), ultimate gain(K_cu) 그리고 ultimare periode(P_u) 를 실험으로 측정하였다. k=2, K_cu=3, P_u=3.14일 때, 이와 같은 결과를 주는 일차시간지연 모델, 이와 같은 결과를 주는 일차시간지연 모델, 의 시간상수 τ를 구하면?
58. 다음 미분방적식을 라플라스 변환시키면?
59. 라플라스 변환의 주요 목적은?
60. 시간지연항의 성격에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

4 과목 : 공업화학

61. 인광석에 의한 과린산석회 비료의 제조공정 화학반응식으로 옳은 것은?
62. 페놀을 수소화한 후 질산으로 산화시킬 때 생성되는 주 생성물은 무엇인가?
63. 암모니아 산화법에 의하여 질산을 제조하면 상압에서 순도가 약 65% 내외가 되어 공업적으로 사용하기 힘들다. 이럴 경우 순도를 높이기 위해 일반적으로 어떻게 하는가?
64. 고분자의 결정구조를 분석할 수 있는 방법은?
65. 아세트산알데히드가 산화되어 생성되는 주요물질은?
66. 연실법 황산제조 공정에서 질소 산화물 공급을 위해 HNO₃를 사용할 수 있다. 36wt%의 HNO₃용액 10kg으로부터 약 몇 kg의 NO가 발생할 수 있는가?
67. 정유공정에서 감압증류법을 사용하여 유분을 감압하는 가장 큰 이유는 무엇인가?
68. 원유 정유공정에서 비점이 낮은 순으로부터 옳게 나열된 것은?
69. 200℃에서 활성탄 담체를 촉매로 아세틸렌에 아세트산을 작용시키면 생성되는 주 물질은?
70. 다음 물질 중 친전자적 치환반응이 일어나기 쉽게 하여 술폰화가 가장 용이하게 일어나는 것은?
71. 다음 중 사슬중합(혹은 연쇄중합)에 대한 설명으로 옳은 것은?
72. 다음 중 유기용매 중에서 물과 가장 섞이지 않는 것은?
73. 질산제조에서 암모니아 산화에 사용되는 촉매에 대한 설명 중 옳은 것은?
74. 다음 반응식으로 공기를 이용한 산화반응을 하고자 한다. 공기와 NH₃의 혼합가스 중 NH₃ 부피 백분율은?
4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O + 216.4kcal
75. 무수염산의 제법에 속하지 않는 것은?
76. 비료중 P₂O₅이 많은 순서대로 열겨된 것은?
77. 일반적인 성질이 열경화성 수지에 해당하지 않는 것은?
78. 건식법 H₃PO₄제조의 원료로서 적합한 것은?
79. 제염방법 중 해수를 가열하여 농축된 슬러리를 건조기로 보낸 후 소금을 얻는 방식으로 각종 미네랄 및 흡습방지 성분이 포함되어 식탁염을 생산하는 것은?
80. 니트로화합물 중 트리니트로톨루엔에 관한 설명으로 틀린 것은?

5 과목 : 반응공학

81. N₂ 20%, H₂ 80%로 구성된 혼합 가스가 암모니아 합성 반응기에 들어갈 때 체적 변화율 는?
82. A 분해반응의 1차 반응속도 상수는 0.345/min 이고 반응초기의 농도 C_AO가 2.4mol/L이다. 정용 회분식 반응기에서 A의 농도가 0.9mol/L 될 때까지의 시간은?
83. 다음과 같은 기상반응이 30L 정용회분반응기에서 등온적으로 일어난다. 초기 A가 30mol 이 들어있으며, 반응기는 완전 혼합된다고 할 때 1차 반응일 경우 반응기에서 A의 몰수가 0.2mol로 줄어드는데 필요한 시간은?
84. A+B→R 인 비가역 기상 반응에 대해 다음과 같은 실험 데이터를 얻었다. 반응 속도식으로 옳은 것은?(단, t_1/2은 B의 반감기이고 P_A 및 P_B 는 각각 A 및 B의 초기 압력이다.)
85. 액체물질 A가 플러그흐름 반응기 내에서 비가역 2차 반응 속도식에 의하여 반응되어 95%의 전화율을 얻었다. 기존 반응기와 크기가 같은 반응기를 한 개 더 구입해서 같은 전화율을 얻기 위하여 두 반응기를 직렬로 연결한다면 공급속도 F_A0는 몇배로 증가시켜야 하는가?
86. 다음과 같은 자동촉매 반응에서 A가 분해되는 속도 -r_A와 A의 농도비 C_A/C_A0를 그래프로 그리면 어떤 형태가 되겠는가?(단, C_A0 : A의 초기농도, C_A : A의 농도, C_R : R의 농도, K : 속도상수)
A + R → R + R, -r_A = kC_AC_R
87. 다음 그림에 해당되는 반응 형태는?
88. 다음과 같은 1차 병렬 반응이 일정한 온도의 회분식 반응기에서 징행되었다. 반응시간이 1000s일 때 반응물 A가 90%분해되어 생성물은 R이 S의 10배로 생성되었다. 반응초기에 R과 S의 농도를 0으로 할 때, K₁및 K₁/K₂은 각각 얼마인가?
A → R , r₁ = k₁C_A
A → 2S, r₂ = k₂C_A
89. 다음 반응이 기초 반응(elementary reaction)이라고 가정하면 이 반응의 분자도(molecularity)는 얼마인가?
2NO + O₂ → 2NO₂
90. 비가역 1차 액상반응을 부피가 다른 두 개의 이상혼합 반응기에서 다른 조건은 같게하여 반응시켰더니 전환율이 각각 40%, 60%이었다면 두 반응기의 부피비(V40%/V60%)는 얼마인가?
91. 자동 촉매반응에서 최소 부피의 반응기 선정에 관한 내용으로 가장 적당한 것은?
92. 1차 비가역 액상반응이 일어나는 관형반응기에서 공간시간은 2min이고 전환율이 40%였을 때 전환율이 90%로 하려면 공간시간은 얼마가 되어야 하는가?
93. 공간 시간이 5분이라고 할 때의 설명으로 옳은 것은?
94. 동일 조업조건, 일정밀도와 등온, 등압하의 CSTR과 PFR에서 반응이 진행될 때 반응기부피를 옳게 설명한 것은?
95. 균일계 액상반응 A→R→S에서 1단계는 2차 반응, 2단계는 1차 반응으로 진행되고 R이 원하는 제품일 경우, 다음 설명 중 옳은 것은?
96. 크기가 같은 관형반응기와 혼합반응기에서 다음과 같은 액상 1차 직렬반응이 일어날 때 관형반응기에서의 R의 성분수율 와 혼합반응기에서의 R의 성분수율 에 관한 설명으로 옳은 것은?
A → R → S (r_R = k₁C_A, r_S = k₂C_R)
97. Thiele 계수에 대한 설명으로 틀린 것은?
98. 다음중 연속 평행반응(series - parallel reaction)은?
99. 기체 - 고체 반응에서 율속단계(rate-determining)에 관한 설명으로 옳은 것은?
100. 다음 반응에서 R이 요구하는 물질일 때 어떻게 반응시켜야 하는가?
A + B → R, desired, r₁ = k₁C_AC_B²
R + B → S, undesired, r₂ = k₂C_RC_B

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