화공기사 기출문제 4회 (2017.09.23)

자격시험 기사 화공기사category

화공기사 기출문제 2017년 4회 (2017.09.23)

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. 어떤 연료의 발열량이 10000kcal/kg일 때 이연료 1kg이 연소해서 30%가 유용한 일로 바뀔 수 있다면 500kg의 무게를 들어 올릴 수 있는 높이는 약 얼마인가?

①	26m
②	260m
③	2.6km
④	26km

2. 플래쉬(Flash) 계산에 대한 다음의 설명 중 틀린 것은?

①	알려진 T, P및 전체조성에서 평형상태에 있는 2상계의 기상과 액상 조성을 계산한다.
②	K인자는 가벼움의 척도이다.
③	라울의 법칙을 따르는 경우 K인자는 액상과 기상 조성만의 함수이다.
④	기포점 압력계산과 이슬점 압력계산으로 초기조건을 얻을 수 있다.

3. 질량 40kg, 온도 427℃의 강철주물(Cp=500J/kgㆍ℃)을 온도 27℃, 200kg의 기름(Cp=2500J/kgㆍ℃)속에서 급냉시킨다. 열손실이 없다면 전체 엔트로피(Entropy) 변화는 얼마인가?

①	6060J/K
②	7061J/K
③	8060J/K
④	9052J/K

4. 150kPa, 300K에서 2몰의 이상기체 부피는 얼마인가?
5. 기체-액체 평형을 이루는 순수한 몰에 대한 다음 설명 중 옳지 않은 것은?
6. 압력이 일정한 정지상태의 닫힌 계(Closed system)가 흡수한 열은 다음 중 어느 것의 변화량과 같은가?
7. 다음의 반응식과 같이 NH₄CI이 진공에서 부분적으로 분해할 때 자유도수는?
NH₄CI(s) → NH₃(g) + HCI(g)
8. 유체의 등온압축률(isothermal compressibility, k)은 다음과 같이 정의된다. 다음 중 이상기체의 등온압축률을 옳게 나타낸 것은?
9. 기체의 퓨개시티 계수 계산을 위한 방법으로 가장 거리가 먼 것은?
10. 압력 240kPa에서 어떤 액체의 상태량이 V_f는 0.00177m³/kg, V_g는 0.105m³/kg, H_f는 181kJ/KG, H_g 는 496kJ/kg 일 ?? 이 압력에서의 U_fg는 약 몇 kJ/kg 인가? (단, V는 비체적, U는 내부에너지, H는 엔탈피, 하첨자 f는 포화액, g는 건포화증기를 나타내고 U_fg는 U_g-U_f이다.)
11. 가역단열공정이 진행될 때 올바른 표현식은?
12. 이상기체의 내부에너지에 대한 설명으로 옳은 것은?
13. 물이 증발할 때 엔트로피 변화는?
14. 어떤 화학반응의 평형상수의 온도에 대한 미분계수가 0 보다 작다고 한다. 즉, ＜0 이다. 이 때에 대한 설명으로 옳은 것은?
15. 랭킨사이클로 작용하는 증기 원동기에서 25kgf/cm², 400℃의 증기가 증기 원동기소에 들어가고 배기압 0.04kgf/cm²로 배출될 때 펌프일을 구하면 약 몇 kgfㆍm/kg 인가? (단, 0.04kgf/cm²에서 액체물의 비체적은 0.001m³/kg 이다.)
16. 오토기관(Otto cycle)의 열효율을 옳게 나타낸 식은? (단, r는 압축비, K는 비열비이다.)
17. P-H 선도에서 등엔트로피 선 기울기 의 값은?
18. 카르노(Carnot) 사이클의 열효율을 높이는데 다음 중 가장 유효한 방법은?
19. 디젤(Diesel)기관에 관한 설명 중 틀린 것은?
20. 물의 증발잠열 △H 는 1기압, 100℃에서 539cal/g 이다. 만일 이 값이 온도와 기압에 따라 큰 변화가 없다면 압력이 635mmHg 인 고산지대에서 물의 끓는 온도는 약 몇 ℃ 인가? (단, 기체상수 R=1.987cal/molㆍK이다.)

2 과목 : 단위조작 및 화학공업양론

21. 농도가 5%인 소금수용액 1kg을 1%인 소금수용액으로 희석하여 3%인 소금수용액을 만들고자 할 때 필요한 1% 소금수용액의 질량은 몇 kg 인가?
22. 82℃에서 벤젠의 증기압은 811mmHg, 톨루엔의 증기압은 314mmHg이다. 같은 온도에서 벤젠과 톨루엔의 혼합용액을 증발시켰더니 증기 중 벤젠의 몰분율은 0.5이었다. 용액 중의 톨루엔의 몰분율은 약 얼마인가? (단, 이상기체이며 라울의 법칙이 성립한다고 본다.)
23. 40℃에서 벤젠과 톨루엔의 혼합물이 기액평형에 있다. Raoult의 법칙이 적용된다고 볼 때 다음 설명 중 옳지 않은 것은? (단, 40℃에서의 증기압은 벤젠 180mmHg, 톨루엔 60mmHg이고, 액상의 조성은 벤젠 30mol%, 톨루엔 70mol%이다.)
24. 염화칼슘의 용해도는 20℃에서 140.0g/100gH₂O, 80℃에서 160.0g/100gH₂O이다. 80℃에서의 염화칼슘 포화용액 70g을 20℃로 냉각시키면 약 몇 g의 결정이 석출되는가?
25. 순수한 CaC₂ 1kg을 25℃, 1기압하에서 물 1L중에 투입하여 아세틸렌 가스를 발생시켯다. 이 때 얻어지는 아세틸렌은 몇 L인가? (단, Ca의 원자량은 40 이다.)
26. 끝이 열린 수은 마노미터가 물탱크내의 액체표면 아래 10m 지점에 부착되어 있을 때 마노미터의 눈금은? (단, 대기압은 1atm이다.)
27. 노점 12℃, 온도 22℃, 전압 760mmHg의 공기가 어떤 계에 들어가서 나올 때 노점 58℃, 전압이 740mmHg로 되었다. 계에 들어가는 건조공기 mole당 증가된 수분의 mole 수는 얼마인가? (단, 12℃와 58℃에서 포화 수증기압은 각각 10mmHg, 140mmHg이다.)
28. 세기 성질(internsive property)이 아닌 것은?
29. 다음 그림과 같은 습윤공기의 흐림이 있다. A공기 100kg당 B공기 몇 kg을 섞어야겠는가?
30. 같은 온도에서 같은 부피를 가진 수소와 산소의 무게의 측정값이 같았다. 수소의 압력이 4atm이라면 산소의 압력은 몇 atm 인가?
31. 다음 중 나머지 셋과 서로 다른 단위를 갖는 것은?
32. Fourier의 법칙에 대한 설명으로 옳은 것은?
33. 정압비열이 1cal/gㆍ℃인 물 100g/s을 20℃에서 40℃로 이중 열교환기를 통하여 가열하고자 한다. 사용되는 유체는 비열이 10cal/gㆍ℃이며 속도는 10g/s, 들어갈 ??의 온도는 80℃이고, 나올 때의 온도는 60℃이다. 유체의 흐름이 병류라고 할 때 열교환기의 총괄열전달 계수는 약 몇 cal/m²ㆍsㆍ℃인가? (단, 이 열교환기의 전열 면적은 10m²이다.)
34. 수분을 함유하고 있는 비누와 같이 치밀한 고체를 건조시킬 때 감률건조기간에서의 건조속도와 고체의 함수율과의 관계를 옳게 나타낸 것은?
35. 농축조작선 방정식에서 환류비가 R 일 때 조작선의 기울기를 옳게 나타낸 것은? (단, X_W는 탑저 제품 몰분율이고, X_D는 탑상 제품 몰분율이다.)
36. 분쇄에 대한 일반적인 설명으로 틀린 것은?
37. 안지름 10cm의 수평관을 통하여 상온의 물을 수송한다. 관의 길이 100m, 유속 7m/s, 패닝마찰계수(Fanning friction factor)가 0.005일 때 생가는 마찰손실 kgfㆍm/kg은?
38. 동점도(kinematic viscosity)의 설명으로 틀린 것은?
39. 그림과 같이 50wt%의 추질을 함유한 추료(F)에 추제(S)를 가하여 교반 후 정치하였더니 추출상(E)과 주진상(R)으로 나뉘어졌다. 다음 중 틀린 것은?
40. 어떤 촉매반응기의 공극율, ε가 0.4 이다. 이 반응기 입구의 공탑유속이 0.2m/s 라면 촉매층세공엣의 유속은 몇 m/s가 되겠는가?

3 과목 : 공정제어

41. 다단제어에 대한 설명으로 옳은 것은?
42. 피드포워드(feedforward) 제어에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
43. 어떤 압력측정장치의 측정범위는 0~400psig, 출력 범위는 4~20mA로 조성되어 있다. 이 장치의 이득을 구하면 얼마인가?
44. 다음 그림의 펄스 Laplace 변환은?
45. 비례-미분제어장치의 전달함수의 형태를 옳게 나타낸 것은? (단, K는 이득, r는 시간정수이다.)
46. 전달함수 G(s)=1/(2s+1)인 1차계의 단위계단응답은?
47. 다음 블록선도에서 Q(t)의 변화만 있고, T_i(t)=0 일 때 의 전달함수로 옳은 것은?
48. 다음 중 계단입력에 대한 공정출력이 가장 느리게 움직이는 것은?
49. 함수 f(t)의 라플라스 변환은 다음과 같다. 를 구하면?
50. 페루프 특성방정식의 근에 대한 설명으로 옳은 것은?
51. 다음 블록선도가 등가인 경우 A요소의 전달함수를 구하면?
52. 전달함수가 인 PID제어기에서 미분시간과 적분시간은 각각 얼마인가?
53. 운전자의 눈을 가린 후 도로에 대한 자세한 정보를 주고 운전을 시킨다면 이는 어느 공정제어 기법이라고 볼 수 있는가?
54. 그림과 같은 응답을 보이는 시간함수에 대한 라플라스 함수는?
55. 다음 그림은 간단한 제어계 block선도이다. 전체 제어계의 총괄전달함수(overall transferfunction)에서 시상수(time constant)는 원래 process 의 시상수에 비해서 어떠한가? (단, K ＞0 이다.)
56. 공정제어를 최적으로 하기 위한 조건 중 틀린 것은?
57. 제어계의 구성요소 중 제어오차(에러)를 계산하는 것은 어느 부분에 속하는가?
58. 다음의 적분공정에 비례제어기를 설치하였다. 계단형태의 외란 D₁과 D₂에 대하여 옳은 것은?
59. 다음 입력과 출력의 그림에서 나타내는 것은? (단, L은 이동거리[cm] 이고 V는 이동속도 [cm/s] 이다.)
60. 전달함수 인 2차계의 시정수 r와 damping factor ζ 의 값은?

4 과목 : 공업화학

61. 아미노기는 물에서 이온화된다. 아미노기가 중성의 물에서 이온화되는 정도는? (단, 아미노기의 K_b 값은 10^-5이다.)
62. 다음 중 칼륨질 비료의 원료와 가장 거리가 먼 것은?
63. 다음화학반응 중 수소의 첨가 반응으로 이루어질 수 없는 반응은?
64. 옥탄가에 대한 설명으로 틀린 것은?
65. 연실법 Glover 탑의 질산 환원공정에서 35wt% HNO₃ 25kg으로부터 NO를 약 몇 kg 얻을 수 있는가?
66. 나일론 66의 주된 원료가 되는 물질은?
67. 다음의 구조를 갖는 물질의 명칭은?
68. 고도표백분에서 이상적으로 차아염소산칼슘의 유효염소는 약 몇%인가? (단, CI의 원자량은 35.5이다.)
69. 질산을 공업적으로 제조하기 위하여 이용하는 다음 암모니아 산화 반응에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O
70. Poly(vinyl alcohol)의 주원료 물질에 해당하는 것은?
71. 올레핀의 니트로화에 관한 설명 중 ?늑 않은 것은?
72. 소금을 전기분해하여 수산화나트륨을 제조하는 방법에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
73. 청바지 색을 내는 염료로 사용하는 청색 배트 염료에 해당하는 것은?
74. 석유화학 공정에 대한 설명 중 틀린 것은?
75. 일반적으로 윤활성능이 높은 탄화수소 순으로 옳게 나타낸 것은?
76. 격막식 수산화나트륨 전해조에서 CI₂가 발생하는 쪽의 전극 재료로 사용하는 것은?
77. 다음 중 이론 질소량이 가장 높은 질소질 비료는?
78. 레페(Reppe) 합성반응을 크게 4가지로 분류할 때 해당하지 않는 것은?
79. 인광석을 황산으로 분해하여 인산을 제조하는 습식법의 경우 생성되는 부산물은?
80. 소금의 전기분해에 의한 가성소다 제조공정 중 격막식 전해조의 전력원단위를 향상시키기 위한 조치로서 옳지 않은 것은?

5 과목 : 반응공학

81. 반응물 A의 농도를 C_A, 시간을 t라고 할 때 0차 반응의 경우 직선으로 나타나는 관계는?
82. 반응물질 A의 농도가 [A_o]에서 시작하여 t시간 후 [A]로 감소하는 액상반응에 대하여 반응속도상수 로 표현된다. 이 때 k를 옳게 나타낸 것은?
83. 반응물 A가 다음과 같은 병렬반응을 일으킨다. 두 반응의 차수 n₁=n₂이면 생성물 분포비율()은 어떻게 되는가?
84. 다음 반응에서 -ln(C_A/C_A0)를 t로 plot하여 직선을 얻었다. 이 직선의 기울기는? (단, 두 반응 모두 1차 비가역반응이다.)
85. 액상 가역 1차 반응 A⇌R을 등온하에서 반응시켜 평형전화율 X_Ae은 80%로 유지하고 싶다. 반응온도를 얼마로 해야 하는가? (단, 반응열은 온도에 관계없이 -10000cal/molㆍ25℃에서의 평형상수는 300, C_Ro=0이다.)
86. 다음 그림은 기초적 가역 반응에 대한 농도시간 그래프이다 그래프의 의미를 가장 잘 나타낸 것은?
87. 다음과 같은 반응메커니즘의 촉매 반응이 일어날 때 Langmuir 이론에 의한 A의 흡착반응 속도 r_A를 옳게 나타낸 것은? (단, k_a와 k_{_a}는 각 경로에서 흡착 및 탈착 속도 상수, θ는 흡착분율, P_A는 A성분의 분압이고, S는 활성점이다.)
A + S ⇌ A - S
A - S ⇌ B - S
B - S ⇌ B + S
88. 기상 촉매반응의 유효인자(effectivenessfactor)에 영향을 미치는 인자로 다음 중 가장 거리가 먼 것은?
89. 공간시간이 r=1min인 똑같은 혼합반응기 4개가 직렬로 연결되어 있다. 반응속도상수가 k=0.5min-1인 1차 액상 반응이며 용적 변화율은 0 이다. 첫째 반응기의 입구 농도가 1mol/L 일 때 네 번째 반응기의 출구 농도(mol/L)는 얼마인가?
90. 어떤 반응을 “ 플러그흐름 반응기→혼합반응기→플러그흐름 반응기”의 순으로 직렬연시켜 반응하고자 할 때 반응기 성능을 나타낸 것은?
91. 홈합흐름반응기에서 연속반응(A→R→S, 각각의 속도상수는 k₁, k₂)이 일어날 때 중간생성물 R이 최대가 되는 시간은?
92. 다음의 액상 균일 반응을 순환비가 1인 순환식 반응기에서 반응시킨 결과 반응물 A의 전화율이 50%이었다. 이 경우 순환 pump를 중지시키면 이 반응기에서 A의 전화율은 얼마인가?
93. 비가역 1차 반응에서 속도정수가 2.5×10^-3s^-1이었다. 반응물의 농도가 2.0×10^-2mol/cm³일 때의 반응속도는 몇 mol/cm³ㆍs 인가?
94. 균일 반응 에서 반응속도가 옳게 표현된 것은?
95. 목적물이 R인 연속반응 A→R→S에서 A→R의 반응속도상수를 k₁이라 하고, R→S의 반응속도상수를 k₂라 할 때 연속반응의 설계에 대한 다음 설명 중틀린 것은?
96. 그림과 같이 직렬로 연결된 혼합 흐름 반응기에서 액상 1차 반응이 진행될 때 입구의 농도가 C₀이고 출구의 농도가 C₂일 때 총 부피가 최소로 되기 위한 조건이 아닌 것은?
97. 촉매의 기능에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
98. 회분식반응기에서 A→R, -r_A=3C_A^0.5mol/Lㆍh, C_AO=1mol/L의 반응이 일어날 때 1시간 후의 전화율은?
99. 다음의 반응에서 R 이 목적생성물일 때 활성화 에너지 E가 E₁＜E₂, E₁＜E₃이면 온도를 유지하는 가장 적절한 방법은?
100. 반응물질 A는 1L/min 속도로 부피가 2L인 혼합반응기로 공급된다. 이 때 A의 출구농도 C_Af는 0.01mol/L이고 초기농도 C_AO는 0.1mol/L 일 때 A의 반응속도는 몇 mol/Lㆍmin인가?