국가직 9급 · 2025

9급 국가직 공무원 화학공학일반 (2025-04-05)

총 17문항 · 제한시간 20분

정답과 해설은 문제지에 없어요. CBT에서 확인할 수 있어요.

  1. 1.액체에 대한 기체 용해도 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 액체와 기체는 반응하지 않는다)

    1. ①일정한 분압에서 온도가 높을수록 용해도는 증가한다.
    2. ②일정한 온도에서 기체의 분압이 클수록 용해도는 증가한다.
    3. ③묽은 용액 조건에서 용해도와 분압의 정량적 관계는 헨리 법칙(Henry's law)으로 주어진다.
    4. ④동일한 액체에 대해 헨리 법칙 상수는 기체의 종류에 의존한다.

  2. 3.평면벽의 두께가 50cm이고 바깥 표면의 온도와 안쪽 표면의 온도가 각각 10°C와 20°C로 유지될 때, 벽을 통한 정상상태 열전달 플럭스(flux)[kJm-2h-1]는? (단, 벽의 열전도도는 1.0×10-4 kJm-1s-1K-1이고, 평면벽 두께 방향으로의 열전도만 고려한다)

    1. ①4.8
    2. ②6.4
    3. ③7.2
    4. ④8.6

  3. 4.등온 회분식 반응기에서 A→2B 비가역 액상 기초 반응을 진행하였을 때, 1시간 뒤 B의 농도가 0.6molL-1로 측정되었다. 동일한 조건에서 A의 초기 농도만을 3배로 증가시켰을 때, 1시간 뒤 B의 농도[molL-1]는? (단, 반응 초기에는 순수한 A만 존재한다)

    1. ①0.6
    2. ②1.2
    3. ③1.8
    4. ④3.6

  4. 5.등온 연속교반탱크반응기(CSTR)에서 A→B 비가역 액상 2차 반응을 진행한다. 유입되는 A의 초기 농도는 2molL-1이고, 부피 유속은 4Lmin-1로 일정할 때, 전환율 90%를 얻기 위해 필요한 반응기 부피[L]는? (단, 반응속도상수는 1Lmol-1min-1이다)

    1. ①45
    2. ②90
    3. ③135
    4. ④180

  5. 6.물질전달에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

    1. ①다성분 혼합물에서 평균 속도에 대한 각 화학종의 속도를 확산속도라고 한다.
    2. ②Fick의 법칙에서 확산속도는 농도구배에 반비례한다.
    3. ③질량 플럭스(flux)는 흐름에 수직인 단위면적을 단위시간당 통과하는 질량을 나타내는 벡터양이다.
    4. ④계(system) 안의 어떤 대류와도 무관한 물질전달을 분자확산이라고 한다.

  6. 8.플러그흐름반응기(PFR)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

    1. ①축 방향(axial direction)으로 농도가 변한다.
    2. ②정상상태에서 운전된다.
    3. ③반지름 방향(radial direction)으로 온도구배가 없다.
    4. ④몰 수지식은 대수방정식이다.

  7. 9.내경이 1m인 수평 원형관 내부를 40cms-1의 평균 유속으로 비압축성 뉴턴유체(Newtonian fluid)가 흐를 때, Fanning 마찰계수는? (단, 유체는 완전히 발달된 정상상태로 흐르고, 밀도와 점도는 각각 0.8gcm-3과 200cP이다)

    1. ①0.01
    2. ②0.05
    3. ③0.1
    4. ④0.5

  8. 10.탈거탑에서 Murphree 효율(ηM)과 총괄 효율(ηO)이 같고 평형선과 조작선이 직선일 때, 평형선의 기울기는? (단, 액체유량과 증기유량은 각각 300kgh-1과 15kgh-1이고, ηM≠1 이다)

    1. ①0.05
    2. ②0.5
    3. ③2
    4. ④20

  9. 11.원심펌프에서 나타날 수 있는 공동화(cavitation) 현상에 대한 설명으로 옳은 것은?

    1. ①펌프 임펠러의 마모를 지연시킨다.
    2. ②흡입부의 압력이 유체의 증기압보다 낮을 때 발생한다.
    3. ③펌프의 효율을 증가시킨다.
    4. ④배출부의 압력이 유체의 증기압보다 높을 때 발생한다.

  10. 12.초임계유체에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

    1. ①온도나 압력을 변화시키면 용질로부터 쉽게 분리할 수 있다.
    2. ②상압에서 커피로부터 카페인을 추출할 때 사용될 수 있다.
    3. ③유기용매 대비 추출 속도가 빠르다.
    4. ④일정한 온도에서 압력을 높여 액체로 변환시킬 수 없다.

  11. 13.기체 분리막에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

    1. ①비다공질 고분자 막의 경우 기체는 저압 쪽에서 고분자 막에 용해된다.
    2. ②비다공질 고분자 막에서 기체 수송은 용액확산 메커니즘을 따른다.
    3. ③다공질 막에서 세공 내의 확산계수는 세공 크기와 평균 분자 속도에 비례한다.
    4. ④다공질 막의 세공이 기체의 평균 자유경로보다 매우 작으면 Knudsen 확산이 지배적이다.

  12. 14.다음 블록선도에서 Y의 식으로 옳은 것은?

    1. ①
    2. ②
    3. ③
    4. ④

  13. 15.다음 가역반응이 평형상태에 있을 때, 화학평형이 오른쪽으로 이동하지 않는 조작은? (단, 정반응은 흡열반응이다)

    1. ①반응기 부피 증가
    2. ②반응기 온도 증가
    3. ③CO(g)를 반응기로부터 제거
    4. ④As4O6(s)를 반응기에 첨가

  14. 17.2kW가 공급되는 닫힌 가열기 내에 채워진 물 30kg이 20°C에서 50°C로 승온되는 데 걸리는 시간[h]은? (단, 물의 비열은 4.0Jg-1K-1이고, 외부로의 열손실은 없다)

    1. ①0.5
    2. ②1.0
    3. ③1.5
    4. ④2.0

  15. 18.등온 정압 플러그흐름반응기(PFR)에서 이산화탄소 가스(CO2)를 이용한 메테인 가스(CH4​)의 비가역 개질 반응으로 수소 가스(H2)와 일산화탄소 가스(CO)가 생성된다. 유입되는 반응유체의 부피 조성은 20vol% CH4​, 70vol% CO2​, 10vol% N2이다. 한계반응물의 전환율이 50%일 때, 반응기 출구에서 CO2의 부피 조성[vol%]은? (단, 모든 기체는 이상기체이고, 부반응은 없다)

    1. ①20
    2. ②30
    3. ③50
    4. ④60

  16. 19.등온 회분식 반응기에서 300K의 온도 조건으로 A→3B 비가역 액상 기초 반응을 1시간 진행하여 전환율 70%를 얻었다. 동일한 조건에서 반응 온도만을 600K로 증가시켰을 때, 전환율 70%를 얻기 위해 필요한 시간[h]은? (단, 기체상수는 8.3Jmol-1K-1이고, 반응의 활성화 에너지는 49.8kJmol-1로 일정하다)

    1. ①e-20
    2. ②e-10
    3. ③e-5
    4. ④e-3

  17. 20.복사(radiation)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

    1. ①회색체의 단색광 흡수율은 모든 파장에서 동일하다.
    2. ②일정 온도에서 열 에너지 플럭스(flux)는 물질의 종류와 무관하다.
    3. ③흑체 복사는 Stefan-Boltzmann 법칙으로 설명된다.
    4. ④총 복사력은 물체의 표면으로부터 방출되는 모든 단색광 복사의 합이다.