화공기사 2016년 2회 기출 풀이(91번,92번,93번,94번,95번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 91번, 93번, 94번

91. 불균질(heterogeneous) 반응속도에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

 ① 불균질 반응에서 일반적으로 반응속도식은 화학반응항에 물질 이동항이 포함된다.

 ② 어떤 단계가 비선형성을 띠면 이를 회피하지 말고 총괄속도식에 적용하여 문제를 해결해야 한다.

 ③ 여러 과정의 속도를 나타내는 단위가 서로 같으면 총괄 속도식을 유도하기 편리하다.

 ④ 총괄 속도식에는 중간체의 농도항이 제거되어야 한다.

정답 : 2번

----------------------------------------------------------------------------------------------------

반응물의 상이 모두 같으면 homogeneous, 하나라도 다르면 heterogeneous 반응이다.

비슷한 예로 고체 촉매를 비균일계 촉매라고 한다.

뭔가 문제를 설명하기에 지식이 애매하다..

비선형성은 계산이 힘들다. 때문에 선형화하는 것이다.

----------------------------------------------------------------------------------------------------

92. 이상적 반응기 중 완전교반흐름 반응기에 대한 설명으로 틀린 것은?

 ① 반응기 입구와 출구의 몰 속도가 같다.

 ② 정상상태 흐름반응기이다.

 ③ 축방향의 농도 구배가 없다.

 ④ 반응기 내의 온도 구배가 없다.

정답 : 1번

----------------------------------------------------------------------------------------------------

08년 4회 115번에 '완전교반흐름 → '플러그 흐름' 이고 나머지는 보기까지 똑같았던 문제가 출제됐었다.

그 때도 답은 1번이었는데

3번 축방향의 농도 구배가 없다 라는 보기가 이상했다.

내가 알기로는 PFR은 축방향 농도구배가 있는데..

16년 2회에는 완전교반흐름 반응기로 출제가 됐다.

그래서 의문은 사라졌다.

사실 1번 보기도 좀 찝찝하긴 하지만

입구와 출구의 몰 속도가 반드시 같을 필요는 없다고 생각하면 그러려니 싶다.

----------------------------------------------------------------------------------------------------

93. 크기가 다른 2개의 혼합흐름반응기를 사용하여 1차반응에 의해서 제품을 생산하려 한다. 다음 중 옳은 설명은?

 ① 혼합흐름반응기의 순서는 전환율에 아무런 영향도 주지 않는다.

 ② 혼합속도가 느린 반응기를 먼저 설치해야 전환율이 크다.

 ③ 작은 혼합흐름반응기를 먼저 설치해야 전환율이 크다.

 ④ 큰 혼합흐름반응기를 먼저 설치해야 전환율이 크다.

정답 : 1번

----------------------------------------------------------------------------------------------------

1차 반응에서 반응기의 순서는 전환율에 영향을 주지 않는다.

----------------------------------------------------------------------------------------------------

94. 부피가 일정한 회분식반응기에서 반응혼합물 A 기체의 최초 압력을 478mmHg 로 할 경우에 반감기가 80s 이었다고 한다. 만일 이 A 기체의 반응 혼합물에 최초 압력을 315mmHg 로 하였을 때 반감기가 120s 로 되었다면 반응의 차수는 몇 차 반응으로 예상할 수 있는가?

(단, 반응물은 초기 조성이 같고, 비가역 반응이 일어난다.)

 ① 1차반응

 ② 2차반응

 ③ 3차반응

 ④ 4차반응

정답 : 2번

----------------------------------------------------------------------------------------------------

역시 이 문제도 답이 0, 1, 2차 중에 있다고 생각하고 들어가보자.

그러면 3,4번은 아니다. 벌써 반은 맞았다.

1차 반응의 반감기는 ln2 / k 로 반응물의 농도에 관계없다는 사실을 많이들 알고 있을 것이다.

그런데 문제에서는 반감기가 바뀌었다. 즉 1차가 아니다.

답은 2번이다.

검증해보자.

(여기서는 농도나 압력이나 의미하는 바는 같다.)

첫번째 조건에서 k = 1/(478*80) = 0.000026

두번째 조건에서 k = 1/(315*120) = 0.000026

따라서 2차반응이 맞다.

----------------------------------------------------------------------------------------------------

95. 체적이 일정한 회분식 반응기에서 다음과 같은 기체반응이 일어난다. 초기의 전압과 분압을 각각 , 나중의 전압을 P 라 할 때 분압 을 표시하는 식은?

(단, 초기에 A, B 는 양론비대로 존재하고 R 은 없다.)

aA + bB → rR

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 2번

----------------------------------------------------------------------------------------------------

----------------------------------------------------------------------------------------------------