2026년 국가직 7급 공개경쟁채용 반응공학 나책형 기출문제

2026년 국가직 7급 공개경쟁채용 반응공학 나책형 25문항 중 15문항의 발문과 선지입니다. 시험 시간은 25분입니다. 나머지 10문항은 그림이나 지문이 있어 앱에서 볼 수 있습니다. 정답·해설은 앱에서 볼 수 있습니다.

출처: 국가공무원 채용시스템(인사혁신처)

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1번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
2번
회분식반응기에서 A＋3B→C＋2D 비가역 액상 반응을 진행한다. 반응기 내 A와 B의 초기농도는 각각 10molm^-3와 9molm^-3이다. 제한반응물(limiting reactant)의 전환율이 0.50일 때, C와 D의 농도의 합[molm^-3]은? (단, 반응기 내 C와 D의 초기농도는 0이다)
1. ①1.5
2. ②3.0
3. ③4.5
4. ④9.0
3번
등온 연속교반탱크반응기(CSTR)에서 A→B 비가역 액상 1차 반응을 진행한다. A의 전환율 0.50을 얻기 위해 필요한 공간시간은? (단, {k}는 반응속도상수이다)
1. ①k
2. ②2 k
3. ③\frac{{1}}{{k}}
4. ④\frac{{1}}{{2 k}}
4~5번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
6번
등온 충전층반응기(PBR)에서 압력강하 없이 A→B 비가역 기상 2차 반응이 진행된다. A의 초기농도는 1molL^-1이며, 부피유량은 10Lmin^-1이다. A의 전환율이 0.80에 도달하기 위해 필요한 촉매의 양[kg]은? (단, A와 B는 이상기체이고, 촉매 단위 질량 당 반응속도식의 속도상수는 2L²mol^-1min^-1kg^-1이다)
1. ①10
2. ②12
3. ③16
4. ④20
7번
등온 회분식반응기에서 A→B 비가역 액상 기초반응을 진행한다. 반응 시작 5분 후 A의 농도는 20molL^-1이고, 반응 시작 10분 후 A의 농도는 10molL^-1이다. 해당 반응의 반응속도상수[min^-1]는? (단, ln2＝0.7이다)
1. ①0.140
2. ②0.175
3. ③0.350
4. ④0.700
8번
부피가 500L인 등온 플러그흐름반응기(PFR)에서 순수한 A를 반응물로 A→B 비가역 액상 1차 반응을 진행하여, A의 전환율 0.50을 얻었다. 동일한 반응에 대하여 A의 전환율 0.75에 도달하기 위해 필요한 PFR의 부피[L]는? (단, A의 초기농도, A의 공급 몰유량, 반응온도는 모두 동일하다)
1. ①750
2. ②1,000
3. ③1,250
4. ④1,500
9~10번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
11번
등온 멤브레인 반응기(membrane reactor)에서 A⇄B＋C 가역 기상 기초반응을 진행한다. 반응 중 멤브레인을 통해 생성물 C만 반응기에서 선택적으로 제거할 때, 이에 대한 설명으로 옳은 것은?
1. ①A의 전환율은 평형전환율을 넘어설 수 있다.
2. ②C의 선택적 제거는 반응의 평형상수를 증가시킨다.
3. ③반응기 내 모든 위치에서 평형 조성이 유지된다.
4. ④A의 전환율은 멤브레인의 투과도와 무관하다.
12번
부피가 V인 등온 연속교반탱크반응기(CSTR)에서 순수한 A를 반응물로 A→B 비가역 액상 2차 반응을 진행하여, A의 전환율 0.50을 얻었다. 부피가 \frac{{V}}{{3}}인 등온 플러그흐름반응기(PFR) 3개를 직렬로 연결하여 동일한 반응을 진행할 때, 마지막 반응기 출구에서 A의 전환율은? (단, A의 초기농도, A의 공급 몰유량, 반응온도는 동일하다)
1. ①\frac{{1}}{{2}}
2. ②\frac{{2}}{{3}}
3. ③\frac{{3}}{{4}}
4. ④\frac{{4}}{{5}}
13~14번 그림이나 지문이 있는 문항입니다. 앱에서 보기
15번
등온 연속교반탱크반응기(CSTR)에서 A→B 비가역 액상 반응을 진행하며, 반응속도식은 - r_{{\mathrm{A}}} = \frac{{kC_{{\mathrm{A}}}}}{{1 + KC_{{\mathrm{A}}}}}[molL^-1min^-1]이다. 초기농도 10molL^-1의 A를 반응물로 공급하고, 공간시간 60min으로 운전하여 B를 생산하였다. 동일한 반응기에서 B의 생산량을 10% 증가시키기 위해 공급해야 하는 반응물 A의 초기농도[molL^-1]는? (단, k＝0.1min^-1, K＝1Lmol^-1, A의 공급 부피유량과 반응온도는 동일하다)
1. ①11.0
2. ②11.5
3. ③16.0
4. ④16.5
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17번
부피가 일정한 등온 회분식반응기에서 순수한 A를 반응물로 \mathrm{A} \, REL \rightarrow {k_{{1}}} {} \, \mathrm{B} \, REL \rightarrow {k_{{2}}} {} \, \mathrm{C} 비가역 연속 1차 반응을 진행한다. B의 농도가 최대일 때, A의 농도[molL^-1]는? (단, k_{{1}}＝3min^-1, k_{{2}}＝6min^-1, A의 초기농도는 2molL^-1이다)
1. ①0.8
2. ②1.0
3. ③1.2
4. ④1.4
18번
등온 회분식반응기에서 순수한 A를 반응물로 A→B 비가역 액상 기초반응을 진행하며, 반응속도상수는 아레니우스(Arrhenius) 식을 따른다. 온도 400K에서 A의 전환율이 0.70에 도달할 때까지 1시간이 소요되었다. 동일한 초기 조건에서 온도만 800K로 증가시킬 경우, 전환율 0.70을 달성하기 위해 필요한 반응시간[h]은? (단, 기체상수는 8.3Jmol^-1K^-1, 활성화 에너지는 33.2kJmol^-1이며, 빈도인자는 온도에 상관없이 일정하다)
1. ①e^{{- 0.5}}
2. ②e^{{- 2}}
3. ③e^{{- 4}}
4. ④e^{{- 5}}
19번
공극이 있는 촉매 입자 내에서 반응물의 평균 확산을 나타내기 위해 사용되는 유효확산계수(effective diffusivity)와 반비례 관계인 것은?
1. ①굴곡도
2. ②분자 확산계수
3. ③세공분율
4. ④Knudsen 확산계수
20번
부피가 1,000L인 등온 회분식반응기에서 A→B 비가역 액상 1차 반응을 진행하며, 반응속도상수는 0.05min^-1이다. A의 초기농도는 2molL^-1이며, 전환율 0.875까지 반응시킨 후 배출한다. 매 회분마다 반응시간 외에도 충전, 가열, 배출, 세척에 총 30분이 소요된다. 24시간 동안 최대 생산할 수 있는 B의 양[kmol]은? (단, ln2＝0.7이고, 반응기는 24시간 연속 가동하며, 완결된 회분만 생산량에 포함한다)
1. ①35
2. ②40
3. ③42
4. ④72
21번
연속교반탱크반응기(CSTR)에서 A⇄B 가역 액상 기초반응을 진행한다. 동일한 몰유량의 A와 B가 반응기로 공급될 때, 반응속도식(- r_{{\A}})은? (단, k_{{\A}}는 정반응의 반응속도상수, C_{{\mathrm{A} 0}}는 A의 초기농도, K_{{\C}}는 농도평형상수, X_{{\mathrm{A}}}는 A의 전환율이다)
1. ①k_{{\mathrm{A}}} C_{{\mathrm{A} 0}} ( 1 - X_{{\mathrm{A}}} )
2. ②k_{{\mathrm{A}}} C_{{\mathrm{A} 0}} \left( 1 - \frac{{1 - X_{{\mathrm{A}}}}}{{X_{{\A}} K_{{\C}}}} \right)
3. ③k_{{\mathrm{A}}} C_{{\mathrm{A} 0}} \left[ 1 - X_{{\mathrm{A}}} \left( 1 + \frac{{1}}{{K_{{\C}}}} \right) \right]
4. ④k_{{\mathrm{A}}} C_{{\mathrm{A} 0}} \left[ ( 1 - X_{{\mathrm{A}}} ) - \frac{{( 1 + X_{{\mathrm{A}}} )}}{{K_{{\mathrm{C}}}}} \right]
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23번
불균일 촉매반응의 표면반응모델에 대한 설명으로 옳은 것은?
1. ①반응물 A와 반응물 B가 서로 다른 유형의 활성점에 흡착한 경우에는 표면반응이 일어나지 않는다.
2. ②흡착된 화합물의 표면반응속도는 분자들에 의해 점유된 촉매 활성점의 농도와 무관하다.
3. ③엘레이－리디얼(Eley－Rideal) 메커니즘은 흡착된 분자와 기체 분자 간의 반응을 설명한다.
4. ④랭뮤어(Langmuir) 등온선은 촉매 활성점에서 표면반응 속도를 나타낸다.
24번
등온 및 정압 조건의 이상적인 흐름반응기에서 순수한 A를 반응물로 A⇄2B 가역 기상 기초반응을 진행한다. A의 초기농도(C_{{\mathrm{A} 0}})와 A의 평형전환율(X_{{\mathrm{Ae}}})로 나타낸 해당 반응의 농도평형상수는? (단, A와 B는 이상기체이다)
1. ①\frac{{2 X_{{\mathrm{Ae}}}}}{{( 1 - X_{{\mathrm{Ae}}} )}}
2. ②\frac{{C_{{\mathrm{A} 0}} X_{{\mathrm{Ae}}}}}{{( 1 + X_{{\mathrm{Ae}}} )}}
3. ③\frac{{4 C_{{\mathrm{A} 0}} X_{{\mathrm{Ae}}}^{2}}}{{( 1 - X_{{\mathrm{Ae}}} ) ( 1 + X_{{\mathrm{Ae}}} )}}
4. ④\frac{{4 C_{{\mathrm{A} 0}} X_{{\mathrm{Ae}}}^{{2}}}}{{( 1 - X_{{\mathrm{Ae}}} ) ( 1 + 2 X_{{\mathrm{Ae}}} )}}
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