화공기사 기출문제 3회 (2020.08.22)

자격시험 기사 화공기사category

화공기사 기출문제 2020년 3회 (2020.08.22)

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. 이상기체의 열용량에 대한 설명으로 옳은 것은?

①	이상기체의 열용량은 상태함수이다.
②	이상기체의 열용량은 온도에 무관하다.
③	이상기체의 열용량은 압력에 무관하다.
④	모든 이상기체는 같은 값의 열용량을 갖는다.

2. 일정온도 80℃에서 라울(Raoilt)의 법칙에 근사적으로 일치하는 아세톤과 니트로메탄 이성분계가 기액평형을 이루고 있다. 아세톤의 액상 몰분율이 0.4 일 때 아세톤의 기체상 몰분율은? (단, 80℃에서 순수 아세톤과 니트로메탄의 증기압은 각각 195.75, 50.32 kPa 이다.)

①	0.85
②	0.72
③	0.28
④	0.15

3. 372℃, 100atm에서의 수증기부피(L/mol)는? (단, 수증기는 이상기체라 가정한다.)

①	0.229
②	0.329
③	0.429
④	0.529

4. 이상기체에 대한 설명 중 틀린 것은? (단, U : 내부에너지, R : 기체상수, C_P : 정압열용량, C_V : 정적열용량이다.)
5. 360℃ 고온 열저장고와 120℃ 저온 열저장고 사이에서 작동하는 열기관이 60kW의 동력을 생산한다면 고온 열저장고로부터 열기관으로 유입되는 열량(Q_{H/_{; kW)은?}}
6. Joule-Thomson coefficient를 옳게 나타낸 것은? (단, C_P : 정압열용량, V : 부피, P : 압력, T : 온도를 의미한다.)
7. “에너지보존의 법칙”으로 불리는 것은?
8. 다음 중 상태함수가 아닌 것은?
9. 다음 그래프가 나타내는 과정으로 옳은 것은? (단, T는 절대온도, S는 엔트로피이다.)
10. CO₂ + H₂ → CO + H₂O 반응이 760℃, 1기압에서 일어난다. 반응한 CO₂의 몰분율을 x라 하면 이때 평형상수 KP를 구하는 식으로 옳은 것은? (단, 초기에 CO₂와 H₂는 각각 1몰씩이며, 초기의 CO와 H₂O는 없다고 가정한다.)
11. 어떤 가역 열기관이 500℃에서 1000cal의 열을 받아 일을 생산하고 나머지의 열을 100℃의 열소(heat sink)에 버린다. 열소의 엔트로피 변화(cal/K)는?
12. 화학반응의 평형상수 K의 정의로부터 다음의 관계식을 얻을 수 있을 때, 이 관계식에 대한 설명 중 틀린 것은?
13. 수증기와 질소의 혼합기체가 물과 평형에 있을 때 자유도는?
14. 카르노 사이클(Carnot cycle)에 대한 설명으로 틀린 것은?
15. 화학반응에서 정방향으로 반응이 계속 일어나는 경우는? (단, △G : 깁스자유에너지변화량, K : 평형상수이다.)
16. 반데르 발스(Van der Waals)의 상태식에 따르는 n mol의 기체가 초기 용적(v₁)에서 나중 용적(v₂)으로 정온가역적으로 팽창할 때 행한 일의 크기를 나타낸 식으로 옳은 것은?
17. 비압축성 유체의 성질이 아닌 것은?
18. 오토(Otto) 사이클의 효율(η)을 표시하는 식으로 옳은 것은? (단, γ : 비열비, r_v : 압축비, r_f : 팽창비이다.)
19. 열전도가 없는 수평 파이프 속에 이상기체가 정상상태로 흐른다. 이상기체의 유속이 점점 증가할 때 이상기체의 온도변화로 옳은 것은?
20. 2.0 atm의 압력과 25℃의 온도에 있는 2.0몰의 수소가 동일조건에 있는 3.0몰의 암모니아와 이상적으로 혼합될 때 깁스자유에너지변화량(△G; kJ)은?

2 과목 : 단위조작 및 화학공업양론

21. 30℃, 760mmHg에서 공기의 수증기압이 25 mmHg이고, 같은 온도에서 포화 수증기압이 0.0433 kgf/cm² 일 때, 상대습도(%)는?
22. 표준상태에서 일산화탄소의 완전연소 반응열(kcal/gmol)은? (단, 일산화탄소와 이산화탄소의 표준생성엔탈피는 아래와 같다.)
23. 25℃에서 10L의 이상기체를 1.5L까지 정온 압축시켰을 때 주위로부터 2250 cal의 일을 받았다면 압축한 이상기체의 몰수(mol)는?
24. 대응상태원리에 대한 설명 중 틀린 것은?
25. 질소 280kg과 수소 64kg이 반응기에서 500℃, 300 atm 조건으로 반응되어 평형점에서 전체 몰수를 측정하였더니 26 kmol 이였다. 반응기에서 생성된 암모니아(kg)는?
26. 기화잠열을 추산하는 방법에 대한 설명 중 틀린 것은?
27. 원유의 비중을 나타내는 지표로 사용되는 것은?
28. CO_(g)를 활용하기 위해 162g의 C, 22g의 H₂의 혼합연료를 연소하여 CO₂ 11.1 vol%, CO 2.4 vol%, O₂ 4.1 vol%, N₂ 82.4 vol% 조성의 연소가스를 얻었다. CO의 완전연소를 고려하지 않은 공기의 과잉공급률(%)는? (단, 공기의 조성은 O₂ 21 vol%, N₂ 79 vol% 이다.)
29. 상, 상평형 및 임계온도에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?
30. 20℃, 740 mmHg에서 N₂ 79 mol%, O₂ 21 mol% 공기의 밀도(g/L)는?
31. 벤젠과 톨루엔의 2성분계 정류조직의 자유도(degrees of freedom)는?
32. 완전 흑체에서 복사 에너지에 관한 설명으로 옳은 것은?
33. 중력가속도가 지구와 다른 행성에서 물이 흐르는 오리피스의 압력차를 측정하기 위해 U자관 수은압력계(manometer)를 사용하였더니 압력계의 읽음이 10cm 이고 이 때의 압력차가 0.05 kgf/cm² 였다. 같은 오리피스에 기름을 흘려보내고 압력차를 측정하니 압력계의 읽음이 15cm라고 할 때 오리피스에서의 압력차(kgf/cm²)는? (단, 액체의 밀도는 지구와 동일하며, 수은과 기름의 비중은 각각 13.5, 0.8 이다.)
34. 1 atm, 건구온도 65℃, 습구온도 32℃, 습윤공기의 절대습도()는? (단, 습구온도 32℃의 상대습도 : 0.031, 기화잠열 : 580 kcal/kg, 습구계수 : 0.227 kg·kcal/℃ 이다.)
35. 막 분리 공정 중 역삼투법에서 물과 염류의 수송 메카니즘에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
36. 비중 1.2, 운동점도 0.254 St인 어떤 유체가 안지름이 1 inch관을 0.25 m/s 의 속도로 흐를 때, Reynolds 수는?
37. 성분 A, B가 각각 50 mol%인 혼합물을 flash 증류하여 feed의 50%를 유출시켰을 때 관출물의 A조성(X_W.A)은? (단, 혼합물의 비휘발도(α_AB)는 2 이다.)
38. 열교환기에 사용되는 전열튜브(tube)의 두께를 Birmingham Wire Gauge(BWG)로 표시하는데 다음 중 튜브의 두께가 가장 두꺼운 것은?
39. 다음 중 기체수송장치가 아닌 것은?
40. 추출조작에 이용하는 용매의 성질로서 옳지 않은 것은?

3 과목 : 공정제어

41. PID 제어기에서 미분동작에 대한 설명으로 옳은 것은?
42. 인 계의 unit impulse 응답은?
43. 그림과 같은 음의 피드백(negative feedback)에 대한 설명으로 틀린 것은? (단, 비례상수 K는 상수이다.)
44. 다음 블록선도로부터 서보 문제(Servo problem)에 대한 총괄전달함수 C/R는?
45. Routh-Hurwitz 안전성 판정이 가장 정확하게 적용되는 공정은? (단, 불감시간은 dead time을 뜻한다.)
46. Laplace 변환에 대한 설명 중 틀린 것은?
47. 비례적분(PI)제어계에 단위계단 변화의 오차가 인가되었을 때 비례이득(Kc) 또는 적분시간(τ_I)을 응답으로부터 구하는 방법이 타당한 것은?
48. Amplitude ratio가 항상 1인 계의 전달함수는?
49. 인 공정에 피드백 제어계(unit feedback system)를 구성할 때, 폐회로(closed-loop) 전체의 전달함수가 이 되게 하는 제어기는?
50. 열교환기에서 유출물의 온도를 제어하려고 한다. 열교환기는 공정이득 1, 시간상수 10을 갖는 1차계 공정의 특성을 나타내는 것으로 파악되었다. 온도 감지기는 시간상수 1을 갖는 1차계 공정 특성을 나타낸다. 온도 제어를 위하여 비례제어기를 사용하여 되먹임 제어시스템을 채택할 경우, 제어 시스템이 임계감쇠계(critically damped system) 특성을 나타낼 경우의 제어기 이득(K_c) 값은? (단, 구동기의 전달함수는 1로 가정한다.)
51. 자동차를 운전하는 것을 제어시스템의 가동으로 간주할 때 도로의 차선을 유지하며 자동차가 주행하는 경우 자동차의 핸들은 제어시스템을 구성하는 요소 중 어디에 해당하는가?
52. 단일입출력(Single Input Single Output; SISO) 공정을 제어하는 경우에 있어서, 제어의 장애요소로 다음 중 가장 거리가 먼 것은?
53. 2차계 시스템에서 시간의 변화에 따른 응답곡선은 아래와 같을 때 Overshoot은?
54. 함수의 역 Laplace 변환으로 옳은 것은?
55. 다음은 열교환기에서의 온도를 제어하기 위한 제어 시스템을 나타낸 것이다. 제어목적을 달성하기 위한 조절변수는?
56. 다음 중 제어계 설계에서 위상각 여유(phase margin)는 어느 범위일 때 가장 강인(robust)한가?
57. 위상지연이 180°인 주파수는?
58. 어떤 계의 unit impulse 응답이 e^-2t 였다. 이 계의 전달함수(transfer function)는?
59. 비례제어기의 비례제어 상수를 선형계가 안정되도록 결정하기 위해 비례제어 상수를 0으로 놓고 특성방정식을 푼 결과 서로 다른 세 개의 음수의 실근이 구해졌다. 비례제어 상수를 점점 크게 할 때 나타나는 현상을 옳게 설명한 것은?
60. PID 제어기의 비례 및 적분동작에 의한 제어기 출력 특성 중 옳은 것은?

4 과목 : 공업화학

61. 다음 중 1차 전지가 아닌 것은?
62. 암모니아 소다법에서 암모니아와 함께 생성되는 부산물에 해당하는 것은?
63. Nylon 6의 원료 중 caprolactam의 화학식에 해당하는 것은?
64. 수용액 상태에서 산성을 나타내는 것은?
65. 일반적인 성질이 열경화성 수지에 해당하지 않는 것은?
66. 방향족 아민에 1당량의 황산을 가했을 때의 생성물에 해당하는 것은?
67. 솔베이법과 염안소다법을 이용한 소다회 제조과정에 대한 비교 설명 중 틀린 것은?
68. Aramid섬유의 한 종류인 Kevlar 섬유의 제조에 필요한 단량체는?
69. 탄화수소의 분해에 대한 설명 중 틀린 것은?
70. 에틸렌과 프로필렌을 공이량화(co-dimerization)시킨 후 탈수소시켰을 때 생성되는 주물질은?
71. 접촉식 황산 제조법에 사용하는 바나듐촉매의 특성이 아닌 것은?
72. 아세틸렌법으로 염화비닐을 생성할 때 아세틸렌과 반응하는 물질로 옳은 것은?
73. 수분 14wt%, NH₄HCO₃ 3.5wt%가 포함된 NaHCO₃ 케이크 1000kg에서 NaHCO₃가 단독으로 열분해되어 생기는 물의 질량(kg)은? (단, NaHCO₃의 열분해는 100% 진행된다.)
74. 석유화학공업에서 분해에 의해 에틸렌 및 프로필렌 등의 제조의 주된 공업원료로 이용되고 있는 것은?
75. SO₂가 SO₃로 산화될 때의 반응열(△H; kcal/mol)은? (단, SO₂의 △H_f : -70.96 kcal/mol, SO₃의 △H_f : -94.45 kcal/mol 이다.)
76. 암모니아의 합성용 수성가스 제조 시 blow 반응에 해당하는 것은?
77. 반도체 공정에 대한 설명 중 틀린 것은?
78. 35wt% HCl 용액 1000kg에서 HCl의 물질량(kmol)은?
79. 복합비료에 대한 설명으로 틀린 것은?
80. Witt 의 발색단설에 의한 분류에서 조색단 기능성기로 옳은 것은?

5 과목 : 반응공학

81. 촉매반응의 경우 촉매의 역할을 잘 설명한 것은?
82. A와 B를 공급물로 하는 아래 반응에서 R이 목적생성물일 때, 목적생성물의 선택도를 높일 수 방법은?
83. HBr의 생성반응 속도식이 다음과 같을 때 k₂의 단위에 대한 설명으로 옳은 것은?
84. 균일계 액상반응(A→R)이 회분식반응기에서 1차반응으로 진행된다. A의 40%가 반응하는데 5분이 걸린다면, A의 60%가 반응하는데 걸리는 시간(min)은?
85. 균일촉매 반응이 다음과 같이 진행될 때 평형상수와 반응속도상수의 관계식으로 옳은 것은?
86. 공간시간과 평균체류 시간에 대한 설명 중 틀린 것은?
87. 어떤 반응의 전화율과 반응속도가 아래의 표와 같다. 혼합흐름반응기(CSTR)와 플러그흐름반응기(PFR)를 직렬연결하여 CSTR에서 전환율을 40%까지, PFR에서 60%까지 반응시키려 할 때, 각 반응기의 부피 합(L)은? (단, 유입 몰유량은 15 mol/s 이다.)
88. A+R → R+R 인 자동촉매 반응이 회분식반응기에서 일어날 때 반응속도가 가장 빠를 때는? (단, 초기 반응기내에는 A가 대부분이고 소량의 R이 존재한다.)
89. 플러그흐름반응기에서 아래와 같은 반응이 진행될 때, 빗금 친 부분이 의미하는 것은? (단, ø는 반응 A→R에 대한 R의 순간수율(instantaneous fractional yield)이다.)
90. 1차 기본반응의 속도상수가 1.5×10^-3s^-1 일 때, 이 반응의 반감기(s)는?
91. Arrhenius law에 따라 작도한 다음 그림 중에서 평행반응(parallel reaction)에 가장 가까운 그림은?
92. 균일 반응(A+1.5B → P)의 반응속도관계로 옳은 것은?
93. 다음과 같은 기초반응이 동시에 진행될 때 R의 생성에 가장 유리한 반응조건은?
A + B → R , A → S , B → T
94. 불균일 촉매반응에서 확산이 반응율속 영역에 있는지를 알기 위한 식과 가장 거리가 먼 것은?
95. A→R 액산반응이 부피가 0.1L인 플러그 흐름 반응기에서 -r_A= 50C_A² mol/L·min로 일어난다. A의 초기농도는 0.1 mol/L 이고 공급속도가 0.05 L/min 일 때 전화율은?
96. A→R→S로 진행하는 연속 1차 반응에서 각 농도별 시간의 곡선을 옳게 나타낸 것은? (단, C_A, C_R, C_S는 각각 A, R, S의 농도이다.)
97. 균일계 병렬 반응이 다음과 같을 때 R을 최대로 얻을 수 있는 반응 방식은?
98. 아래와 같은 경쟁반응에서 R을 더 많이 생기게 하기 위한 조건으로 적절한 것은? (단, 농도 그래프의 R과 S의 농도는 경향을 의미하며 E₁은 1번 반응의 활성화에너지, E₂는 2번 반응의 활성화에너지이다.)
99. 반감기가 50시간인 방사능액체를 10L/h의 속도를 유지하며 직렬로 연결된 두 개의 혼합탱크(각 4000L)에 통과시켜 처리할 때 감소되는 방사능의 비율(%)은? (단, 방사능붕괴는 1차반응으로 가정한다.)
100. A→R 액상 기초반응을 부피가 2.5L 인 혼합흐름반응기 2개를 직렬로 연결해 반응시킬 때의 전화율(%)은? (단, 반응상수는 0.253 min^-1, 공급물은 순수한 A이며, 공급속도는 400cm³/min 이다.)

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