화공기사 2017년 2회 기출 풀이(86번,87번,88번,89번,90번)

* 합격을 위해 맞춰야할 문제 : 86번, 87번, 88번, 90번

86. 부피유량 v가 일정한 관형반응기 내에서 1차 반응 A → B 이 일어난다. 부피유량이 10L/min, 반응속도상수 k가 0.23/min 일 때 유출농도를 유입농도의 10% 로 줄이는데 필요한 반응기의 부피는?

(단, 반응기의 입구조건 V = 0 일 때 이다.)

 ① 100L

 ② 200L

 ③ 300L

 ④ 400L

정답 : 1번

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PFR 설계방정식으로부터,

V = (10L/min) / (0.23/min) * ln(1-0.9) = 100.11

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87. 비가역 액상반응에서 공간시간 τ가 일정할 때 전환율이 초기 농도에 무관한 반응차수는?

 ① 0차

 ② 1차

 ③ 2차

 ④ 0차, 1차, 2차

정답 : 2번

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PFR 설계식을 보면,

가 분모에 있고, 반응속도식이 분자에 있다.(CSTR도 마찬가지)

따라서 가 없어지기 위해서는 반응속도식에 가 있어야 한다.

, 즉, 1차일 경우이다.

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88. 다음 그림은 농도-시간의 곡선이다. 이 곡선에 해당하는 반응식을 옳게 나타낸 것은?

 ① 

 ② 

 ③ 

 ④ 

정답 : 1번

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문제의 그래프에 R과 S가 같으므로, 반응식도 R과 S의 A와 관계가 똑같아야 한다.

그러한 보기는 1번과 3번.

다시 문제의 그래프를 보면 A가 끝까지 소모되지 않고 평형을 이루었다.

그래서 평형상태를 나타내는 1번이 답이다.
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89. 2번째 반응기의 크기가 1번째 반응기 체적의 2배인 2개의 혼합 반응기를 직렬로 연결하여 물질 A의 액상분해 속도론을 연구한다. 정상상태에서 원료의 농도가 1mol/L 이고, 1번째 반응기에서 평균체류 시간은 96초 이며 1번째 반응기의 출구 농도는 0.5mol/L 이고, 2번째 반응기의 출구 농도는 0.25mol/L 이다. 이 분해반응은 몇 차 반응인가?

 ① 0차

 ② 1차

 ③ 2차

 ④ 3차

정답 : 3번

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당황하지말고 그림을 그리고 차근차근 생각해보자.

CSTR의 설계식은,

이런 직렬연결에서 v0는 일정하다.

첫번째 반응기에서,

두번째 반응기에서,

첫번째 반응기의 식을 두번째 반응기의 식으로 나누어 주면 n 을 구할 수 있다.

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90. 촉매반응의 경우 촉매의 역할을 잘 설명한 것은?

 ① 평형상수 K 값을 높여준다.

 ② 평형상수 K 값을 낮추어 준다.

 ③ 활성화 에너지 E값을 높여준다.

 ④ 활성화 에너지 E값을 낮추어준다.

정답 : 4번

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촉매는 평형에 영향을 주지 않고, 활성화 E를 낮추어 반응속도를 빠르게 한다.(정촉매)

부촉매의 경우는 반응을 방해하고, 반응속도를 늦춘다.

문제의 경우 일반적인 경우인 정촉매로 생각하는 게 맞다.

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