화공기사 기출문제 2회 (2017.05.07)

자격시험 기사 화공기사category

화공기사 기출문제 2017년 2회 (2017.05.07)

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. 화학 평형상태에서 CO, CO₂, H₂, H₂O 및 CH₄로 구성되는 기상계에서 자유도는?

①	3
②	4
③	5
④	6

2. 다음 중 이상기체에 대한 특성식과 관련이 없는 것은? (단, Z: 압축인자, C_P:정압비열, C_v: 정적비열, U: 내부에너지, R: 기체상수, P: 압력, V: 부피, T: 절대온도, n: 몰 수)

①	Z = 1
②	C_P+C_v = R
③
④	PV = nRT

3. 다음 열역학 관계식 중 옳지 않은 것은?

①
②
③
④

4. 주울-톰슨(Joule-Thomson)팽창과 엔트로피와의 관계를 옳게 설명한 것은?
5. “액체혼합물 중의 한 성분이 나타내는 증기압은 그 온도에 있어서 그 성분이 단독으로 조재할 때의 증기압에 그 성분의 몰분율을 곱한 값과 같다.” 이것은 누구의 법칙인가?
6. 27℃, 800atm 하에서 산소 1 mol 부피는 몇 L인가? (단, 이 때 압축계수는 1.5 이다.)
7. 어느 물질의 등압 부피팽창계수와 등온부피압축계수를 나타내는 β와 k가 각각 β=a/V 와 k=b/V로 표시될 때 이 물질에 대한 상태방정식으로 적합한 것은?
8. 다음 그림은 1기압하에서의 A, B 2성분계 용액에 대한 비점선도(Boiling point diagram)이다. X_A=0.40 인 용액을 1기압 하에서 서서히 가열할 때 일어나는 현상을 설명한 내용으로 틀린 것은? (단, 처음 온도는 40℃이고, 마지막 온도는 70℃이다.)
9. 다음 중 역행응축(retrograde condensation)현상을 가장 유용하게 쓸 수 있는 경우는?
10. 어떤 기체가 주울-톰슨 전환점(Joule-Thomson inversion point)이 될 수 있는 조건은? (단, 이다.)
11. 다음 중 루이스-랜덜 규칙(Lewis-Randallrule)의 옳은 표현은? (단, 실제 용액에 적용할 수 있는식, : 용액중 I성분의 퓨개시티(Fugacity), f_i : 순수성분 I의 퓨개시티, : 표준상태에서 순수성분i의 퓨개시티, x_i : 성분 I의 액상 몰분률이다.)
12. 1 mol의 이상기체의 처음상태 50℃, 10kPa에서 20℃, 1kPa로 팽창했을 때의 엔트로피(S)의 변화는? (단, 이다.)
13. 물과 수증기와 얼음이 공존하는 삼중점에서 자유도의 수는?
14. 질량 1500kg의 승용차가 40km/h의 속도로 달린다. 이 승용차의 운동에너지는 몇 Nㆍm인가?
15. 평형(equilibrium)에 대한 정의가 아닌 것은? (단, G는 깁스(Gibbs)에너지, mix는 혼합에 의한 변화를 의미한다.)
16. 벤젠(1)-톨루엔(2)의 기-액 평형에서 라울의 법칙이 만족된다면 90℃, 1atm에서 기체의 조성 y₁은 얼마인가? (단, p^sat₁=1.5atm, P^sat₂=0.5atm이다.)
17. 압축인자 Z=+BP/RT일 때 퓨개시티계수 ø는?
18. 열역학 기초에 관한 내용으로 옳은 것은?
19. 성분 A와 B가 섞여있는 2성분혼합물이 서로 화학반응이 일어나지 않으며, 기-액 평형에서 라울의 법칙에 잘 따른다고 한다. 온도 T와 압력 P에서 A와 B의증기압이 각각 P⁰_A, P⁰_B라 할 때, 액체와 평형상태에 있는 기체혼합물 중 성분 A의 조성 yA는?
20. 기상 반응계에서 평형상수 K가 다음과 같이 표시되는 경우는? (단, v_i는 성분 I 의 양론계수이고 이다.)

2 과목 : 단위조작 및 화학공업양론

21. 어떤 장치의 압력계가 게이지압 26.7mmHg의 진공을 나타내었고 이 때의 대기압은 745mmHg였다. 이 장치의 절대압은 몇 mmHg인가?
22. 액체염소 40kg이 표준상태에서 증발했을 때 약 몇 m³의 CI₂가스가 생성되는가? (단, CI₂의 분자량은 70.9이다.)
23. 전압 750mmhg, 수증기분압 40mmHg일 때 절대습도는 몇 kg H₂O/kg dry air인가?
24. 162g의 C, 22g의 H₂ 의 혼합연료를 연소하여 CO₂ 11.1vol%, CO 2.4vol%, O₂ 4.1vol%, N₂ 82.4vol% 조성의 연소가스를 얻었다. 과잉공기%는 약 얼마인가?
25. 200g의 CaCl₂가 다음의 반응식과 같이 공기중의 수증기를 흡수할 경우에 발생하는 열은 약 몇 kcal인가? (단, CaCl₂의 분자량은 111이다.)
CaCI₂(s) + 6H₂O(L) → CaCI₂ㆍ6H₂O(s) + 22.63kcal
H₂O(g) → H₂O(L) + 10.5kcal
26. 25℃, 760mmHg에서 10000m³ 용기에 공기가 차 있을 때 산소가 차지하는 분용(partialvolume)은 몇 m³인가?
27. 18℃, 1atm에서 H2O(L)의 생성열은 -68.4kcal/mol이다. 18℃, 1atm에서, 다음 반응의 반응열이 42kcal/mol 이다. 이를 이용하여 18℃, 1atm에서의 CO(g) 생성열을 구하면 몇 kcal/mol인가?
C(s) + H₂O(L) → CO(g) + H₂(g)
28. 질소에 아세톤이 14.8vol% 포함되어 있다. 20℃, 745mmHg에서 이 혼합물의 상대포화도는 약 몇 %인가? (단, 20℃에서 아세톤의 포화증기압은 184.8mmHg이다.)
29. 펄프를 건조기 속에 넣어 수분을 증발시키는 공정이 있다. 이 때 펄프가 75wt%의 수분을 포함하고, 건조기에서 100kg의 수분을 증발시켜 수분 25wt%펄프가 되었다면 원래의 펄프의 무게는 몇 kg인가?
30. 3atm의 압력과 가장 가까운 값을 나타내는 것은?
31. U자관 마노미터를 오리피스(Orifice)유량계에 설치했다. 마노미터에는 수은(비중:13.6)이 들어있고 수은 상부는 사염화탄소(비중: 1.6)로 차있다. 마노미터가 21cm를 가리킬 때 물기둥 높이(cm)로 환산하면 약 얼마인가?
32. 두 물체가 열적 평형에 있을 때 전체 복사강도(w₁, w₂)와 흡수율(a₁, a₂)의 관계는?
33. 어떤 증류탑의 환류비가 2이고 환류량이 400kmol/h이다. 이 증류탑 상부에서 나오는 증기의 몰(mol) 잠열이 7800kcal/kmol이며 전축기로 들어가는 냉각수는 20℃에서 156000kg/h이다. 이 냉각수의 출구온도는?
34. 일정한 압력 손실에서 유로의 면적변화로부터 유량을 알 수 있게 한 장치는?
35. 건조 특성 곡선에서 항율건조 기간에서 감율건조 기간으로 변하는 점을 무엇이라고 하는가?
36. 혼합조작에서 혼합 초기, 혼합 도중, 완전이상혼합 시 각 균일도 지수의 값을 옳게 나타낸 것은? (단, 균일도 지수는 σ/σ₀이며, σ는 혼합 도중의 표준편차, σ₀는 혼합 전의 최초의 표준편차이다.)
37. 추출조작시 추제(solvent)의 선택도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
38. 직경이 15cm인 파이프에 비중이 0.7인 디젤유가 280ton/h 의 유량으로 이송되고 있다. 1509m의 배관 거리를 통과하는데 걸리는 시간은 약 몇 분인가?
39. 증발관의 능력을 크게 하기 위한 방법으로 적합하지 않은 것은?
40. 충전탑에서 기체의 속도가 매우 커서 액이 거의 흐르지 않고, 넘치는 현상을 무엇이라고 하는가?

3 과목 : 공정제어

41. 다음 블록선도에서 전달함수 G(s)=C(s)/R(s)를 옳게 구한 것은?
42. 특성방정식이 10s³+17s²+8s+1+K_C=0와 같을 때 시스템의 한계이득(ultimate gain, K_cu)과 한계주기(ultimate period, T_u)를 구하면?
43. X₁에서 X₂로의 전달함수와 X₂에서 X₃로의 전달함수가 각각 다음과 같이 표현될 때 X₁에서 X₃로의 전달함수는?
44. 그림과 같은 지연시간 a인 단위 계단함수의 Laplace 변환식은?
45. 다음 중 안정한 공정을 보여주는 폐루프 특성방정식은?
46. 다음 그림에서 피드백 제어계의 총괄 전달함수는?
47. 제어계(control system)의 구성요소로 가장 거리가 먼 것은?
48. PD 제어기에 다음과 같은 입력신호가 들어올 경우, 제어기 출력 형태는? (단, K_c는 1이고 τ_D는 1이다.)
49. 전달함수가 와 같은 2차계의 단위계단(unit step)응답은?
50. 를 근사화 했을 때의 근사적 전달함수로 가장 거리가 먼 것은?
51. 증류탑의 일반적인 제어에서 공정출력(피제어)변수에 해당하지 않는 것은?
52. 제어계의 응답 중 편차(offset)의 의미를 가장 옳게 설명한 것은?
53. 1차계의 시간상수 τ에 대한 설명으로 틀린 것은?
54. 공정 을 위하여 PI제어기 를 설치하였다. 이 폐루프가 안정성을 유지하는 불감시간(dead time) θ의 범위는?
55. 어떤 계의 단위계단 응답이 다음과 같을 경우 이 계의 단위충격응답(impulse response)은?
56. 비례폭(proportional band)이 0에 가까운 값을 갖는 제어기는?
57. 자동차를 운전하는 것을 제어시스템의 가동으로 간주할 때 도로의 차선을 유지하며 자동차가 주행하는 경우 자동차의 핸들은 제어시스템을 구성하는 요소 중 어디에 해당하는가?
58. PID 제어기 조율과 관련한 설명으로 옳은 것은?
59. 인 2차계 공정에서 단위계단 입력에 대한 공정응답으로 옳은 것은?(단, ζ, r＞0 이다.)
60. 다음의 전달함수를 역변환하면 어떻게 되는가?

4 과목 : 공업화학

61. 암모니아소다법에서 암모니아함수가 갖는 조성을 옳게 나타낸 것은?
62. 공업적으로 수소를 제조하는 방법이 아닌 것은?
63. 벤젠이 Ni촉매하에서 수소화 반응을 하였을 때 생성되는 것은?
64. 다음은 석유정제공업에서의 전화법에 대한 설명이다. 어떤 공정에 대한 설명인가?
- 주로 고체산촉매 또는 제올라이트 촉매 사용
- 카르보늄이온 반응기구
- 방향족 탄화수소가 많이 생성
65. 시리콘 진성반도체의 전도대(conduction band)에 존재하는 전자수가 6.8×10¹²/m³이며, 전자의 이동도(mobility)는 0.19m²/Vㆍs, 가전자대(valence band)에 존재하는 정공(hole)의 이동도는 0.0425m²/Vㆍs일 때 전기전도도는 얼마인가? (단, 전자의 전하량은 1.6×10^-19Coulomb이다.)
66. 건식법에 의한 인산제조공정에 대한 설명 중 옳은 것은?
67. 석유 중에 황화합물이 다량 들어 있을 때 발생되는 문제점으로 볼 수 없는 것은?
68. 격막식 전해조에서 전해액은 양극에 도입되어 격막을 통해 음극으로 흐르고, 음극실의 OH이온이 역류한다. 이 때 격막실 전해조 양극의 재료는?
69. 인산비료에서 유효인산 또는 가용성 인산이란?
70. 톨루엔의 중간체로 폴리우레탄 제조에 사용되는 TDI의 구조식은?
71. 접촉식 황산제조 공정에서 전화기에 대한 설명 중 옳은 것은?
72. 고분자에서 열가소성과 열경화성의 일반적인 특징을 옳게 설명된 것은?
73. 술(에탄올)을 마시고 나서 숙취의 원인이 되는 물질은?
74. 염화비닐은 아세틸렌에 다음 중 어느 것을 작용시키면 생성되는가?
75. 연실법 황산제조 공정 중 glover탑에서 질소산화물 공급에 HNO₃를 사용할 경우, 36wt%의 HNO₃ 20kg으로 약 몇 kg의 NO를 발생시킬 수 있는가?
76. Fischer 에스테르화 반응에 대한 설명으로 틀린 것은?
77. NaOH 제조 공정 중 식염수용액의 전해 공정 종류가 아닌 것은?
78. 부타디엔에 무수말레이산을 부가하여 환상화합물을 얻는 반응은?
79. 다니엘 전지의 (-) 극에서 일어나느 반응은?
80. 염화수소 가스의 직접 합성 시 화학반응식이 다음과 같을 때 표준상태 기준으로 200L의 수소가스를 연소시키면 발생되는 열량은 약 몇 kcal 인가?
H₂ + CI₂ → 2HCI + 44.12kcal

5 과목 : 반응공학

81. 화학 반응의 온도의존성을 설명하는 이론 중 관계가 가장 먼 것은?
82. 정용 회분식 반응기에서 단분자형 0차 비가역 반응에서의 반응이 지속되는 시간t의 범위는? (단, C_A0는 A성분의 초기농도, k는 속도상수를 나타낸다.)
83. 불균일 촉매반응에서 확산이 반응율속 영역에 있는지를 알기 위한 식과 가장 거리가 먼 것은?
84. 회분식 반응기에서 반응시간이 tF일 때 C_A/C_A0의 값을 F라 하면 반응차수 n과 t_F의 관계를 옳게 표현한 식은? (단, k는 반응속도상수 이고, n≠1 이다.)
85. 단일반응 A→R의 반응을 동일한 조건하에서 촉매 A,B,C,D를 사용하여 적분반응기에서 실험하였을 때 다음과 같은 원료성분 A의 전화율 X_A와 V/F_O(또는 W/F_O를 얻었다. 촉매 활성이 가장 큰 것은? (단, V는 촉매체적, W는 촉매질량, F_O는 공급원료 mole 수 이다.)
86. 부피유량 v가 일정한 관형반응기 내에서 1차 반응 A→B이 일어난다. 부피유량이 10L/min, 반응속도상수 k가 0.23/min 일 때 유출농도를 유입농도의 10%로 줄이는데 필요한 반응기의 부피는? (단, 반응기의 입구조건 V=0일 때 C_A=C_AO이다.)
87. 비가역 액상반응에서 공간시간 τ가 일정할 때 전환율이 초기 농도에 무관한 반응차수는?
88. 다음 그림은 농도-시간의 곡선이다. 이 곡선에 해당하는 반응식을 옳게 나타낸 것은?
89. 2번째 반응기의 크기가 1번째 반응기 체적의 2배인 2개의 혼합 반응기를 직렬로 연결하여 물질 A의 액상분해 속도론을 연구한다. 정상상태에서 원료의 농도가 1mol/L 이고, 1번째 반응기에서 평균체류 시간은 96초 이며 1번째 반응기의 출구 농도는 0.5mol/L 이고, 2번째 반응기의 출구 농도는 0.25mol/L 이다. 이 분해반응은 몇 차 반응인가?
90. 촉매반응의 경우 촉매의 역할을 잘 설명한 것은?
91. N₂O₂의 분해 반응은 1차 반응이고 반감기가 20500s 일 때 8시간 후 분해된 분율은 얼마인가?
92. 어떤 반응의 온도를 24℃에서 34℃로 증가시켰더니 반응 속도가 2.5배로 빨라졌다면, 이 때의 활성화 에너지는 몇 kcal 인가?
93. 플러그흐름반응기 또는 회분식반응기에서 비가역 직렬 반응 A→R→S, k₁=2min^-1, k₂=1min^-1이 일어날 때 C_R이 최대가 되는 시간은?
94. 회분식 반응기(batch reactor)에서 비가역 1차 액상반응인 반응물 A가 40% 전환되는데 5분 걸렸다면 80% 전환되는 데는 약 몇 분이 걸리겠는가?
95. 다음과 같은 효소발효반응이 플러그흐름 반응기에서 C_A0=2mol/L, v=25L/min 의 유입속도로 일어난다. 95% 전화율을 얻기 위한 반응기 체적은 약 몇 m³인가?
A → R, withenzyme,
- r_A = 0.1C_A / (1+0.5C_A)mol/Lㆍmin
96. A→R→S(k₁,k₂)인 반응에서 k₁=100, k₂=1이면 회분식 반응기에서 C_S/C_A0에 가장 가까운 식은? (단, 두 반응은 모두 1차이다.)
97. 촉매 반응일 때의 평형상수(K_PC)와 같은 반응에서 촉매를 사용하지 않았을 때의 평형상수(K_P)와의 관계로 옳은 것은?
98. Arrhenius 법칙에 따라 반응 속도상수 k의 온도 T에 대한 의존성을 옳게 나타낸 것은? (단, θ는 양수 값의 상수이다.)
99. 액상반응 A→R, -r_A, -r_A=kC²_A이 혼합 반응기(mixed flow reactor)에서 진행되어 50%의 전화율을 얻었다. 만약 크기가 6배인 똑같은 성능의 반응기로 대치한다면 전화율은 어떻게 되겠는가?
100. A→R, r_R=k₁C_A^a1, A→S, r_s=k₂C_A^a2에서 R이 요구하는 물질일 때 옳은 것은?

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