2018년 국가직 7급 공개경쟁채용 반응공학 나책형 기출문제

2018년 국가직 7급 공개경쟁채용 반응공학 나책형 20문항 중 10문항의 발문과 선지입니다. 시험 시간은 20분입니다. 나머지 10문항은 그림이나 지문이 있어 앱에서 볼 수 있습니다. 정답·해설은 앱에서 볼 수 있습니다.

출처: 국가공무원 채용시스템(인사혁신처)

1. 1번
   반응속도식이 - r_{{A}} = kC_{{A}}^{{\, \, 2}} C_{{B}} C_{{C}}^{{\, \, 3}}일 때, 옳지 않은 것은? (단, C_{{I}}는 I의 농도이다)
   1. ①전체 반응차수는 6차이다.
   2. ②반응속도상수 k는 무차원(dimensionless)이다.
   3. ③A에 대해 반응차수는 2차이다.
   4. ④반응속도 - r_{{A}}는 단위시간당 단위부피당 반응하는 A의 몰수이다.
2. 2번
   등온 회분식 반응기에서 A \, - > \, 2 R인 액상 반응이 진행된다. 반응이 A에 대해 2차일 때, 반응 개시 후 전환율 50%에 도달하는 데 걸리는 시간(t_{{50}})에 대한 전환율 75%에 도달하는 데 걸리는 시간(t_{{75}})의 비\left( \frac{{t_{{75}}}}{{t_{{50}}}} \right)는?
   1. ①1
   2. ②2
   3. ③3
   4. ④4
3. 3~4번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
4. 5번
   등온 회분식 반응기에서 2 A \, - > \, B \,인 액상 기초반응을 수행하여 A의 초기농도가 1molL^-1일 때 10분 후 50%의 전환율을 얻었다. 이 반응을 동일 온도의 혼합흐름 반응기에서 수행하여 동일한 전환율을 얻고자 할 때, 필요한 혼합흐름 반응기의 부피[L]는? (단, 혼합흐름 반응기로 A가 1molL^-1의 농도와 10molmin^-1의 몰유량으로 공급된다)
   1. ①10
   2. ②20
   3. ③100
   4. ④200
5. 6~7번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
6. 8번
   직렬로 연결된 두 개의 혼합흐름 반응기에서 A \, - > \, B \,인 1차 등온 액상 반응이 진행된다. 최종 전환율이 0.75일 때, 두 반응기 부피의 합이 최소가 되는 첫 번째 반응기 출구 전환율은?
   1. ①0.3
   2. ②0.4
   3. ③0.5
   4. ④0.6
7. 9번
   등온 정압 조건의 혼합흐름 반응기에서 A \, - > \, 2 R인 기상 기초반응이 진행된다. 비활성 물질이 반응물 A와 함께 공급되며 반응기 입구에서 A의 몰분율은 0.8, 반응속도상수 k는 0.1min^-1일 때, 전환율 50%를 얻기 위한 공간시간[min]은?
   1. ①7
   2. ②14
   3. ③28
   4. ④56
8. 10~13번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
9. 14번
   촉매반응의 일반적인 특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
   1. ①촉매는 반응의 활성화에너지에 영향을 주어 반응속도를 변화시킨다.
   2. ②불균일계 고체 촉매반응은 주로 유체와 고체 사이의 계면에서 일어난다.
   3. ③촉매활성을 나타내는 전환빈도(turnover frequency, TOF)는 단위시간, 단위활성점당 반응하는 분자수를 의미한다.
   4. ④촉매는 주로 반응속도를 높여서 가역반응의 평형전환율을 높인다.
10. 15번
    혼합흐름 반응기에서 A \, - > \, B \,인 2차 액상반응을 수행하여 공급하는 A의 농도가 2molL^-1일 때 50%의 전환율을 얻었다. 공간시간과 반응속도상수는 변화시키지 않고 공급하는 A의 농도를 20molL^-1로 높였을 때, 출구에서 전환율[%]은?
    1. ①60
    2. ②70
    3. ③80
    4. ④90
11. 16번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
12. 17번
    정상상태 비등온 플러그흐름 반응기에서 진행되는 단열 가역반응에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
    1. ①발열반응의 경우 공급원료의 온도가 높아짐에 따라 평형전환율을 얻을 수 있는 위치는 반응기 입구로부터 멀어진다.
    2. ②발열반응의 경우 공급원료의 온도가 높아짐에 따라 평형전환율은 감소한다.
    3. ③흡열반응의 경우 공급원료의 온도가 매우 낮은 상태에서는 생성물이 거의 생기지 않는다.
    4. ④발열반응의 도달할 수 있는 최대 전환율은 단열조작선과 온도－평형전환율 상관식의 교점으로 구한다.
13. 18번
    정상상태 혼합흐름 반응기에서 A \, - > \, B \,인 액상 발열반응이 상변이 없이 진행된다. 온도 300K의 순수한 A가 반응기로 공급되며 반응기의 온도는 460K으로 일정하게 유지된다. 전환율 60%를 얻기 위해, 공급되는 A의 단위몰당 반응기에서 제거해야 하는 열[calmol^-1]은? (단, 교반기에 의해 반응기에 가해진 일은 무시할 수 있고 A와 B의 열용량은 10calmol^-1K^-1으로 동일하며, 300K에서 반응열 \Delta H_{{r}}은 －8,000calmol^-1이다)
    1. ①800
    2. ②1,600
    3. ③2,400
    4. ④3,200
14. 19번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
15. 20번
    고체 촉매를 이용한 반응기 설계에서 고정층(fixed bed) 반응기와 비교할 때 유동층(fluidized bed) 반응기의 장점에 해당하지 않는 것은?
    1. ①반응기 내부의 온도 제어가 용이하다.
    2. ②촉매무게당 전환율이 높다.
    3. ③반응기 내부에 국소고온점(hot spot)이 생성될 가능성이 낮다.
    4. ④촉매의 비활성화가 급격히 일어나 촉매를 자주 재생할 필요가 있을 경우 효과적이다.