화공기사 2019년 1회 기출 풀이(86번,87번,88번,89번,90번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 87번, 88번, 89번

86. 다음 비가역 기초반응에 의하여 연간 2억kg 에틸렌을 생산하는데 필요한 플러그흐름 반응기의 부피는 몇 ㎥ 인가?

(단, 압력은 8atm, 온도는 1200K 등온이며 압력강하는 무시하고 전화율 90% 를 얻고자 한다.)

 ① 2.82

 ② 28.2

 ③ 42.8

 ④ 82.2

정답 : 1번

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09년 4회 112번으로 출제됐던 문제인데

아..이 문제 이렇게 저렇게 풀어봐도 맘에 드는 답이 안나온다..

내 수준을 벗어났거나 문제가 잘못됐거나..

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87. 정용회분식 반응기에서 1차반응의 반응속도식은?

(단, 는 반응물 A 의 농도, 는 반응물 A 의 초기농도, k 는 속도상수, t 는 시간이다.)

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 2번

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정리해서 적분하면,

양변에 ln을 씌워주면

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88. 공간속도(Space velocity)가 이고 원료의 공급율이 1초당 100L 일 때의 반응기의 체적은 몇 L 이겠는가?

 ① 10

 ② 20

 ③ 30

 ④ 40

정답 : 4번

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공간시간은 공간속도의 역수이므로 0.4 sec 이다.

v0 가 100L/sec 이므로 대입해주면

V = 100L/sec * 0.4sec = 40L

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89. 다음 반응에서 생성속도의 비를 표현한 식은?

(단, 은 A → R 반응의 반응차수이며 는 A → S 반응의 반응차수이다. 는 각각의 경로에서 속도상수이다.)

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 1번

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90. 다음은 어떤 가역 반응의 단열 조작선의 그림이다. 조작선의 기울기는 로 나타내는데 이 기울기가 큰 경우에는 어떤 형태의 반응기가 가장 좋겠는가?

(단, 는 열용량, 은 반응열을 나타낸다.)

 ① 플러그 흐름 반응기

 ② 혼합 흐름 반응기

 ③ 교반형 반응기

 ④ 순환 반응기

정답 : 1번

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09년 2회 101번..

단열반응 문제가 이렇게 종종 나오는데..

잘 모르겠다..

단열이면서 발열반응일 경우,

반응이 진행될수록(전화율이 커질수록) 반응열이 반응기의 온도를 올리는 데 사용되어

반응기의 온도가 올라간다.

이 때 기울기가 크다는 것은 그 올라가는 온도의 폭이 작다는 것이다.

(반응열이 작던지 열용량이 크던지 온도의 변화가 작다는 것)

여기까지는 알겠는데..

그럼 이런 경우에 어떤 반응기가 좋겠는가?

잘 모르겠다.

개인적인 의견은..

PFR 의 특징이 온도조절이 어렵고, 발열반응일 때 hot spot 이 생길 수 있다는 점에 주목한다.

반대급부로 문제처럼 반응열에 둔감하여 온도조절이 쉬운 경우에는 PFR이 좋지 않겠는가?

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