2016년 시행 서울시 7급 공무원 임용 필기시험 [A책형]

반응공학

문제풀기

문 1. 다음 중 촉매에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은? 

문 2. 비가역 1차 등온 액상반응(A→R)을 혼합흐름반응기(CSTR)에서 진행하여 50%의 전화율을 얻었다. 이 반응기에 동일한 크기의 혼합흐름반응기를 직렬로 연결할 경우, 최종 전화율이 90%와 95% 사이에 존재하기 위해 추가로 필요한 반응기의 수로 옳은 것은?

문 3. 다음의 액상 반응이 혼합흐름반응기(CSTR)에서 일어난다. 반응물 A의 초기농도가 2mol/L일 때 전화율이 0.5였다면, 생성물 R의 최종농도는?

문 4. 반응온도를 500K에서 600K으로 증가시켰을 때, 반응속도 상수가 3배 증가하였다. 이 반응에 대한 활성화에너지(E)로 옳은 것은? (단, 반응속도상수는 Arrhenius 관계식을 따르며, R은 기체상수이다. ln2 = 0.7, ln3 = 1.1로 가정한다.) 

문 5. A → R 단일 반응이 크기가 같은 2개의 혼합흐름반응기(CSTR)에서 일어난다. 전체반응의 전화율은 90%이고, 전체 전화율의 2/3는 첫 번째 반응기에서 달성되고 나머지는 두 번째 반응기에서 달성된다고 할 때, 이 반응의 반응차수는 얼마인가?

문 6. 비가역 1차 액상 기초반응 A→B를 회분식반응기에서 진행 할 때, 초기농도 1mol/L의 반응물 A를 넣고 시간에 따른 농도를 측정하였더니 다음 표와 같았다.
초기농도를 0.5mol/L로 바꾸어 반응시킬 때, 10시간 후의 전화율은 얼마인가?

문 7. 발열가역반응의 최적 조작(반응전화율을 극대화하고 반응기 부피를 최소화 할 수 있는 조작)을 위해서 필요한 반응기 온도의 조작 방법으로 가장 옳은 것은? 

문 8. 다음 중 체류시간분포(E(t))에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은? 

문 9. 다음 중 옳지 않은 것은? 

문 10. 아래는 일산화탄소의 비해리 흡착 반응식이고, 이 반응은 기초반응으로 취급할 수 있다. 다음 중 옳지 않은 것은? 

CO + S ⇄ CO·S
ka : 흡착반응속도상수
kd : 탈착반응속도상수
K : 흡착평형상수

문 11. 1차 비가역 균일계 기상 기초반응(A → 3B)을 진행하였다. 초기에 A와 불활성기체가 각각 75%, 25%씩 존재하고, 일정 온도 및 일정 압력에서 부피가 변하는 회분식반응기를 이용할 경우, 반응기 부피가 75% 증가하는 데 걸리는 시간은 얼마인가? (단, 반응속도상수 k=0.1min-1, ln2=0.7로 가정 한다.)

문 12. 실제 혼합흐름반응기(CSTR)는 여러 가지 이유에 의해 비이상적(non-ideal)인 거동을 보이기도 한다. 이렇게 비이상적인 거동을 일으킬 가능성이 있는 이유로 가장 옳지 않은 것은? 

문 13. 2차반응에서 반응속도를 결정하는 직접적인 인자로 옳지 않은 것은?

문 14. 1차 비가역 등온 액상반응(A → B)과 2차 비가역 등온 액상반응(2C → D)을 같은 크기의 회분식반응기에서 진행하였다. 반응물 초기농도를 1mol/L로 동일하게 하였을 때, 각각의 반응에서 초기 반응물의 90%가 소모될 때까지 걸리는 시간의 차이는?
(단, 1차 반응속도상수 k1=0.1min-1, 2차 반응 속도상수 k2=0.2L·mol-1·min-1이고, ln10=2.3으로 가정한다.)

문 15. 비가역 등온 액상반응(A →B)을 회분식반응기에서 진행한 결과, 반응물 A에 대한 반응차수가 n차임을 보였다. 반응물 A의 초기농도(CA0)와 반감기(t½) 사이의 관계가 다음의 그림과 같다면, 반응차수(n)에 대해 옳게 표현한 것은?

문 16. 2A ⇄ B + C 로 표시되는 기초 액상 비누화 반응이 혼합흐름반응기(CSTR) 내에서 수행되었다. 정반응 속도상수 k = 0.1L·mol-1·min-1이고, 반응평형상수 K=1, 반응 전 A, B, C의 농도는 각각 CA0=2mol/L, CB0= CC0=0mol/L, 반응기에 공급되는 유량은 1mol/min이다. 평형 전화율의 80%를 달성하는 데 필요한 반응기의 부피는?

문 17. 아래의 암모니아 생성 반응에서 암모니아의 수득률을 높이기 위한 반응조건으로 옳은 것은? 

N2(g)+ 3H2(g) ⇄ 2NH3(g) + 22kcal/mol 

문 18. 부피와 밀도의 변화가 없는 등온 비가역 2차 액상 반응 (A→B)을 부피의 비(VCSTR/VPFR)가 10인 혼합흐름반응기(CSTR)와 플러그흐름반응기(PFR)에서 각각 진행하면 최종 전화율은 얼마인가?

문 19. 다음의 1차 액상 병렬반응이 회분식반응기에서 진행되고 있다. 반응속도상수가 모두 같은 값을 가질 때(k1=k2=k3), 시간(t)에 따른 A, R, S의 농도(C) 변화를 나타낸 것으로 옳은 것은?

문 20. 다음 그림은 3개의 평행한 지류로 이루어진 3개의 플러그 흐름반응기(PFR)를 보여주고 있다. 전체 원료의 양(F0)을 각각 20%, 30%, 50%의 비율로 각 지류에 있는 반응기에 공급하였을 때, 3개의 반응기 부피(V1, V2, V3) 사이의 관계식으로 옳은 것은? (단, 각 지류의 전화율은 동일하다.)