화공기사 기출문제 1회 (2019.03.03)

자격시험 기사 화공기사category

화공기사 기출문제 2019년 1회 (2019.03.03)

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. 온도가 323.15K 인 경우 실린더에 충전되어 있는 기체 압력이 300kPa(계기압)이다. 이상기체로 간주할 때 273.15K에서의 계기압력은 얼마인가? (단, 실린더의 부피는 일정하며, 대기압은 1atm이라 간주한다.)

①	253.58 kPa
②	237.90 kPa
③	354.91 kPa
④	339.23 kPa

2. 1기압 100℃에서 끓고 있는 수증기의 밀도(density)는? (단, 수증기는 이상기체로 본다.)

①	22.4g/L
②	0.59g/L
③	18.0g/L
④	0.95g/L

3. 성분 i 의 평형비 K_i를

로 정의할 때 이상용액이라면 Ki를 어떻게 나타낼 수 있는가? (단, x_i, y_i는 각각 성분 i 의 액상과 기상의 조성이다.)

①
②
③
④

4. 성분 A, B, C 가 혼합되어 있는 계가 평형을 이룰 수 있는 조건으로 가장 거리가 먼 것은? (단, μ 는 화학포텐셜, f 는 퓨개시티, α, β, γ는 상, T^b는 비점을 나타낸다.)
5. 이상기체에 대하여 C_P-C_V=nR이 적용되는 조건은?
6. 다음 화학평형에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
7. 이상기체에 대하여 일(W)이 다음과 같은 식으로 나타나면 이 계는 어떤 과정으로 변화하였는가? (단, Q P₁는 열, 은 초기압력, P₂는 최종압력, T 는 온도이다.)
8. 단열된 상자가 같은 부피로 3등분 되었는데, 2개의 상자에는 각각 아보가드로(Avogadro)수의 이상기체 분자가 들어 있고 나머지 한 개에는 아무 분자도 들어 있지 않다고 한다. 모든 칸막이가 없어져서 기체가 전체 부피를 차지하게 되었다면 이때 엔트로피 변화 값 기체 1몰 당 ΔS에 해당하는 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 여기서는 1번을 누르면 정답 처리됩니다.)
9. 다음 그림은 열기관 사이클이다. T₁에서 열을 받고 T₂에서 열을 방출할 때 이 사이클의 열효율은 얼마인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 여기서는 4번을 누르면 정답 처리됩니다.)
10. 열역학 제2법칙에 대한 설명이 아닌 것은?
11. 다음은 이상기체 일 때 퓨개시티(Fugacity) f_i를 표시한 함수들이다. 틀린 것은? (단, : 용액 중 성분 i의 퓨개시티, f_i: 순수성분 i의 퓨개시티, x_i : 용액의 몰분율, P : 압력)
12. 다음 중 상태 함수에 해당하지 않는 것은?
13. 에너지에 관한 설명으로 옳은 것은?
14. 몰리에(Mollier) 선도를 나타낸 것은?
15. 공기표준 Otto 사이클에 대한 설명으로 틀린 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 여기서는 1번을 누르면 정답 처리됩니다.)
16. 1 mol 의 이상기체가 그림과 같은 가역열기관 ㄱ(1→2→3→1), ㄴ(4→5→6→4)이 있다. Ta, Tb 곡선은 등온선, 2-3, 5-6 은 등압선이고, 3-1, 6-4 는 정용(Isometric)선이면 열기관 ㄱ, ㄴ 의 외부에 한 일(W) 및 열량(Q)의 각각의 관계는?
17. 에탄올-톨루엔 2성분계에 대한 기액 평형상태를 결정하는 실험적 방법으로 다음과 같은 결과를 얻었다. 에탄올의 활동도계수는? (단, ; 에탄올의 액상, 기상의 몰분율이다.)
- T = 45℃, P = 183mmHg
- x₁=0.3, y₁=0.634
- 45℃의 순수성분에 대한 포화증기압(에탄올) = 173mmHg
18. 다음 중 가역단열과정에 해당하는 것은?
19. Z = 1 + BP 와 같은 비리얼 방정식(virial equation)으로 표시할 수 있는 기체 1몰을 등온 가역과정으로 압력 P₁ 에서 P₂까지 변화시킬 때 필요한 일 W 의 절대값을 옳게 나타낸 식은? (단, Z 는 압축인자이고 B 는 상수이다.)
20. 20℃, 1atm 에서 아세톤에 대해 부피팽창률 β=1.488×10^-3(℃)^-1, 등온압축률 K=6.2×10^-5(atm)^-1, V = 1.287cm³/g이다. 적용하에서 20℃, 1atm 에서 30℃까지 가열한다면 그 때 압력은 몇 atm인가?

2 과목 : 단위조작 및 화학공업양론

21. 이상기체의 밀도를 옳게 설명한 것은?
22. 질량조성이 N₂가 70%, H₂가 30%인 기체의 평균 분자량은 얼마인가?
23. 열에 관한 용어의 설명 중 틀린 것은?
24. 각 온도 단위에서의 온도차이(Δ) 값의 관계를 옳게 나타낸 것은?
25. 80wt% 수분을 함유하는 습윤펄프를 건조 하여 처음 수분의 70%를 제거하였다. 완전 건조펄프 1kg당 제거된 수분의 양은 얼마인가?
26. 건구온도와 습구온도에 대한 설명 중 틀린것은?
27. 50mol% 에탄올 수용액을 밀폐용기에 넣고 가열하여 일정온도에서 평형이 되었다. 이 때 용액은 에탄올 27mol% 이고, 증기조성은 에탄올 57mol% 이었다. 원용액의 몇 % 가 증발되었는가?
28. 에탄과 메탄으로 혼합된 연료가스가 산소와 질소 각각 50mol% 씩 포함된 공기로 연소 된다. 연소 후 연소가스 조성은 CO₂ 25mol%, N₂ 60mol%, O₂ 15mol% 이었다. 이때 연료가스 중 메탄의 mol% 는?
29. 이상기체 A의 정압열용량을 다음 식으로 나타낸다고 할 때 1mol 을 대기압 하에서 100℃에서 200℃ 까지 가열하는데 필요한 열량은 약 몇 cal/mol 인가?
C_p(cal/molㆍK) = 6.6 + 0.96 × 10^-3T
30. H₂의 임계온도는 33K 이고, 임계압력은 12.8atm 이다. Newton's 보정식을 이용하여 보정한 Tc와 Pc는?
31. McCabe - Thiele 의 최소이론 단수를 구한다면, 정류부 조작선의 기울기는?
32. 냉각하는 벽에서 응축되는 증기의 형태는 막상응축(film type condensation)과 적상응축(drop wise condensation)으로 나눌 수 있다. 적상응축의 전열계수는 막상응축에 비하여 대략 몇 배가 되는가?
33. 안지름 10cm의 원관에 비중 0.8, 점도 1.6cP인 유체가 흐르고 있다. 층류를 유지하는 최대 평균유속은 얼마인가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 여기서는 2번을 누르면 정답 처리됩니다.)
34. 기체 흡수탑에서 액체의 흐름을 원활히 하려면 어느 것을 넘지 않는 범위에서 조작해야 하는가?
35. 전열에 관한 설명으로 틀린 것은?
36. 캐비테이션(cavitation) 현상을 잘못 설명한 것은?
37. 동점성계수와 직접적인 관련이 없는 것은?
38. 습한 재료 10kg을 건조한 후 고체의 무게를 측정하였더니 7kg이었다. 처음 재료의 함수율은 얼마인가? (단, 단위는 kg H2O/kg 건조 고체)
39. 상계점(Plait point)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
40. "분쇄에 필요한 일은 분쇄전후의 대표 입경의 비(D_p1/D_p2)에 관계되며 이 비가 일정하면 일의 양도 일정하다." 는 법칙은 무엇인가?

3 과목 : 공정제어

41. 다음 그림에서와 같은 제어계에서 안정성을 갖기 위한 Kc의 범위(lower bound)를 가장 옳게 나타낸 것은?
42. 1차공정의 계단응답의 특징 중 옳지 않은 것은?
43. 공정의 제어 성능을 적절히 발휘하는 데에 장애가 되는 요소가 아닌 것은?
44. 다음 블록선도의 제어계에서 출력 C 를 구하면?
45. 제어밸브 입출구 사이의 불평형 압력(unbalanced force)에 의하여 나타나는 밸브위치의 오차, 히스테리시스 등이 문제가 될 때 이를 감소시키기 위하여 사용되는 방법과 관련이 가장 적은 것은?
46. 다음 중에서 사인응답(Sinusoidal Response)이 위상앞섬(Phase lead)을 나타내는 것은?
47. coshωt 의 Laplace 변환은?
48. 이득이 1 인 2차계에서 감쇠계수(damping factor) ξ ＜ 0.707 일 때 최대 진폭비(AR)max는?
49. 그림과 같은 블록 다이아그램으로 표시되는 제어계에서 R 과 C 간의 관계를 하나의 블록으로 나타낸 것은? (단, 이다.)
50. 다음 중 가장 느린 응답을 보이는 공정은?
51. 단면적이 3m²인 수평관을 사용해서 100m 떨어진 지점에 4000kg/min의 속도로 물을 공급하고 있다. 이 계의 수송지연(Transportation lag)은 몇 분인가? (단, 물의 밀도는 1000kg/m³이다.)
52. 공정변수 값을 측정하는 감지시스템은 일반적으로 센서, 전송기로 구성된다. 다음 중 전송기에서 일어나는 문제점으로 가장 거리가 먼것은?
53. 다음 함수의 Laplace 변환은? (단, u(t)는 단위계단함수(unit step function)이다.)
54. 비례이득이 2, 적분시간이 1인 비례-적분(PI) 제어기로 도입되는 제어 오차(error)에 단위계단 변화가 주어졌다. 제어기로부터의 출력m(t), t≥0 를 구한 것으로 옳은 것은? (단, 정상상태에서의 제어기의 출력은 0 으로 간주한다.)
55. 어떤 공정로 비례이득(gain)이 2인 비례제어기로 운전되고 있다. 이 때 공정출력이 주기 3으로 계속 진동하고 있다면, 다음 설명 중 옳은 것은?
56. 다음 그림은 외란의 단위계단 변화에 대해 잘 조율된 P, PI, PD, PID 에 의한 제어계 응답을 보인 것이다. 이 중 PID 제어기에 의한 결과는 어떤 것인가?
57. 강연회 같은 데서 간혹 일어나는 일로 마이크와 스피커가 방향이 맞으면 '삐' 하는 소리가 나게 된다. 마이크의 작은 신호가 스피커로 증폭되어 나오고, 다시 이것이 마이크로 들어가 증폭되는 동작이 반복되어 매우 큰 소리로 되는 것이다. 이러한 현상을 설명하는 폐루프의 안정성 이론은?
58. 폭이 w 이고, 높이가 h 인 사각펄스의 Laplace 변환으로 옳은 것은?
59. 어떤 반응기에 원료가 정상상태에서 100L/min 의 유속으로 공급될 때 제어밸브의 최대유량을 정상상태 유량의 4배로 하고 I/P 변환기를 설정하였다면 정상상태에서 변환기에 공급된 표준 전류신호는 몇 mA 인가? (단, 제어밸브는 선형특성을 가진다.)
60. 다음 중 되먹임 제어계가 불안정한 경우에 나타나는 특성은?

4 과목 : 공업화학

61. Polyisobutylene의 중합방법은?
62. 아세트알데히드는 Hochst-Wacker 법을 이용하여 에틸렌으로부터 얻어질 수 있다. 이 때 사용되는 촉매에 해당하는 것은?
63. 소금물을 전기분해하여 공업적으로 가성소다를 제조할 때 다음 중 적합한 방법은?
64. N₂O₄와 H₂O가 같은 몰 비로 존재하는 용액에 산소를 넣어 HNO₃ 30kg을 만들고자 한다. 이 때 필요한 산소의 양은 약 몇 kg 인가? (단, 반응은 100% 일어난다고 가정한다.)
65. 다음 중 소다회의 사용 용도로 가장 거리가 먼 것은?
66. 아크릴산 에스테르의 공업적 제법과 가장 거리가 먼 것은?
67. 황산 중에 들어있는 비소산화물을 제거하는데 이용되는 물질은?
68. 반도체공정 중 노광 후 포토레지스트로 보호되지 않는 부분을 선택적으로 제거하는 공정을 무엇이라 하는가?
69. 암모니아의 합성반응에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
70. 프로필렌, CO 및 H₂의 혼합가스를 촉매하에서 고압으로 반응시켜 카르보닐 화합물을 제조하는 반응은?
71. 암모니아 합성공업에 있어서 1000℃ 이상의 고온에서 코크스에 수증기를 통할 때 주로 얻어지는 가스는?
72. 하루 117ton 의 NaCl 을 전해하는 NaOH 제조 공장에서 부생되는 H₂와 Cl₂를 합성하여 39wt% HCl 을 제조할 경우 하루 약 몇 ton의 HCl 이 생산되는가? (단, NaCl 은 100% H₂와 Cl₂는 99% 반응하는 것으로 가정한다.)
73. 황산 60%, 질산 24%, 물 16%의 혼산 100kg 을 사용하여 벤젠을 니트로화할 때, 질산이 화학양론적으로 전량 벤젠과 반응하였다면 DVS 값은 얼마인가?
74. 니트로벤젠을 환원시켜 아닐린을 얻고자 할 때 사용하는 것은?
75. 다음 물질 중 감압증류로 얻는 것은?
76. 벤젠을 400~500℃ 에서 V₂O₅촉매상으로 접촉 기상 산화시킬 때의 주생성물은?
77. 실용전지 제조에 있어서 작용물질의 조건으로 가장 거리가 먼 것은?
78. 공업적인 HCl 제조방법에 해당하는 것은?
79. 열가소성 수지의 대표적인 종류가 아닌 것은?
80. 다음 중 석유의 전화법으로 거리가 먼 것은?

5 과목 : 반응공학

81. 다음 그림은 균일계 비가역 병렬 반응이 플러그 흐름반응기에서 진행될 때 순간수율 와 반응물의 농도(C_A)간의 관계를 나타낸 것이다. 빗금친 부분의 넓이가 뜻하는 것은?
82. 혼합흐름반응기에서 일어나는 액상 1차 반응의 전화율이 50%일 때 같은 크기의 혼합흐름반응기를 직렬로 하나 더 연결하고 유량을 같게 하면 최종 전화율은?
83. 화학반응의 활성화 에너지와 온도 의존성에 대한 설명 중 옳은 것은?
84. 1A ↔ 1B + 1C 이 1bar 에서 진행되는 기상반응이다. 1몰 A가 수증기 15몰로 희석되어 유입된다. 평형에서 반응물 A의 전화율은? (단, 평형상수 Kp는 100 mbar이다.)
85. 다음 중 촉매 작용의 일반적인 특성으로 옳지 않은 것은?
86. 다음 비가역 기초반응에 의하여 연간 2억 kg 에틸렌을 생산하는데 필요한 플러그흐름 반응기의 부피는 몇 m³ 인가? (단, 압력은 8atm, 온도는 1200K 등온이며 압력강하는 무시하고 전화율 90% 를 얻고자 한다.)
C₂H₆ → C₂H₄ + H₂, 속도상수K_(1200k) = 4.07s
87. 정용회분식 반응기에서 1차반응의 반응속도식은? (단, [A]는 반응물 A 의 농도, [A₀]는 반응물 A 의 초기농도, k 는 속도상수, t 는 시간이다.)
88. 공간속도(Space velocity)가 2.5s^-1이고 원료의 공급율이 1초당 100L 일 때의 반응기의 체적은 몇 L 이겠는가?
89. 다음 반응에서 생성속도의 비를 표현한 식은? (단, a₁은 A → R 반응의 반응차수이며 a₂는 A → S 반응의 반응차수이다. k₁, k₂ 각각의 경로에서 속도상수이다.)
90. 다음은 어떤 가역 반응의 단열 조작선의 그림이다. 조작선의 기울기는 로 나타내는데 이 기울기가 큰 경우에는 어떤 형태의 반응기가 가장 좋겠는가? (단, C_P는 열용량, △H_r은 반응열을 나타낸다.)
91. 정용 회분식 반응기(batch reactor)에서 반응물 A(C_AD=1mol/L)가 80% 전환되는데 8분 걸렸고, 90% 전환되는데 18분이 걸렸다면 이 반응은 몇 차 반응인가?
92. 그림과 같은 기초적 반응에 대한 농도 -시간곡선을 가장 잘 표현하고 있는 반응 형태는?
93. 다음과 같이 진행되는 반응은 어떤 반응인가?
Reactants → (Intermediates)^X
(Intermediates)^X → Products
94. A 가 R 이 되는 효소반응이 있다. 전체 효소 농도를 [E₀] , 미카엘리스(Michaelis) 상수를 [M] 라고 할 때 이 반응의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?
95. 기초 2차 액상반응 2A → 2R 을 순환비가 2인 등온플러그 흐름반응기에서 반응시킨 결과 50% 의 전화율을 얻었다. 동일반응에서 순환류를 폐쇄시킨다면 전화율은?
96. A → B 반응이 1차 반응일 때 속도상수가 4×10^-3s^-1이고 반응 속도가 10×10^-5mol/cm³ㆍs이라면 반응물의 농도는 몇 mol/cm³ 인가?
97. HBr의 생성반응 속도식이 다음과 같을 때 k₁의 단위는?
r_HBr = k₁[H₂][Br₂]^1/2 / (k₂ + [HBr]/Br₂])
98. 다음의 등온에서 병렬 반응인 경우 S_DU(선택도)를 향상시킬 수 있는 조건 중 옳지 않은 것은? (단, 활성화에너지는 E₁＜E₂이다.)
99. 부피 100L 이고 space time 이 5min 인 혼합흐름 반응기에 대한 설명으로 옳은 것은?
100. 다음 두 반응이 평행하게 동시에 진행되는 반응에 대해 목적물의 선택도를 높이기 위한 설명으로 옳은 것은?