화공기사 기출문제 1회 (2017.03.05)

자격시험 기사 화공기사category

화공기사 기출문제 2017년 1회 (2017.03.05)

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. 액체상태의 물이 얼음 및 수증기와 평형을 이루고 있다. 이계의 자유도수를 구하면

①	0
②	1
③	2
④	3

2. 25℃에서 1물의 이상기체를 실린더 속에 넣고 피스톤에 100bar의 압력을 가하였다. 이 때 피스톤의 압력을 처음에는 70bar, 다음엔 30bar, 마지막으로 10bar로 줄여서 실린더 속의 기체를 3단계 팽창시켰다. 이 과정이 등온 가역팽창인 경우 일의 크기는 얼마인가?

①	712cal
②	826cal
③	947cal
④	1364cal

3. 기체가 초기상태에서 최종상태로 단열팽창을 할 경우 비가역과정에 의해 행한일(W_irr)과 가역과정에 의해 행한 일(W_rev)의 크기를 옳게 비교한 것은?

①	\|W_irr\| ＞ \|W_rev
②	\|W_irr\|＜ \|W_rev
③	\|W_irr\| = \|W_rev
④	\|W_irr\| ≥ \|W_rev

4. 다음 중 주울-톰슨(Joule-Thomson) 팽창에 적합한 조건을 나타내는 것은?
5. 공기표준 오토 사이클(Otto cycle)에 해당하는 선도는?
6. 벤젠과 톨루엔으로 이루어진 용액이 기상과 액상으로 평형을 이루고 있을 때 이 계에 대한 자유도수는?
7. 다음은 이상용액의 혼합특성을 나타내는 열역학적 함수이다. 옳지 않은 것은? (단, G, V, U, S, T는 각각 깁스(Gibbs) 자유에너지, 부피, 내부에너지, 엔트로피, 온도이며, R은 기체상수, X_i는 몰분율, 첨자 id는 이상용액 물성을 의미한다.)
8. 압력과 온도변화에 따른 엔탈피 변화가 다음과 같은 식으로 표시될 때 □에 해당하는 것은?
dH = □dP + C_pdT
9. 반데르 발스 방정식 에서 P 는 atm, V 는 L/mol 단위로 하면, 상수 a 의 단위는?
10. 어떤 과학자가 자기가 만든 열기관이 80℃ 와 10℃ 사이에서 작동하면서 100cal의 열을 받아 20cal 의 유용한 일을 할 수 있다고 주장한다. 이 과학자의 주장에 대한 판단으로 옳은 것은?
11. 25℃에서 1몰의 아상기체가 20atm에서 1atm 로 단열 가역적으로 팽창하였을 때 최종온도는 약 몇 K 인가? (단, 비열비 이다.)
12. 다음 그림은 역 카르노사이클이다. 이 사이클의 성능계수는 어떻게 표시되는가? (단, T₁ 에서 열이 방출되고 T₂ 에서 열이 흡수된다.)
13. 어떤 화학반응에서 평형상수의 온도에 대한 미분계수는 으로 표시된다. 이 반응에 대한 설명으로 옳은 것은?
14. 다음 중 상태변수(State variables)가 될 수 없는 것은?
15. 비가역 과정에 있어서 다음 식 중 옳은 것은? (단, S 는 엔트로피, Q 는 열량, T 는 절대온도이다.)
16. 이상기체의 거동을 따르는 산소와 질소를 0.21 대 0.79의 몰(mol)비로 혼합할 때에 혼합엔트로피 값은?
17. 초기에 메탄, 물, 이산화탄소, 수소가 각각 1몰씩 존재하고 다음과 같은 반응이 이루어질 경우 물의 몰분율을 반응좌표 ε로 옳게 나타낸 것은?
CH₄ + 2H₂O → CO₂ + 4H₂
18. 다음 내연기관 사이클(cycle) 중 같은 조건에서 그 열역학적 효율이 가장 큰 것은?
19. 다음 중 공기표준 오토 사이클에 대한 설명으로 옳은 것은?
20. 이상기체와 반데르발스(van der Waals)상태방정식을 만족시키는 각 기체에 대해 일정한 온도에서 내부에너지의 부피에 대한 변화율 즉, 를 나타낸 올바른 식은? (단, 반데르발스(van der Waals)상태방정식은 이다.)

2 과목 : 단위조작 및 화학공업양론

21. 몰 조성이 79% N₂ 및 21% O₂ 인 공기가 있다. 20℃, 740mmHg에서 이 공기의 밀도는 약 몇 g/L인가?
22. 동력의 단위환산 값 중 1kW와 가장 거리가 먼 것은?
23. 30℃, 1atm의 공기 중의 수중기 분압이 21.9mmHg일 때 건조공기 당 수증기 질량[kg(H₂O/kg(dry air)]은 얼마인가? (단, 건조 공기의 분자량은 29이다.)
24. 25wt%의 알코올 수용액 20g을 증류하여 95wt%의 알고올 용액 x g과 5wt%의 알고올 수용액 y g으로 분리한다면 x와 y는 각각 얼마인가?
25. 과열수증기가 190℃(과열), 10bar에서 매시간 2000kg/h로 터빈에 공급되고 있다. 증기는 1bar 포화증기로 배출되며 터빈은 이상적으로 가동된다. 수증기의 엔탈피가 다음과 같다고 할 때 터빈의 출력은 몇 kW인가?
26. 지하 220m 깊이에서부터 지하수를 양수하여 20m 높이에 가설된 물탱크에 15kg/s의 양으로 물을 올리고 있다. 이 때 위치 에너지(potential energy)의 증가분(△Ep)은 얼마인가?
27. 1mol% 에탄올 함유한 기체가 20℃, 20atm에서 물과 접촉할 때 용해된 에탄의 몰분율은? (단, 탄수화물은 비교적 물에 녹지 않으며 에탄의 헨리상수는 2.63×10⁴atm/몰분율이다.)
28. 공기의 O₂와 N₂의 몰%는 각각 21.0과 79.0이다. 산소와 질소의 질량비(O₂/N₂)는 약 얼마인가?
29. 100℃, 765mmHg에서 기체 혼합물의 분석값이 CO₂ 8vol%, O₂ 12vol%, N₂ 80vol%이엇다. 이 때 CO₂분압은 약 몇 mmHg 인가?
30. C₂H₄ 40kg을 연소기키기 위해 800kg의 공기를 공급하였다. 과잉공기 백분율은 약 몇 %인가?
31. 추제(solvent)의 선택요인으로 옳은 것은?
32. Prandtl수가 1보다 클 경우 다음 중 옳은 것은?
33. 운동량 유속(Momentum flux)에 대한 표현으로 옳지 않은 것은?
34. 막 분리 공정 중 역삼투법에서 물과 염류의 수송 메카니즘에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 내용은?
35. 정류 조작에서 최소 환류비에 대한 올바른 표현은?
36. 내경 10cm관을 통해 층류로 물이 흐르고 있다. 관의 중심유속이 2cm/s일 경우 관벽에서 2cm떨어진 곳의 유속은 약 몇 cm/s인가?
37. 흡수탑에서 전달단위수(NTU)는 20 이고 전달단위높이(HTU)가 0.7m일 경우, 필요한 충전물의 높이는 몇 m 인가?
38. 펄프로 종이의 연속 시트(sheet)를 만들 경우 다음 중 가장 적당한 건조기는?
39. 면적이 0.25m²인 250℃상태의 물체가 있다. 50℃공기가 그 위에 있을 때 전열속도는 약 몇 kW인가? (단, 대류에 의한 열전달계수는 30W/m²ㆍ℃이다.)
40. 원관내 25℃의 물을 65℃까지 가열하기 위해서 100℃의 포화수증기를 관 외부로 도입하여 그 응축열을 이용하고 100℃의 응축수가 나오도록 하였다. 이 때 대수평균 온도차는 몇 ℃인가?

3 과목 : 공정제어

41. 제어계의 피제어 변수의 목표치를 나타내는 말은?
42. 제어기를 설계할 때에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
43. 다음 그림의 액체저장 탱크에 대한 선형화된 모델식으로 옳은 것은? (단, 유출량 q(m³/min)는 2√h로 나타내어지며, 액위 h의 정상상태 값은 4m이고 단면적은 Am²이다.)
44. 다음 블록선도에서 전달함수Y(s)/X(s)는?
45. 전달함수가 다음과 같이 주어진 계가 역응답(inverse response)을 갖기 위한 r값은?
46. 전달함수가 G(s)=Kexp(-θs)/(rs+1)인 공정에 공정입력 u(t)=sin(√2t)을 적용했을 때, 시간이 많이 흐른 후 공정출력 y(t)=(2/√2)sin(√2t-π/2)이었다. 또한, u(t)=1을 적용하였을 때 시간이 많이 흐른 후 y(t)=2이었다. K,θ,r 값은 얼마인가?
47. 전달함수 y(s)=(1+2s)e(s)+(1.5/s)e(s)에 해당하는 시간영역에서의 표현으로 옳은 것은?
48. 전달함수 에 대해 잘못 설명한 것은?
49. 다음의 식이 나타내는 이론은 무엇인가?
50. PID제어기에서 미분동작에 대한 설명으로 옳은 것은?
51. 의 Laplace역변환은?
52. 과소감쇠 2차계(underdamped system)의 경우 decay ratio는 overshoot를 a라 할 때 어떤 관계가 있는가?
53. 전달함수와 원하는 closed-loop응답이 각각 , 일 때 얻어지는 제어기의 유형과 해당되는 제어기의 파라미터를 옳게 나타낸 것은?
54. 다음 시스템이 안정하기 위한 조건은?
55. 개회로 전달함수(open-loop transfer function) 그림참고m1인 계(系)에 있어서 Kc가 4.41인 경우 폐회로의 특정방정식은?
56. 어떤 제어계의 총괄전달함수의 분모가 다음과 같이 나타날 때 그 계가 안정하게 유지되려면 K의 최대범위(upper bound)는 다음 중에서 어느 것이 되어야 하는가?
s³ + 3s² + 2s + 1 + K
57. 다음 공정과 제어기를 고려할 때 정상상태(steady-state)에서 값은 얼마인가?
58. Unstable 공정은 비례제어기로 먼저 안정화 시키는 것이 운전에 중요하다. 공정 을 안정화시키는 비례이득 값의 아래 한계는(lower bound)는?
59. servo problem에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?
60. 설정치(Set point)는 일정하게 유지되고, 외부교란변수(disturbance)가 시간에 따라 ?邱? 때 피제어변수가 설정치를 따르도록 조절변수를 제어하는 것은?

4 과목 : 공업화학

61. 다음 중 암모니아소다법의 핵심공정 반응식을 옳게 나타낸 것은?
62. 다음 중 수용성 인산 비료는?
63. 질산과 황산의 혼사에 글리세린을 반응시켜 만드는 물질로 비중이 약 1.6이고 다이너마이트를 제조할 때 사용되는 것은?
64. 윤활유의 성상에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
65. 논농사보다는 밭농사를 주로 하는 지역에서 사용하는 흡습성이 강한 비료로서 Fauser법으로 생산하는 것은?
66. 지하수 내에 Ca²⁺ 40mg/L, Mg²⁺ 24.3mg/L가 포함되어있다. 지하수의 경도를 mg/L CaCO₃로 옳게 나타낸 것은? (단, 원자량은 Ca 40, Mg 24.3 이다.)
67. 아세틸렌을 원료로 하여 합성되는 물질이 아닌 것은?
68. 200kg의 인산(H₃PO₄)제조 시 필요한 인광석의 양은 약 몇 kg 인가? (단, 인광석 내에는 30%의 P₂O₅의 분자량은 142이다.)
69. 디젤연료의 성능을 표시하는 하나의 척도는?
70. 반도체 제조공정 중 원하는 형태로 패턴이 형성된 표면에서 원하는 부분을 화학반응 또는 물리적 과정을 통해 제거하는 공정은?
71. 융점이 327℃이며, 이 온도 이하에서는 용매가공이 불가능할 정도로 매우 우수한 내약품성을 지니고 있어 화학공정기계의 부식방지용 내식재료로 많이 응용되고 있는 고분자 재료는 무엇인가?
72. 질산의 직접 합성 반응이 다음과 같을 때 반응 후 응축하여 생성된 질산 용액의 농도는 얼마 인가?
NH₃ + 2O₂ ⇌ HNO₃ + H₂O
73. 아닐린에 대한 설명으로 옳은 것은?
74. 생성된 입상 중합체를 직접 사용하여 연속적으로 교반하여 중합하며, 중합열의 제어가 용이하지만 안정제에 의한 오염이 발생하므로 세척, 건조가 필요한 중합법은?
75. 다음의 과정에서 얻어지는 물질로 ( )안에 알맞은 것은?
76. 접촉식에 의한 황산의 제조 공정에서 이산화황이 산화되어 삼산화황으로 전환하여 평형상태에 도달한다. 삼산화황 1몰을 생산하기 위해서 필요한 공기 최소량은 표준상태를 기준으로 약 몇 L인가? (단, 이상적인 반응을 가정한다.)
77. Friedel-Crafts 반응에 쓰이는 대표적인 촉매는?
78. 부식전류가 크게 되는 원인으로 가장 거리가 먼 것은?
79. 고분자의 수평균분자량을 측정하는 방법으로 가장 거리가 먼 것은?
80. 가성소다 제조에 있어 격막법과 수은법에 대한 설명 중 틀린 것은?

5 과목 : 반응공학

81. 크기가 다른 3개의 혼합흐름반응기(mixed flow reactor)를 사용하여 2차 반응에 의해서 제품을 생산하려 한다. 최대의 생산율을 얻기 위한 반응기의 설치 순서로서 옳은 것은? (단, 반응기의 부피 크기는 A＞B＞C이다.)
82. 2A+B→2C 반응이 회분반응기에서 정압등온으로 진행된다. A,B가 양론비로 도입되며 불활성물이 없고 임의시간 전화율이 X_A일 때 초기 전몰 수 Nto에 대한 전몰수 N_t의 비(N_t/N_to)를 옳게 나타낸 것은?
83. 균일 2차 액상반응(A→R)이 혼합반응기에서 진행되어 50%의 전환을 얻었다. 다른 조건은 그대로 두고, 반응기만 같은 크기의 플러그흐름 반응기로 대체시켰을 때 전환율은 어떻게 되겠는가?
84. 의 식에서 순환비 R을 0으로 하면 어떤 반응기에 적용되는 식이 되는가? (단, V:반응기부피, F_AO:반응물유입몰속도, X_A:전화율, -r_A:반응속도)
85. 다음 반응에서 C_A0=1moI/L, C_R0=C_S0=0이고 속도상수 k₁=k₂=0.1min-1이며 100L/h의 원료유입에서 R을 얻는다고 한다. 이 때 성분 R의 수득률을 최대로 할 수 있는 플러그 흐름 반응기의 크기를 구하면?
86. 화학평형에서 열역학에 의한 평형상수에 다음 중 가장 큰 영향을 미치는 것은?
87. A→B⇄R 인 복합반응의 회분조작에 대한 3성분계 조성도를 옳게 나타낸 것은?
88. 다음과 같은 플러그 흐름 반응기에서의 반응시간에 따른 C_B(t)는 어떤 관계로 주어지는가? (단, k는 각 경로에서의 속도상수, C_AO는 A의 초기농도, t는 시간이고, 초기에는 A만 존재한다.)
89. 액상 플러그 흐름 반응기의 일반적 물질수지를 나타내는 식은? (단, τ는 공간시간, C_AO농도, C_Af는 유출농도, -r_A는 반응속도, t는 반응시간을 나타낸다.)
90. 물질 A는 A→5S로 반응하고 A와 S가 모두 기체일 때, 이 반응의 부피변화율 EA를 구하면? (단, 초기에는 A만 있다.)
91. 평형 전화율에 미치는 압력과 비활성 물질의 역할에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
92. 어떤 반응에서 -r_A=0.05C_A mol/cm³ㆍh일 때 농도를 mol/L, 그리고 시간을 min으로 나타낼 경우 속도상수의 값은?
93. 반응을, 2개의 같은 크기의 혼합 흐름반응기(mixed flow reactor)를 직렬로 연결하여 반응시켰을 때, 최종 반응기 출구에서의 전화율은? (단, 이반응은 기초반응이고, 각 반응기의 kτ=2이다.)
94. 고체 촉매에 의한 기상 반응 A+B=R에 있어서 성분 A와 B가 같은 양이 존재할 때 성분 A의 흡착 과정이 율속인 경우의 초기 반응 속도와 전압의 관계는? (단, a,b는 정수이고, p는 전압이다.)
95. 균일계 액상 병렬 반응이 다음과 같을 때 R의 순간수율 ø값으로 옳은 것은?
96. 공간시간과 평균체류 시간에 대한 설명 중 틀린 것은?
97. 고체촉매의 고정층 반응기를 이용한 비압축성 유체의 반응에서 다음 중 반응속도에 영향이 가장 적은 변수는?
98. 에틸아세트산의 가수분해반응은 1차 반응속도식에 따른다고 한다. 만일 어떤 실험조건하에서 정확히 20% 분해시키는데 50분이 소요되었다면, 반감기는 몇 분이 걸리겠는가?
99. 액상 1차 반응 A→R+S가 혼합흐름 반응기와 플러그 흐름 반응기가 직렬로 연결된 곳에서 일어난다. 다음 중 옳은 설명은? (단, 반응기의 크기는 동일하다.)
100. 다음 반응에서 전환율 XA?따르는 반응 후 총 몰수를 구하면 얼마인가? (단, 반응초기에 B, C, D는 없고, n_AO는 초기 A성분의 몰수, X_A는 A성분의 전화율이다.)
A → B + C + D