화공기사 2017년 4회 기출 풀이(96번,97번,98번,99번,100번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 97번, 98번, 100번

96. 그림과 같이 직렬로 연결된 혼합 흐름 반응기에서 액상 1차 반응이 진행될 때 입구의 농도가 이고 출구의 농도가 일 때 총 부피가 최소로 되기 위한 조건이 아닌 것은?

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 2번

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일단 두 반응기의 부피가 같다는 걸 알아야 한다.

그러면 공간시간도 같다.

그리고 설계식으로부터,

왼쪽식을 오른쪽식으로 나누면,

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97. 촉매의 기능에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

 ① 촉매는 화학평형에 영향을 미치지 않는다.

 ② 촉매는 반응속도에 영향을 미친다.

 ③ 촉매는 화학반응의 활성화에너지를 변화시킨다.

 ④ 촉매는 화학반응의 양론식을 변화시킨다.

정답 : 4번

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촉매는 화학평형에 영향을 미치지 않고,

활성화에너지를 변화시킴으로써 반응속도에 영향을 미친다.

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98. 회분식반응기에서 A → R, , 의 반응이 일어날 때 1시간 후의 전화율은?

 ① 0

 ② 1/2

 ③ 2/3

 ④ 1

정답 : 4번

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양변에 dt 를 곱하고 적분하면,

2/3 시간이면 반응이 끝나버린다. 전화율 1.

1시간 후 를 물어봤으니 이미 반응이 끝난 후 이므로 전화율 1.

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99. 다음의 반응에서 R 이 목적생성물일 때 활성화 에너지 E 가 E1＜E2, E1＜E3 이면 온도를 유지하는 가장 적절한 방법은?

 ① 저온에서 점차적으로 고온으로 전환한다.

 ② 온도를 높게 유지한다.

 ③ 온도를 낮게 유지한다.

 ④ 고온 → 저온 → 고온으로 전환을 반복한다.

정답 : 3번

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반응속도상수k와 활성화에너지E가 관계된 식은 아레니우스 식이다.

먼저 1반응과 2반응을 비교해보자.

 두 식을 나누면,

목적생성물이 R이므로 k1을 k2 와 k3보다 크게해야한다.

E1-E2가 음수이므로 k1을 k2보다 크게하려면 T를 낮추어줘야 한다. (저온유지)

마찬가지로 1반응과 3반응을 비교해보면,

E1-E3가 음수이므로 k1을 k3보다 크게하려면 T를 낮추어줘야 한다. (저온유지)

굳이 수식을 쓰지 않더라도,

목적생성물 생성 반응이 활성화에너지가 낮기 때문에

저온을 유지해서 1반응만 촉진하고, 2,3반응은 잘 진행되지 않도록 한다. 

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100. 반응물질 A는 1L/min 속도로 부피가 2L 인 혼합반응기로 공급된다. 이 때 A 의 출구농도 는 0.01mol/L 이고 초기농도 는 0.1mol/L 일 때 A 의 반응속도는 몇 mol/Lㆍmin 인가?

 ① 0.045

 ② 0.062

 ③ 0.082

 ④ 0.100

정답 : 1번

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