2025 국가직 9급 화학공학일반 문제 정답 - 2025.4.5.

 

국가 9급 화학공학일반-나정답(2025-04-05 / 117.7KB / 132회)

 

국가 9급 화학공학일반-나정답(2025-04-05 / 106.5KB / 18회)

 

 2025년도 국가공무원 9급 공채 필기시험화학공학일반책형1쪽 화학공학일반 1. 액체에 대한 기체 용해도 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 액체와 기체는 반응하지 않는다) ① 일정한 분압에서 온도가 높을수록 용해도는 증가한다. ② 일정한 온도에서 기체의 분압이 클수록 용해도는 증가한다. ③ 묽은 용액 조건에서 용해도와 분압의 정량적 관계는 헨리 법칙 (Henry’s law)으로 주어진다. ④ 동일한 액체에 대해 헨리 법칙 상수는 기체의 종류에 의존한다. 2. 2mol의 질소 가스(N2)가 수소 가스(H2)와 비가역적으로 반응하여 모두 암모니아 가스(NH3)로 전환되었을 때, 소모된 수소 가스와 생성된 암모니아 가스의 질량[g]을 바르게 연결한 것은? (단, 질소(N)와 수소(H)의 원자량은 각각 14와 1이다) 소모된 수소 가스 질량[g] 생성된 암모니아 가스 질량[g] ① 6 ② 6 ③ 12 ④ 12 3. 평면벽의 두께가 50cm이고 바깥 표면의 온도와 안쪽 표면의 온도가 각각 10°C와 20°C로 유지될 때, 벽을 통한 정상상태 열전달 플럭스 (flux)[kJ m-2 h-1]는? (단, 벽의 열전도도는 1.0×10-4 kJm-1s-1K-1 이고, 평면벽 두께 방향으로의 열전도만 고려한다) ① 4.8 ② 6.4 ③ 7.2 ④ 8.6 4. 등온 회분식 반응기에서 A→2B 비가역 액상 기초 반응을 진행 하였을 때, 1시간 뒤 B의 농도가 0.6molL-1로 측정되었다. 동일한 조건에서 A의 초기 농도만을 3배로 증가시켰을 때, 1시간 뒤 B의 농도[molL-1]는? (단, 반응 초기에는 순수한 A만 존재한다) ① 0.6 ② 1.2 ③ 1.8 ④ 3.6 5. 등온 연속교반탱크반응기(CSTR)에서 A→B 비가역 액상 2차 반응을 진행한다. 유입되는 A의 초기 농도는 2molL-1이고, 부피 유속은 4 Lmin-1로 일정할 때, 전환율 90%를 얻기 위해 필요한 반응기 부피[L]는? (단, 반응속도상수는 1Lmol-1min-1이다) ① 45 34 68 68 136 ② 90 ③ 135 ④ 180 6. 물질전달에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 다성분 혼합물에서 평균 속도에 대한 각 화학종의 속도를 확산 속도라고 한다. ② Fick의 법칙에서 확산속도는 농도구배에 반비례한다. ③ 질량 플럭스(flux)는 흐름에 수직인 단위면적을 단위시간당 통과하는 질량을 나타내는 벡터양이다. ④ 계(system) 안의 어떤 대류와도 무관한 물질전달을 분자확산이라고 한다. 2025년도 국가공무원 9급 공채 필기시험화학공학일반책형2쪽 7. 압축성 유체의 흐름 속도가 음속보다 느릴 때, 노즐의 단면적이 감소하는 수평 수렴노즐에서 흐름 방향으로의 압력구배()와 속도구배()의 부호를 바르게 연결한 것은? (단, 흐름은 열역학적 가역흐름이다)       ① ＋ ＋ ② ＋ ③－－ ④－ ＋ 8. 플러그흐름반응기(PFR)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 축 방향(axial direction)으로 농도가 변한다. ② 정상상태에서 운전된다. ③ 반지름 방향(radial direction)으로 온도구배가 없다. ④ 몰 수지식은 대수방정식이다. 9. 내경이 1m인 수평 원형관 내부를 40cms-1의 평균 유속으로 비압축성 뉴턴유체(Newtonian fluid)가 흐를 때, Fanning 마찰계수는? (단, 유체는 완전히 발달된 정상상태로 흐르고, 밀도와 점도는 각각 0.8 g cm-3과 200cP이다) ① 0.01 ② 0.05 ③ 0.1 ④ 0.5 10. 탈거탑에서 Murphree 효율()과 총괄 효율()이 같고 평형선과 조작선이 직선일 때, 평형선의 기울기는? (단, 액체유량과 증기유량은 각각 300kgh-1과 15kgh-1이고, ≠이다) ① 0.05 ② 0.5 ③ 2 11. 원심펌프에서 나타날 수 있는 공동화(cavitation) 현상에 대한 설명으로 옳은 것은? ① 펌프 임펠러의 마모를 지연시킨다. ② 흡입부의 압력이 유체의 증기압보다 낮을 때 발생한다. ③ 펌프의 효율을 증가시킨다. ④ 배출부의 압력이 유체의 증기압보다 높을 때 발생한다. 12. 초임계유체에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 온도나 압력을 변화시키면 용질로부터 쉽게 분리할 수 있다. ② 상압에서 커피로부터 카페인을 추출할 때 사용될 수 있다. ③ 유기용매 대비 추출 속도가 빠르다. ④ 일정한 온도에서 압력을 높여 액체로 변환시킬 수 없다. 13. 기체 분리막에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 비다공질 고분자 막의 경우 기체는 저압 쪽에서 고분자 막에 용해된다. ② 비다공질 고분자 막에서 기체 수송은 용액확산 메커니즘을 따른다. ③ 다공질 막에서 세공 내의 확산계수는 세공 크기와 평균 분자 속도에 비례한다. ④ 다공질 막의 세공이 기체의 평균 자유경로보다 매우 작으면 Knudsen 확산이 지배적이다. 14. 다음 블록선도에서 의 식으로 옳은 것은?   ①      ②     ③    ④     ④ 20 2025년도 국가공무원 9급 공채 필기시험화학공학일반책형3쪽 15. 다음 가역반응이 평형상태에 있을 때, 화학평형이 오른쪽으로 이동하지 않는 조작은? (단, 정반응은 흡열반응이다)  As4O6() ＋ 6C()   As4() ＋6CO() ① 반응기 부피 증가 ② 반응기 온도 증가 ③ CO()를 반응기로부터 제거 ④ As4O6()를 반응기에 첨가 16. 닫힌 계에서 기체가 다음과 같이 4단계의 열역학적 가역공정 사이클을 거칠 때, (가)～(다)의 값[J]을 바르게 연결한 것은? (단, ∆Ut는 계의 총 내부에너지 변화이고, 계로 유입되는 Q(열)와 W(일)는 양(＋)의 값으로 나타낸다) 공정 1→2 총 내부에너지 변화[J] 열[J] 일[J]－100 Q1→2 2→3 (단열) (가) 3→4 (일정부피) 4→1 ∆Ut 3→4 Q2→3-400 3,000 (나) 전체 사이클 ∆Ut cycle－4,000 W2→3 W3→4 5,000 1,500 (다) (가) ①－400 ②－400 ③－2,500 ④－2,500 (나) 800－2,000 800－2,000 (다)－1,800－1,800－1,500－1,500 17. 2kW가 공급되는 닫힌 가열기 내에 채워진 물 30kg이 20°C에서 50°C로 승온되는 데 걸리는 시간[h]은? (단, 물의 비열은 4.0Jg-1K-1 이고, 외부로의 열손실은 없다) ① 0.5 ② 1.0 ③ 1.5 ④ 2.0 18. 등온 정압 플러그흐름반응기(PFR)에서 이산화탄소 가스(CO2)를 이용한 메테인 가스(CH4 ​ )의 비가역 개질 반응으로 수소 가스(H2)와 일산화탄소 가스(CO)가 생성된다. 유입되는 반응유체의 부피 조성은 20vol% CH4 ​ , 70vol% CO2 ​ , 10vol% N2이다. 한계반응물의 전환율이 50%일 때, 반응기 출구에서 CO2의 부피 조성[vol%]은? (단, 모든 기체는 이상기체이고, 부반응은 없다) ① 20 ② 30 ③ 50 ④ 60 19. 등온 회분식 반응기에서 300K의 온도 조건으로 A→3B 비가역 액상 기초 반응을 1시간 진행하여 전환율 70%를 얻었다. 동일한 조건에서 반응 온도만을 600K로 증가시켰을 때, 전환율 70%를 얻기 위해 필요한 시간[h]은? (단, 기체상수는 8.3Jmol-1K-1이고, 반응의 활성화 에너지는 49.8kJmol-1로 일정하다) ① e-20 ② e-10 ③ e-5 ④ e-3 20. 복사(radiation)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 회색체의 단색광 흡수율은 모든 파장에서 동일하다. ② 일정 온도에서 열 에너지 플럭스(flux)는 물질의 종류와 무관하다. ③ 흑체 복사는 Stefan-Boltzmann 법칙으로 설명된다. ④ 총 복사력은 물체의 표면으로부터 방출되는 모든 단색광 복사의 합이다.