화공기사 기출문제 4회 (2019.09.21)

자격시험 기사 화공기사category

화공기사 기출문제 2019년 4회 (2019.09.21)

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. 카르노사이클(Carnot cycle)의 가역 순서를 옳게 나타낸 것은?

①	단열 압축 → 단열팽창 → 등온팽창 → 등온압축
②	등온팽창 → 등온압축 → 단열팽창 → 단열압축
③	단열팽창 → 등온팽창 → 단열압축 → 등온압축
④	단열압축 → 등온팽창 → 단열팽창 → 등온압축

2. 기상 반응계에서 평형상수가

로 표시될 경우는? (단, v_i는 성분 I의 양론수,

및

는 모든 화학종 i의 곱을 나타낸다.)

①	평형혼합물물이 이상기체와 같은 거동을 할 떼
②	평형혼합물이 이상용액과 같은 거동을 할 때
③	반응에 따른 몰수 변화가 없을 때
④	반응열이 온도에 관계없이 일정할 때

3. 다음 중 경로함수(path property)에 해당하는 것은?

①	내부에너지(J/mol)
②	위치에너지(J/mol)
③	열(J/mol)
④	엔트로피(J/mol)

4. 다음 중 등엔트로피 과정(Isentropeic process)은?
5. 내연기관 중 자동차에 사용되는 것으로 흡입행정은 거의 정압에서 일어나며, 단열압축 후 전기 점화에 의해 단열팽창하는 사이클은?
6. 이상용액의 활동도 계수 γ는?
7. 어떤 가스(gas) 1g의 정압비열(Cp)이 온도의 함수로서 다음 식으로 주어질 때 계수 온도를 0℃에서 100℃로 변화시켰다면 이때 계의 가해진 열량은 몇 cal인가? (단, 는 cal/gㆍ℃, t는 ℃이며, 계의 압력은 일정하고 온도 범위에서 가스의 상변화는 없다.)
8. 실제 기체 압력이 0에 접근할 때, 잔류(residual) 특성에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 온도는 일정하다.)
9. 순환법칙 에서 얻을 수 있는 최종 식은? (단, β는 부피팽창률(Volume expansivity), k는 등온압축률(lsothermal compressebility)이다.)
10. 흐름열량계(Flow Calorimeter)를 이용하여 엔탈피 변화량을 측정하고자 한다. 열량계에서 측정된 열량이 2000W라면, 입력 흐름과 출력 흐름의 비엔탈피(Specific Enthalpy)의 차이는 몇 J/g인가? (단, 흐름열량계의 입력 흐름에서는 0℃의 물이 5g/s의 속도로 들어가며, 출력 흐름에서는 3기압, 300℃의 수중기가 배출된다.)
11. 반데르발스(vam der Waals)식에 맞는 실제기체를 등온가역 팽창시켰을 때 행한 일(work)의 크기는? (단, 이며, V₁은 초기부피, V₂는 최종부피이다.)
12. 용액 내에서 한 설분의 퓨개시티 계수를 표시한 식은? (단, ø_i는 퓨개시티 계수, 는 용액 중의 성분 i의 퓨개시티, f_i는 순수성분 i의 퓨개시티, 는 용액 중의 성분 i의 퓨개시티 x_i는 용액의 몰 분율이다.)
13. 평형에 대한 다음 조건 중 틀린 것은? (단, ø_i는 순수성분의 퓨개시티 계수, 는 용액중의 성분 i의 퓨개시티, 는 혼합물에서 성분 i의 퓨개시티, γ_i는 활동도 계수이며, x_i는 액상에서 성분 i의 조성을 나타내며, 상첨자 V는 기상, L은 액상, S는 고상, l과 ll는 두 액상을 나타낸다.)
14. 평형의 조건이 되는 열역학적 물성이 아닌 것은?
15. 3성분계의 기-액 상평형 계산을 위하여 필요한 최소의 변수의 수는 몇 개인가? (단, 반응이 없는 계로 가정한다.)
16. 0℃ 1atm의 물 1kg이 100℃ 1atm의 물로 변하였을 때 엔트로피 변화는 몇 kcal/k인가? (단, 물의 비열은 1.0cal/gㆍK이다.)
17. 부피를 온도와 압력의 함수로 나타낼 때 부피 팽창률(β)과 등온압축률(k) 의 관계를 나타낸 식으로 옳은 것은?
18. C_p=5cal/molㆍK인 이상기체를 25℃, 1기압으로부터 단열, 가역 과정을 통해 10기압까지 압축시킬 경우, 기체의 최종 온도는 약 몇 ℃인가?
19. 설탕물을 만들다가 설탕을 너무 많이 넣어 아무리 저어도 컵 바닥에 설탕이 여전히 남아있을 때의 자유도는? (단, 물의 증발은 무시한다.)
20. 이상기체가 P₁, V₁, T₁의 상태에서 P₂, V₂, T₂까지 가역적으로 단열팽창되었다. 상관관계로 옳지 않은 것은? (단, γ는 비열비이다.)

2 과목 : 단위조작 및 화학공업양론

21. 0.℃. 0.5atm 하에 있는 질소가 있다. 이 기체를 같은 압력 하에서 20℃ 가열하였다면 처음 체적의 몇 %가 증가하였는가?
22. CO₂ 25vol%와 NH₃ 75vol%의 기체 혼합물 중 NH₃의 일부가 산에 흡수되어 제거된다. 이 흡수탑을 떠나는 기체가 37.5vol%의 NH₃을 가질 때 처음에 들어있던 NH₃의 몇 %가 제거되었는가? (단, CO₂의 양은 변하지 않는다고 하며, 산용액의 조금도 증발하지 않는 다고 한다.)
23. 정상상태로 흐르는 유체가 유로의 확대된 부분을 흐를 때 변화하지 않는 것은?
24. 습한 쓰레기에 71wt% 수분이 포함되어 있었다. 최초 수분이 60%를 증발시키면 증발 후 쓰레기 내 수분의 조성은 몇 %인가?
25. 1.5wt% NaOH 수용액을 10wt% NaOH 수용액으로 농축하기 위해 농축 증발관으로 1.5wt% NaOH 수용액을 1000kg/h로 공급하면 시간당 증발되는 수문의 양은 몇 kg인가?
26. 실제기체의 거동을 예측하는 비리얼 상태식에 대한 설명으로 옳은 것은?
27. 37wt% NHO₃ 용액의 노르말(N) 농도는? (단, 이 용액의 비중은 1.227이다.)
28. 반대수(semi-log) 좌표계에서 직선을 얻을 수 있는 식은? (단, F와 Y는 종속변수이고, t와 x는 독립변수이며, a와 b는 상수이다.)
29. Ethylene glycol의 열용량 값이 다음과 같은 온도의 함수일 때, 0℃~100℃ 사이의 온도 범위 내에서 열용량의 평균값은 몇 cal/g ℃인가?
C_p[cal/gㆍ℃] = 0.55 + 0.001T
30. 30kg의 공기를 20℃에서 120℃까지 가열하는 데 필요한 열량은 몇 kcal인가? (단, 공기의 평균정압 비열은 0.24kcal/kg℃이다.)
31. 정압비열 0.24kcal/kgㆍ℃의 공기가 수평관 속을 흐르고 있다. 입구에서 공기온도가 21℃, 유속이 90m/s이고, 출구에서 유속은 150m/s이며, 외부와 열교환이 전혀 없다고 보면 출구에서의 공기온도는?
32. 다음 중 국부속도(local velocity) 측정에 가장 적합한 것은?
33. 온도에 민감하여 증발하는 동안 손상되기 쉬운 의약품을 농축하는 방법으로 적절한 것은?
34. 고체건조의 항률 건조 단계(constant rate period)에 대한 설명으로 틀린 것은?
35. 추출에서 추료(feed)에 추제(extracting solvent)를 가하여 잘 접촉시키면 2상으로 분리된다. 이 중 불활성 물질이 많이 남아 있는 상을 무엇이라고 하는가?
36. 증류에서 일정한 비휘발도의 값으로 2를 가지는 2성분 혼합물을 90mol%인 탑위제품과 10mol%인 탑밑제품으로 분리하고자 한다. 이 때 필요한 최소 이론 단수는?
37. 노즐흐름에서 충격파에 대한 설명으로 옳은 것은?
38. 흡수 충전탑에서 조작선(operating line)의 기울기를 L/V이라 할 때 틀린 것은?
39. 룰 문쇄기에 상당직격 4cm인 원료를 도입하여 상당직경 1cm로 문쇄한다. 문쇄 원료와 롤 사이의 마찰계수가 일 때 롤 지름은 약 몇 cm인가?
40. 운동점도(Kinematic viscosity)의 단위는?

3 과목 : 공정제어

41. 전류식 비례제어기가 20℃에서 100℃까지의 범위로 온도를 제어하는 데 사용된다. 제어기는 출력전류가 4mA에서 20ma까지 도달하도록 조정되어 있다면 제어기의 이득(mA/℃)은?
42. PD 제어기에서 다음과 같은 입력신호가 들어올 경우, 제어기 출력 형태는? (단, K_c는 1이고 τ_D는 1이다.)
43. Anti Reset Windup에 관한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
44. 다음과 같은 2차계의 주파수 응답에서 감쇄 계수 값에 관계없이 위상의 지연이 90°가되는 경우는? (단, τ는 시정수이고, ω는 주파수이다.)
45. 인 계에서 y(t) 의 최종값(ultimate value)은?
46. 다음 그림과 같은 액위제어계에서 제어밸브는 ATO(Air To-Opeen)형이 사용된다고 가정할 때에 대한 설명으로 옳은 것은? (단,Ditect는 공정출력이 상승할 때 제어출력이 상승함을, Revetse는 제어출력이 하강함을 의미한다.)
47. 다음과 같은 특성식(characteristic eauation)을 갖는 계가 있다면 이 께는 Routh 시험 법에 의하여 다음의 어느 경우에 해당하는가?
s⁴ + 3s³ + 5s² + 4s + 2 = 0
48. 동적계(Dynamic System)를 전달함수로 표현하는 경우를 옳게 설명한 것은?
49. 다음 그림과 같은 제어계의 제어게의 전달함수 는?
50. 온도 측정장치인 열전대를 반응기 탱크에 삽입한 접점의 온도를 T_m 유체와 접점 사이의 총열전달 계수(overall heat transfer coefficient)를 U, 접점의 표면적을 A, 탱크의 온도를 T, 접점의 질량을 m, 접점의 비열을 C_m이라고 하였을 때 접점의 에너지 d수지식은? (단, 열전대의 시간상수 )
51. 다음 블록선도의 닫힌 루프 전달함수는?
52. 1차계의 단위계단응답에서 시간 t가 2τ일 때 퍼센트 응답은 약 얼마인가? (단, τ는 1차계시간상수이다.)
53. Y = P₁X± P₂X의 블록선도로 옳지 않은 것은?
54. 어떤 2차계의 damping ratio(ξ)가 1.2일 때 unit step response는?
55. 아날로그 계장의 경우 센서 전송기의 출력신호, 제어기의 출력신호는 흔히 4~20mA의 전류로 전송된다. 이에 대한 설명으로 틀린 것은?
56. 다음 함수를 Laplace 변환할 때 올바른 것은?
57. 다음과 같은 블록선도에서 정치제어(regulatory control)일 때 옳은 상관식은?
58. 다음 중 캐스케이드제어를 적용하기에 가장 적합한 동특성을 가진 경우는?
59. 어떤 공정에 대하여 수동모드에서 제어기 출력을 10% 계단 증가시켰을 때 제어변수가 초기에 5%만큼 증가하다가 최종적으로는 원래 값보다 10%만큼 줄어들었다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 공정입력의 상승이 고정출력의 상승을 초래하면 정동작 공저이고, 공정출력의 상승이 제어출력의 상승을 초래하면 정동작 제어기이다.)
60. 인 신호의 최종값(fimal value)은?

4 과목 : 공업화학

61. NaOH 제조에 사용하는 격박법과 수은법을 옳게 비교한 것은?
62. 무기화학물과 비교한 유기화합물의 일반적인 특성으로 옳은 것은?
63. 카프로락탐에 관한 설명으로 옳은 것은?
64. 석유정제에 사용된느 용제가 갖추어야 하는 조건이 아닌 것은?
65. 암모니아 산화법에 의하여 질산을 제조하면 상압에서 순도가 약 65% 내외가 되어 공업적으로 사용하기 힘들다. 이럴 경우 순도를 높이기 위한 일반적인 방법으로 옳은 것은?
66. 질소비료 중 이론적으로 질소함유량이 가장 높은 비료는?
67. 일반적으로 고분자 합성을 단계 성장 중합(축합중합)과 사슬 성장 중합(부가중합) 반응으로 분리될 수 있다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
68. 가성소다 전해법 중 수은법에 대한 설명으로 틀린 것은?
69. 분자량이 5000, 10000, 15000, 20000, 25000 g/mol로 이루어진 다섯 개의 고분자가 각각 50, 100, 150, 200, 250kg이 있다. 이 고분자의 다분산도(polydispersity)는?
70. 프로필렌(CH₂=CH-CH₂)에서 쿠멘( )을 합성 반응으로 옳은 것은?
71. 감압 종류 공정을 거치지 않고 생산된 석유화학제품으로 옳은 것은?
72. 부식 전류가 커지는 원인이 아닌 것은?
73. 황산 제조 방법 중 연실법에서 장치의 능률을 높이고 경제적으로 조업하기 위하여 개량된 방법 또는 설비는?
74. 에폭시 수지에 대한 설명으로 틀린 것은?
75. 화학비료를 토양시비 시 토양이 산성화가 되는 주된 원인으로 옳은 것은?
76. 인 31g을 완전 연소시키기 위한 산소의 부피는 표준상태에서 몇 L인가? (단, P의 원자량은 31이다.)
77. 일반적으로 니트로화 반응을 이용하여 벤젠을 니트로벤젠으로 합성할 때 많이 사용하는 것은?
78. 인광석을 산분해하여 인산을 제조하는 방식 중 습식법에 해당하지 않는 것은?
79. 다음 중 III-V 화합물 반도체로만 나열된 것은?
80. 일반적인 공정에서 에틸렌으로부터 얻는 제품이 아닌 것은?

5 과목 : 반응공학

81. 다음과 같은 평행반응이 진행되고 있을 때 원하는 생성물이 S라면 반응물의 농도는 어떻게 조절해 주어야 하는가?
82. 어느 조건에서 Space time이 3초이고, 같은 조건 하에서 원료의 공급률이 초당 300L일 때 반응기의 체적은 몇 L인가?
83. 평균 체류시간이 같은 관형반응기와 혼합흐름 반응기에서 A→R로 표시되는 화학반응이 일어날 때 전환율이 서로 같다면 이 반응의 차수는?
84. 회분계에서 반응물 A의 전화율, X_A를 옳게 나타낸 것은? (단, N_A는 A의 몰수, N_AO는 초기 A의 몰수이다.)
85. 촉매 작용의 일반적인 특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
86. A+B→R인 비가역 기상 반응에 대해 다음과 같은 실험 데이터를 얻었다. 반응 속도식으로 옳은 것은? (단, t_1/2은 B의 반감기이고, P_A 및 P_B는 각각 A 및 B의 초기 압력이다.)
87. 크기가 같은 plug flow 반응기(PFR)와 mixed flow 반응기(MFR)를 서로 연결하여 다음의 2차 반응을 실행하고자 한다. 반응물 A의 전환율이 가장 큰 경우는?
88. 불균질(heterogeneous) 반응 속도에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
89. 균일계 가역 1차 반응 이 회분식 반응기에서 순수한 A로부터 반응이 시작하여 평형에 도달했을 때 A의 전환율이 85%이었다면 이 반응의 평형상수는 K_C는?
90. A+B→ R, r_R=1.0C_A^1.5C_B^0.3과 A+B→S, r_S=1.0C_A^0.5C_B^1.3에서 R이 요구하는 물질일 때 A의 전화율이 90%이면 혼합흐름반응기에서 R의 총괄수율(overall fractional yield)은 얼마인가? (단, A와 B의 농도는 각각 20mol/L이며 같은 속도로 들어간다.)
91. 다음 반응이 회분식 반응기에서 일어날 때 반응시간이 t이고 처음에 순수한 A로 시작하는 경우, 가역 1차 반응을 옳게 나타낸 식은? (단, A와 B의 농도는 C_A, C_B이고, C_Aeq는 평형상태에서 A의 농도이다.)
92. 1차 반응인 A→R, 2차 반응(desired)인 A→S, 3차 반응인 A→T에서 S가 요구하는 물질일 경우에 다음 중 옳은 것은?
93. C₃H₅CH₃+H₂→C₅H₆+CH₄의 톨루엔과 소수의 반응은 매우 빠른 반응이며 생성물은 평형 상태로 존재한다. 톨루엔의 초기 농도가 2mol/L, 수소의 초기농도가 4mol/L이고 반으을 900K에서 진행시켰을 때 반응 후 수소의 농도는 약 몇 mol/L인가? (단, 900K에서 평형상수 K_P=227이다.)
94. 그림에 해당되는 반응 형태는?
95. 온도가 27℃에서 37℃로 될 때 반응속도가 2배로 빨라진다면 활성화 에너지는 약 몇 cal/mol인가?
96. 반응물 A는 1차 반응 A→R에 의해 분해된다. 사로 다른 2개의 플러그흐름반응기에 다음과 같이 반응물의 주입량을 달리하여 분해 실험을 하였다. 두 반응기로부터 동일한 전화율 80%를 얻었을 경우 두 반응기의 부피비 V₂/V₁은 얼마인가? (단, F_A0 공급물 속도이고, C_A0는 초기 농도이다.)
- 반응기 1 : F_AO = 1, C_AO = 1
- 반응기 2 : F_AO = 2, C_AO = 1
97. 플러그흐름반응기를 다음과 같이 연결할 때 D와 같이 연결할 때 D와 E에서 같은 전화율을 얻기 위해서는 D쪽으로의 공급속도 분율 D/T 값은 어떻게 되어야 하는가?
98. Thiele 계수에 대한 설명으로 틀린 것은?
99. 우유를 저온살균할 때 63℃에서 30분이 걸리고, 74℃에서는 15초가 걸렸다. 이 때 활성화 에너지는 약 몇 kJ/mol인가?
100. 1차 직렬반응이 일 경우 볼 수 있다. 이 때 k의 값은?