화공기사 2022년 1회 기출 풀이(36번,37번,38번,39번,40번)

 

* 36번~40번

36. A와 B에 각각 1차인 A + B → C인 반응이 아래의 조건에서 일어날 때, 반응속도(mol/L·s)는?

반응물	농도
A	$2.2\times {10}^{-2}\mathrm{mol}/\mathrm{L}$
B	$8.0\times {10}^{-3}\mathrm{mol}/\mathrm{L}$
반응속도상수	$1.0\times {10}^{-2}\mathrm{L}/\mathrm{mol}\cdot \mathrm{s}$

 ① $2.41\times {10}^{-6}$

 ② $2.41\times {10}^{-5}$

 ③ $1.76\times {10}^{-6}$

 ④ $1.76\times {10}^{-5}$

 

정답 : 3번

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

각 1차 반응이므로, 반응속도 = kCACB

1.0*10^-2  *  2.2*10^-2  * 8.0*10^-3  = 1.76*10^-6

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

 

37. A가 R을 거쳐 S로 반응하는 연속반응과 A와 R의 소모 및 생성 속도 아래와 같을 때, 이 반응을 회분식 반응기에서 반응시켰을 때의 ${\mathrm{C}}_{\mathrm{R}}/{\mathrm{C}}_{\mathrm{A}0}$는?

 (단, 반응 시작 시 회분식 반응기에는 순수한 A만을 공급하여 반응을 시작한다.)

A → R → S

$\begin{array}{rl}-r_{\mathrm{A}}& =k_1{\mathrm{C}}_{\mathrm{A}}\\ r_{\mathrm{R}}& =k_1{\mathrm{C}}_{\mathrm{A}}-k_2\end{array}$

 ① $1+e^{-k_{1}t}-\frac{k_2}{C_{A0}}t$

 ② $1+e^{-k_{1}t}+\frac{k_2}{C_{A0}}t$

 ③ $1-e^{-k_{1}t}-\frac{k_2}{C_{A0}}t$

 ④ $1-e^{-k_{1}t}+\frac{k_2}{C_{A0}}t$

 

정답 : 3번

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

18년 4회 90번 문제와 사실상 같은 문제이다.

https://for-freeedom.tistory.com/40

화공기사 2018년 4회 기출 풀이(86번,87번,*88번,89번,90번)

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

 

38. 2A + B → 2C인 기상반응에서 초기 혼합 반응물의 몰비가 아래와 같을 때, 반응이 완료되었을 때 A의 부피 변화율(${\mathcal{E}}_{\mathrm{A}}$)은?

 (단, 반응이 진행되는 동안 압력은 일정하게 유지된다고 가정한다.)

A : B : Inert gas = 3 : 2 : 5

 ① -0.200

 ② -0.300

 ③ -0.167

 ④ -0.150

 

정답 : 4번

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

https://for-freeedom.tistory.com/42

화공기사 2018년 4회 기출 풀이(96번,97번,98번,99번,100번)

18년 4회 98번 문제와 숫자만 아주 조금 다르다. 

이 문제는 A가 30%, B가 20%이고, 18년 4회 문제는 A,B 둘다 25%이다.

나머지 조건은 같다.

풀어보면,

${\epsilon }_A=y_{A0}\ast \delta$

$y_{A0}=\mathrm{A}$ 의 최초의 몰 수 /반응물 전체 총 몰 수

$\delta =($ 생성물의 몰 수 - 반응물의 몰 수) / 반응물 $\mathrm{A}$ 의 몰 수

A가 30% 이므로 $y_{A0}=0.3$

$\delta =(2-2-1)/2=-0.5$

바꿔말하면 δ = (C의 계수 - A의 계수 - B의 계수) / A의 계수

0.3*(-0.5) = -0.15

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

 

39. 반응물 A의 농도를 ${\mathrm{C}}_A$, 시간을 t라고 할 때, 0차 반응의 경우 직선으로 나타나는 관계는?

 ① $C_A$ vs $t$

 ② ${\mathrm{lnC}}_A$ vs $t$

 ③ $C_A{}^{-1}$ vs $t$

 ④ ${(\ln C_A)}^{-1}$ vs $t$

 

정답 : 1번

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

0차반응이므로 반응속도식은

-dCa/dt = k

dCa = -kdt

양변을 적분하면

Ca-Ca0 = -kt

Ca = -kt + Ca0

Ca vs t 그래프를 그리면,

기울기 -k인 직선이 나온다.

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

 

40. 공간속도(Space velocity)가 $2.5s^{-1}$이고 원료 공급 속도가 1초당 100L일 때 반응기의 체적(L)은?

 ① 10

 ② 20

 ③ 30

 ④ 40

 

정답 : 4번

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

τ(공간시간) = V(반응기부피) / v0(공급속도)

공간시간은 공간속도의 역수이다.

공간시간 τ = 0.4 sec

공급속도 v0 = 100 L/sec

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

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