화공기사 2015년 4회 기출 풀이(91번,92번,93번,94번,95번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 92번, 93번, 94번

91. 반응속도식을 구하는 방법 중 미분법에 의한 미분속도 해석법과 가장 관련이 없는 것은?

 ① 도식적 방법

 ② 수치해석법

 ③ 다항식 맞춤법

 ④ 반감기법

정답 : 4번

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반감기는 적분을 이용한다. (많이 해봤을 거다..)

미분법이 도식적 방법, 수치해석법, 다항식 맞춤법 으로 나뉜다. 

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92. 액상 2차 반응에서 만약 일 때 라고 하면 일 때 반응속도는 어떻게 되는가?

 ① 1.5 mol/L·sec

 ② 2.0 mol/L·sec

 ③ 2.5 mol/L·sec

 ④ 3.0 mol/L·sec

정답 : 3번

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2차 반응이면 반응속도가 농도의 제곱에 비례한다.

농도가 5배로 커지면 반응속도는 25배가 된다.

0.1*25 = 2.5 mol/Lsec

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93. 체적이 일정한 회분식반응기에서 다음과 같은 1차 가역 반응이 초기 농도가 0.1 mol/L 인 순수 A 로부터 출발하여 진행된다. 평형에 도달했을 때 A 의 분해율이 85% 이면 이 반응의 평형상수 Kc 는 얼마인가?

 ① 0.18

 ② 0.57

 ③ 1.76

 ④ 5.67

정답 : 4번

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Kc = [R]/[A] = 0.85 / 0.15= 5.67

(85% 분해되었으니 A 중 0.15 만큼 남고, 0.85 만큼 R로 바뀐다.) 

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94. A → Product 인 액상 반응의 속도식은 다음과 같다. 혼합흐름 반응기의 용적이 20ℓ 일 때 A가 60% 반응하는 데 필요한 공급속도를 구하면?

(단, 초기 농도이다.)

 ① 0.533 mol/min

 ② 1.246 mol/min

 ③ 1.961 mol/min

 ④ 2.115 mol/min

정답 : 1번

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k=0.1, Ca0 = 1, Xa=0.6 을 대입하면,

v0 = 20L / 37.5min = 0.5333 L/min

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95. 목적반응(D로의 반응) 차수()가 비목적반응 차수()보다 큰 경쟁반응에서 원하는 생성물을 최대화 시키는 방법이 아닌 것은?

 ① PFR에서 순수 반응물을 입구로 직접 도입 한다.

 ② PFR보다 CSTR의 선택도를 크게 한다.

 ③ 액상반응이면 희석제 사용을 억제한다.

 ④ CSTR보다 PFR의 선택도를 크게 한다.

정답 : 2번

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적당히 암기해보자..

원하는 반응이 차수가 높을 때는 

반응물의 농도를 높여야 한다.

그러기 위해서는,

전화율을 낮게 유지하고,

비활성 물질을 줄인다. (기상계에서 압력의 증가)

그리고 PFR을 쓴다.

1번 : PFR을 사용하고 반응물을 높이는 방향이므로 최대화 시키는 방법이다.

2,4번 : 복합반응에서 선택도는 생성속도의 비로 나타내는데,

보기를 어떻게 해석해야 하는 건지 잘 모르겠다.

다만, PFR 을 쓸 때 목적생성물이 최대화 되니 4번이 그에 대한 설명으로 보인다.

3번 : 농도를 높여야 하므로 희석제 사용을 억제해야 목적생성물이 최대화 된다.

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