화공기사 2016년 1회 기출 풀이(81번,82번,83번,84번,85번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 81번, 82번, 83번, 84번

81. 크기가 같은 plug flow 반응기 (PFR)와 mixed flow 반응기(MFR)를 서로 연결하여 다음의 2차 반응을 실행하고자 한다. 반응물 A의 전화율이 가장 큰 경우는?

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 앞의 세 경우 모두 전화율이 똑같다.

정답 : 1번

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차수가 1보다 크므로 PFR이 먼저 올 때 전화율이 더 크다.

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82. 어떤 1차 비가역 반응의 반감기는 20분이다. 이 반응의 속도상수를 구하면 몇 인가?

 ① 0.0347

 ② 0.1346

 ③ 0.2346

 ④ 0.3460

정답 : 1번

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1차 반응의 반감기는 ln2/k

ln2 / k = 20 min

k = ln2 / 20 /min = 0.03466 /min

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83. 회분식 반응기에서 전화율을 75% 까지 얻는데 소요된 시간이 3시간이었다고 한다. 같은 전화율로 을 처리하는데 필요한 플러그 흐름 반응기의 부피는?

(단, 반응에 따른 밀도 변화는 없다.)

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 1번

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기본적으로 회분식의 t와 PFR의 τ 가 대응된다.

즉 문제에서 PFR 의 공간시간 τ = 3hr = 180min  이다.

V = 180 min * 3 ft^3/min = 540 ft^3

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84. 액상 반응을 위해 다음과 같이 CSTR 반응기를 연결하였다. 이 반응의 반응 차수는?

 ① 1

 ② 1.5

 ③ 2

 ④ 2.5

정답 : 3번

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n차 반응이라고 하면, CSTR 설계식은

첫번째 반응기의 공간시간 τ1 은,

두번째 반응기의 공간시간 τ2 는,

 τ2 = 2*τ1 의 관계가 있으므로,

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85. 순환비가 1 인 등온 순환 플러그 흐름 반응기에서 기초 2차 액상 반응 2A → 2R 이 2/3 의 전화를 일으킨다. 순환비를 0 으로 하였을 경우 전화율은?

 ① 0.25

 ② 0.5

 ③ 0.75

 ④ 1

정답 : 3번

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순환식 PFR 설계식

R=1, XAf=2/3, XA1 = 0.5*XAf = 1/3

대입하고 적분하면,

순환비를 0으로 하면 그냥 PFR 이다.

두 공간시간이 같으므로, 

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