화공기사 2016년 4회 기출 풀이(91번,92번,93번,94번,95번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 91번, 92번, 93번, 94번, 95번

91. 자동 촉매반응에서 최소 부피의 반응기 선정에 관한 내용으로 가장 적당한 것은?

 ① 혼합 흐름 반응기가 유리하다.

 ② 플러그 흐름 반응기가 유리하다.

 ③ 전화율에 따라 유리한 반응기가 다르다.

 ④ 전화율과 무관하게 어떤 반응기를 사용해도 된다.

정답 : 3번

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전화율이 작으면 혼합흐름반응기,

전화율이 크면 플러그흐름반응기가 유리하다.

그래프를 알고있어도 알아낼 수 있지만,

그냥 외워두는 것도 나쁘지 않다.

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92. 1차 비가역 액상반응이 일어나는 관형반응기에서 공간시간은 2min 이고, 전환율이 40% 였을 때 전환율을 90%로 하려면 공간시간은 얼마가 되어야 하는가?

 ① 0.26min

 ② 0.39min

 ③ 5.59min

 ④ 9.02min

정답 : 4번

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PFR 설계식으로부터,

τ = 2min, X = 0.4 을 대입하면,

k = 0.255 /min

k 와 X = 0.9를 다시 대입하면,

τ = 9.03 min

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93. 공간 시간이 5분 이라고 할 때의 설명으로 옳은 것은?

 ① 5분 안에 100% 전화율을 얻을 수 있다.

 ② 반응기 부피의 5배 되는 원료를 처리할 수 있다.

 ③ 매 5분마다 반응기 부피만큼의 공급물이 반응기에서 처리된다.

 ④ 5분 동안에 반응기 부피의 5배 원료를 도입한다.

정답 : 3번

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공간시간의 의미이다. 혹시 모르고 있었다면 알아두자.

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94. 동일 조업조건, 일정밀도와 등온, 등압하의 CSTR 과 PFR 에서 반응이 진행될 때 반응기 부피를 옳게 설명한 것은?

 ① 반응차수가 0보다 크면 PFR 부피가 CSTR 보다 크다.

 ② 반응차수가 0이면 두 반응기 부피가 같다.

 ③ 반응차수가 커지면 CSTR 부피는 PFR 보다 작다.

 ④ 반응차수와 전화율은 반응기 부피에 무관하다.

정답 : 2번

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기본적으로 같은 전화율일 때 CSTR의 부피가 PFR보다 크다.

0차 일 때를 살펴보자.

n차 반응에 대하여,

CSTR 설계식으로부터,

PFR 설계식으로부터,

n=0 일 때는 두 식이 같아진다. 즉, 반응차수가 0이면 두 반응기 부피가 같다.

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95. 균일계 액상반응 A → R → S 에서 1단계는 2차 반응, 2단계는 1차 반응으로 진행되고 R 이 원하는 제품일 경우, 다음 설명 중 옳은 것은?

 ① A 의 농도를 높게 유지할수록 좋다.

 ② 반응온도를 높게 유지할수록 좋다.

 ③ 혼합반응기가 플러그 반응기보다 성능이 더 좋다.

 ④ A 의 농도는 R 의 수율과 직접 관계가 없다.

정답 : 1번

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1단계가 차수가 더 높으므로 A의 농도를 높게 유지할수록 좋다.

A의 농도를 높일수록 R의 생성속도가 빨라진다. (R이 S로 바뀌는 속도에 비해)

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