화공기사 기출문제 1회 (2018.03.04)

자격시험 기사 화공기사category

화공기사 기출문제 2018년 1회 (2018.03.04)

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. 열용량에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

①	이상기체의 정용(定容)에서의 몰열용량은 내부에너지 관련 함수로 정의된다.
②	이상기체의 정압에서의 몰열용량은 엔탈피 관련함수로 정의된다.
③	이상기체의 정용(定容)에서의 몰열용량은 온도변화와 관계없다.
④	이상기체의 정압에서의 몰열용량은 온도변화와 관계있다.

2. 액상과 기상이 서로 평형이 되어 있을 때에 대한 설명으로 틀린 것은?

①	두 상의 온도는 서로 같다.
②	두 상의 압력은 서로 같다.
③	두 상의 엔트로피는 서로 같다.
④	두 상의 화학포텐셜은 서로 같다.

3. 부피 팽창성 β와 등온 압축성 k의 비 (k/β)를 옳게 표시한 것은?

①
②
③
④

4. 이상기체의 단열과정에서 온도와 압력에 관계된 식이다. 옳게 나타낸 것은? (단, 열용량비 이다.)
5. 600K의 열저장고로부터 열을 받아서 일을 하고 400K의 외계에 열을 방출하는 카르노(Carnot) 기관의 효율은?
6. 의 반응열은 얼마인가? (단, 다음의 반응식을 참고한다.)
7. 몰리에 선도(Mollier diagram)는 어떤 성질들을 기준으로 만든 도표인가?
8. 2성분계 공비 혼합물에서 성분 A, B 의 활동도 계수를 r_A와 r_B, 포화증기압을 P_A및 P_B라 하고, 이 계의 전압을 Pt라 할 때 수정된 Raoult의 법칙을 적용하여 r_B를 옳게 나타낸 것은? (단, B 성분의 기상 및 액상에서의 몰분율은 y_B와 X_B이며, 퓨개시티계수 =1이라 가정한다.)
9. 엔트로피에 관한 설명 중 틀린 것은?
10. 다음 중 동력의 단위가 아닌 것은?
11. 비가역 과정에서의 관계식으로 옳은 것은?
12. 이상기체 3mol 이 50℃ 에서 등온으로 10atm 에서 1atm 까지 팽창할 때 행해지는 일의 크기는 몇 J 인가?
13. 두헴(Duhem)의 정리는 “초기에 미리 정해진 화학성분들의 주어진 질량으로 구성된 어떤 닫힌계에 대해서도, 임의의 두 개의변수를 고정하면 평형상태는 완전히 결정된다.”라고 표현할 수 있다. 다음 중 설명이 옳지 않은 것은?
14. 25℃에서 산소 기체가 50atm으로부터 500atm으로 압축되었을 때 깁스(Gibbs) 자유에너지 변화량의 크기는 약 얼마인가? (단, 산소는 이상기체로 가정한다.)
15. 크기가 동일한 3개의 상자 A, B, C 에 상호작용이 없는 입자 10개가 각각 4개, 3개, 3개씩 분포되어 있고, 각 상자들은 막혀 있다. 상자들 사이의 경계를 모두 제거하여 입자가 고르게 분포되었다면 통계 열역학적인 개념의 엔트로피 식을 이용하여 경계를 제거하기 전후의 엔트로피 변화량은 약 얼마인가? (단, k 는 Boltzmann 상수이다.)
16. 이상기체 혼합물에 대한 설명 중 옳지 않은 것은? (단, τ_i(T)는 일정온도 T에서의 적분상수, y_i는 이상기체 혼합물 중 성분 i의 몰분율이다.)
17. 부피가 1m³인 용기에 공기를 25℃의 온도와 100bar의 압력으로 저장하려 한다. 이 용기에 저장할 수 있는 공기의 질량은 약 얼마인가? (단, 공기의 평균분자량은 29이며 이상기체로 간주한다.)
18. 상태함수에 대한 설명으로 옳은 것은?
19. 다음 중에서 같은 환산온도와 환산압력에서 압축인자가 가장 비슷한 것끼리 짝지어진 것은?
20. 상압 300K에서 2.0L인 이상기체 시료의 부피를 일정압력에서 400cm³로 압축시켰을 때 온도는?

2 과목 : 단위조작 및 화학공업양론

21. 18℃, 1atm에서 H₂O(L)의 생성열은 -68.4kcal/mol 이다. 다음 반응에서의 반응열이 42kcal/mol인 것을 이용하여 등온등압에서 CO(g)의 생성열을 구하면 몇 kcal/mol 인가?
C(s)H₂O(L) → CO(g) + H₂(g)
22. 시강특성치(intensive property)가 아닌 것은?
23. 이상기체의 법칙이 적용된다고 가정할 때 용적이 5.5m³인 용기에 질소 28kg을 넣고 가열하여 압력이 10atm이 될 때 도달하는 기체의 온도는 약 몇 ℃인가?
24. 질소에 벤젠이 10vol% 포함되어 있다. 온도 20℃, 압력 740mmHg일 때 이 혼합물의 상대포화도는 몇 % 인가? (단, 20℃에서 순수한 벤젠의 증기압은 80mmHg이다.)
25. 어떤 물질의 한 상태에서 온도가 dew point 온도보다 높은 상태는 어떤 상태를 의미하는가? (단, 압력은 동일하다.)
26. 다음 중 비용(specific volume)의 차원으로 옳은 것은? (단, 길이(L), 질량(M), 힘(F), 시간(T) 이다.)
27. 증류탑을 이용하여 에탄올 25wt%와 물 75wt%의 혼합액 50kg/h을 증류하여 에탄올 85wt%의 조성을 가지는 상부액과 에탄올 3wt%의 조성을 가지는 하부액으로 분리하고자 한다. 상부액에 포함되는 에탄올은 초기 공급되는 혼합액에 함유된 에탄올 중의 몇 wt%에 해당하는 양인가?
28. 어느 석회석 성분을 분석하니, CaCO₃ 92.89wt%, MgCO₃ 5.41wt%, 불용성분이 1.70wt%였다. 이 석회석 100kg에서 몇 kg의 CO₂를 회수할 수 있겠는가? (단, Ca의 분자량은 40, Mg의 분자량은 24.3이다.)
29. 다음 중 에너지를 나타내지 않는 것은?
30. 350K, 760mmHg에서의 공기의 밀도는 약 몇 kg/m³인가? (단, 공기의 평균 분자량은 29 이며 이상기체로 가정한다.)
31. 이중열교환기에 있어서 내부관의 두께가 매우 얇고, 관벽 내부경막열전달계수 h_i가 외부경막열전달계수 h_o와 비교하여 대단히 클 경우 총괄열전달계수 U에 대한 식으로 가장 적합한 것은?
32. 공급원료 1몰을 원료 공급단에 넣었을 때 그 중 증류탑의 탈거부(stripping section)로 내려가는 액체의 몰수를 q로 정의 한다면, 공급원료가 과열증기일 때 q 값은?
33. 그림은 전열장치에 있어서 장치의 길이와 온도 분포의 관계를 나타낸 그림이다. 이에 해당하는 전열장치는? (단, T는 증기의 온도, t는 유체의 온도, Δt₁, Δt₂는 각각 입구 및 출구에서의 온도차이다.)
34. 흡수탑의 충전물 선정 시 고려해야 할 조건으로 가장 거리가 먼 것은?
35. 관(pipe, tube)의 치수에 대한 설명 중 틀린 것은?
36. 다음 단위조작 가운데 침출(leaching)에 속하는 것은?
37. 총괄 에너지 수지식을 간단하게 나타내면 다음과 같을 때 α는 유체의 속도에 따라서 변한다. 유체가 층류일 때 다음 중 α에 가장 가까운 값은? (단, H_i는 엔탈피, V_iave는 평균유속, Z는 높이, g는 중력가속도, Q는 열량, W_s는 일이다.)
38. 오리피스 미터(orifice meter)에 U자형 마노미터를 설치하였고 마노미터는 수은이 채워져 있으며, 그 위의 액체는 물이다. 마노미터에서의 압력차가 15.44kPa이면 마노미터의 읽음은 약 몇 mm인가? (단, 수은의 비중은 13.6 이다.)
39. 롤 분쇄기에 상당직경 5cm의 원료를 도입하여 상당직경 1cm로 분쇄한다. 롤 분쇄기와 원료 사이의 마찰계수가 0.34 일 때 필요한 롤의 직경은 몇 cm인가?
40. 가열된 평판위로 Prandtl 수가 1보다 큰 액체가 흐를 때 수력학적 경계층 두께 δ_h와 열전달 경계층 두께 δ_T와의 관계로 옳은 것은?

3 과목 : 공정제어

41. Laplace 변환 등에 대한 설명으로 틀린 것은?
42. 다음 block 선도로부터 전달함수 Y(s)/X(s)를 구하면?
43. 전달함수가 인 1차계의 단위 임펄스 응답은?
44. 다음 중 비선형계에 해당하는 것은?
45. 어떤 제어계의 특성방정식은 으로 주어진다. 이 제어시스템이 안정하기 위한 조건은? (단, r는 양수이다.)
46. 1차계의 sin 응답에서 ωr가 증가되었을 때 나타나는 영향을 옳게 설명한 것은? (단, ω는 각 주파수, r는 시간정수, AR은 진폭비, |ø|는 위상각의 절대값이다.)
47. 공정의 위상각(phase angle) 및 주파수에 대한 설명으로 틀린 것은?
48. 다음 블록선도에서 C/R의 전달함수는?
49. 이차계 공정은 의 형태로 표현된다. 0＜ζ＜1 이면 계단입력변화에 대하여 진동응답이 발생하는데 이때 진동응답의 주기와 r, ζ와의 관계에 대한 설명으로 옳은 것은?
50. 총괄전달함수가 인 계의 주파수 응답에 있어 주파수가 2rad/s 일 때 진폭비는?
51. PID제어기를 이용한 설정치 변화에 대한 제어의 설명 중 옳지 않은 것은?
52. Y(s)=4/(s³+2s²+4s)을 역라플라스 변환하여 y(t) 값을 옳게 구한 것은?
53. 다음의 함수를 라플라스로 전환한 것으로 옳은 것은?
54. 주파수 응답에서 위상 앞섬(phase lead)을 나타내는 제어기는?
55. 공정이득(gain)이 2인 공정을 설정치(set point)가 1 이고 비례 이득(Proportional gain)이 1/2 인 비례 (Proportional) 제어기로 제어한다. 이 때 오프셋은 얼마인가?
56. 발열이 있는 반응기의 온도제어를 위해 그림과 같이 냉각수를 이용한 열교환으로 제열을 수행하고 있다. 다음 중 옳은 설명은?
57. 가정의 주방용 전기오븐을 원하는 온도로 조절하고자 할 때 제어에 관한 설명으로 다음 중 가장 거리가 먼 것은?
58. 비례 - 적분제어의 가장 중요한 장점은?
59. 특성방정식이 s³3s+2=0인 계에 대한 설명으로 옳은 것은?
60. 다음 중 순수한 전달지연(transportation lag)에 대한 전달함수는?

4 과목 : 공업화학

61. 다음 중 에폭시 수지의 합성과 관련이 없는 물질은?
62. 석회질소 제조시 촉매역할을 해서 탄화칼슘의 질소화 반응을 촉진시키는 물질은?
63. 포름알데히드를 사용하는 축합형수지가 아닌 것은?
64. [보기]의 설명에 가장 잘 부합되는 연료전지는?
- 전극으로는 세라믹산화물이 사용된다.
- 작동온도는 약 1000℃이다.
- 수소나 수소/일산화탄소 혼합물을 사용할 수 있다.
65. H₂와 Cl₂를 직접 결합시키는 합성염화수소의 제법에서는 활성화된 분자가 연쇄를 이루기 때문에 반응이 폭발적으로 진행된다. 실제 조작에서는 폭발을 막기 위해서 어떤 조치를 하는가?
66. 다음 중 석유의 성분으로 가장 거리가 먼 것은?
67. 어떤 유지 2g속에 들어 있는 유리지방산을 중화시키는데 KOH가 200mg 사용되었다. 이 시료의 산가(acid value)는?
68. 질산공업에서 암모니아 산화반응은 촉매 존재하에서 일어난다. 이 반응에서 주반응에 해당하는 것은?
69. 다음 중 비료의 3요소에 해당하는 것은?
70. H₂와 Cl₂를 원료로 하여 염산을 제조하는 공정에 대한 설명 중 틀린 것은?
71. 1000ppm의 처리제를 사용하여 반도체 폐수 1000m³/day를 처리하고자 할 때 하루에 필요한 처리제는 몇 kg 인가?
72. 환원반응에 의해 알코올(alcohol)을 생성하지 않는 것은?
73. 다음 탄화수소 중 석유의 원유 성분에 가장 적은 양이 포함되어 있는 것은?
74. 다음의 O₂:NH₃의 비율 중 질산 제조 공정에서 암모니아 산화율이 최대로 나타나는 것은? (단, Pt 촉매를 사용하고 NH₃농도가 9% 인 경우이다.)
75. 다음 중 접촉개질 반응으로부터 얻어지는 화합물은?
76. 비닐단량체(VCM)의 중합반응으로 생성되는 중합체 PVC가 분자량 425000 으로 형성되었다. Carothers에 의한 중합도(degree of polymerization)는 얼마인가?
77. 벤젠을 산촉매를 이용하여 프로필렌에 의해 알킬화함으로써 얻어지는 것은?
78. 솔베이법의 기본공정에서 사용되는 물질로 가장 거리가 먼 것은?
79. 소금의 전기분해 공정에 있어 전해액은 양극에 도입되어 격막을 통해 음극으로 흐른다. 격막법 전해조의 양극재료로서 구비하여야 할 조건 중 옳지 않은 것은?
80. 다음 중 석유의 성분으로 질소 화합물에 해당하는 것은?

5 과목 : 반응공학

81. 다음과 같은 경쟁반응에서 원하는 반응을 가장 좋게 하는 접촉방식은? (단, n ＞ P, m ＜ Q)
82. 순환식 플러그흐름 반응기에 대한 설명으로 옳은 것은?
83. 다음 반응식과 같이 A 와 B 가 반응하여 필요한 생성물 R 과 불필요한 물질 S 가 생길 때, R 로의 전화율을 높이기 위해서 반응물질의 농도(C)를 어떻게 조정해야 하는가? (단, 반응 1은 A 및 B 에 대하여 1차 반응이고, 반응 2도 1차 반응이다.)
84. A→R인 1차 액상 반응의 속도식이 -r_A=kC_A로 표시된다. 이 반응을 plug flow reactor에서 진행시킬 경우 체류시간 (r)과 전화율 (X_A)사이의 관계식은?
85. 반응에서 R 의 농도가 최대가 되는 점은? (단, k₁=k₂이다.)
86. 기상반응 A→4R 이 흐름반응기에서 일어날 때 반응기 입구에서는 A가 50%, inertgas가 50% 포함되어 있다. 전화율이 100% 일 때 반응기 입구에서 체적속도가 1이면 반응기 출구에서 체적속도는 얼마인가? (단, 반응기의 압력은 일정하다.)
87. 다음과 같은 연속 반응에서 각 반응이 기초반응이라고 할 때 R의 수율을 가장 높게 할 수 있는 반응계는? (단, 각 경우 전체 반응기의 부피는 같다.)
88. A → C 의 촉매반응이 다음과 같은 단계로 이루어진다. 탈착반응이 율속단계일 때 Langmuir Hinshelwood모델의 반응속도식으로 옳은 것은? (단, A 는 반응물, S 는 활성점, AS 와 CS 는 흡착 중간체이며, k 는 속도상수, K 는 평형상수, S_O 는 초기 활성점, []는 농도를 나타낸다.)
89. 기초반응 에서 R의 순간수율 ø(R/A)를 C_A에 대해 그린 결과가 그림에 곡선으로 표시되어 있다. 원하는 물질 R의 총괄수율이 직사각형으로 표시되는 경우, 어떤 반응기를 사용하였는가?
90. 비가역 1차 액상반응 A→P를 직렬로 연결된 2개의 CSTR에서 진행시킬 때 전체 반응기 부피를 최소화하기 위한 조건에 해당하는 것은? (단, 첫 번째와 두 번째 반응기의 부피는 각각 V_C1 , V_C2이다.)
91. 비가역 0차 반응에서 전화율이 1로 반응이 완결되는데 필요한 반응 시간에 대한 설명으로 옳은 것은?
92. 체중 70kg, 체적 0.075m³인 사람이 포도당을 산화시키는데 하루에 12.8mol 의 산소를 소모한다고 할 때 이 사람의 반응속도를 mol O₂/m³·s 로 표시하면 약 얼마인가?
93. Arrhenius 법칙에서 속도상수 k와 반응온도 의 관계를 옳게 설명한 것은?
94. 다음의 반응에서 반응속도 상수 간의 관계는 k₁=k_-1=k₂=k_-2이며 초기 농도는 C_AO=1, C_RO=C_SO=0일 때 시간이 충분히 지난 뒤 농도 사이의 관계를 옳게 나타 낸 것은?
95. A→R인 액상 반응이 부피가 0.1L 인 플러그 흐름 반응기에서 -r_A=50C_A²mol/Lㆍmin로 일어난다. A 의 초기농도 C_AO는 0.1mol/L 이고 공급속도가 0.05L/min 일 때 전화율은 얼마인가?
96. 어떤 물질의 분해반응은 비가역 1차반응으로 90% 까지 분해하는데 8123초가 소요되었다면 40% 분해하는데 걸리는 시간은 약 몇 초인가?
97. A→B인 1차 반응에서 플러그 흐름 반응기의 공간시간(space time) r를 옳게 나타낸 것은? (단, 밀도는 일정하고, X_A는 A 의 전화율, k는 반응속도상수이다.)
98. 자기촉매 반응에서 목표 전화율이 반응속도가 최대가 되는 반응 전화율보다 낮을 때 사용하기에 유리한 반응기는? (단, 반응생성물의 순환이 없는 경우이다.)
99. 이상형 반응기의 대표적인 예가 아닌 것은?
100. 다음의 균일계 액상 평행 반응에서 S의 순간 수율을 최대로 하는 C_A의 농도는? (단, r_R=C_A, rs=2C_A², r_T=C_A³이다.)