7급 국가직 반응공학 2009년 기출문제

온도가 T₁에서 T₂로 증가하였을 때, 반응속도상수가 2배 증가하였다. 이 반응에 대한 활성화 에너지(E)와 반응온도의 관계식으로 옳은 것은? (단, 반응속도상수는 Arrhenius 관계식을 따르며, R은 기체상수이다)

비가역 액상반응이 혼합흐름 반응기(CSTR)와 플러그흐름 반응기(PFR)에서 각각 일어날 때 전환율이 같았다. 이때 플러그흐름 반응기의 부피가 혼합흐름 반응기의 부피보다 더 작게 되는 것은 어느 경우인가? (단, 각각의 반응기에 공급되는 반응물의 조건은 같다)

가역반응 A ⇄ R이 발열반응인 경우 일반적인 온도 - 전환율 상관곡선으로 옳은 것은?

실제 반응기에서 반응유체의 비이상 흐름에 영향을 주는 주요 인자가 아닌 것은?

다음 중 옳지 않은 것은?

가역 1차 액상반응에서 순수반응물 A가 혼합흐름 반응기(CSTR)에 1 mol s^－1로 유입된다. 반응물 A의 전환율이 평형전환율의 60 %가 되기 위한 반응기의 부피 [L]는? (단, A의 초기농도는 1 mol L^-1이다)

A $\underset{{\mathrm{k}}_2}{\overset{{\mathrm{k}}_1}{\rightleftarrows }}$ B

k1 ＝ 1 [s-1]

k2 ＝ 0.5 [s-1]

부피가 일정한 등온 회분식 반응기(batch reactor)에서 A → B인 반응이 비가역적으로 일어날 때, A의 초기압력에 따라 다음과 같이 반감기가 각각 다르게 나타났다. 이 반응의 반응 차수는?

PA0 [mmHg]	t1/2 [s]
300	496
150	992

등온, 등압하에 기상반응 A → 7 R이 혼합흐름 반응기(CSTR)에서 일어날 때 반응속도식은 － r_A [mol L^－1min^－1] ＝ 1.0 C_A이다. 50 %의 A와 50 %의 불활성물질로 구성된 반응물이 100 L min^－1의 속도로 부피 100 L인 반응기에 공급될 때 전환율은? (단, A의 초기농도는 1 mol L^－1이다)

액상의 비가역 연속반응 A $\stackrel{{\mathrm{k}}_1}{\to }$ R $\stackrel{{\mathrm{k}}_2}{\to }$ S이 진행되고 있다. 각 반응은

1차 반응이고 공간시간을 $\tau$라 할 때, 다음 중 옳지 않은 것은?

다음 그림과 같은 순환식 반응기(recycle reactor)가 있다. 이 반응기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

크기가 같은 플러그흐름 반응기(PFR)와 혼합흐름 반응기(CSTR)를 직렬로 연결한 반응기시스템에서 1차 비가역 액상반응이 일어날 때, 전환율을 극대화하기 위한 연결방법으로 옳은 것은?

비등온반응기의 설계를 통해 최적조작온도를 결정하고자 한다. 설계시 허용되는 최고온도가 반응기 조작의 최적온도로 선택될 수 없는 반응유형은? (단, 최적조작이란 반응전환율을 극대화하고 반응기 부피를 최소화 할 수 있는 조작이다)

플러그흐름 반응기(PFR)에서 2 A → B인 2차 비가역 액상반응이 일어났다. 반응기 부피는 100 L이고 반응물의 부피유속이 10 L min^－1 일 때 전환율이 0.2였다. 반응기 부피를 4배로 늘릴 경우 전환율은?

액상 기초반응(elementary reaction) A → P가 혼합흐름 반응기(CSTR)에서 일어날 때 반응 전환율이 0.5였다. 만일 동일한 조건에서 같은 크기의 혼합흐름 반응기를 하나 더 추가하여 직렬로 연결한다면 반응물 A의 최종 전환율은?

그림과 같이 플러그흐름 반응기(PFR)가 병렬로 연결되어 있을 때 각각의 반응기에서 동일한 전환율을 얻기 위해 작은 반응기(V₂) 쪽으로 보내야 하는 원료의 양은 전체 원료의 몇 % 인가?

불균일계 촉매 반응에서 외부 물질전달, 내부 확산, 표면 반응 중 어느 것이 반응속도를 지배하고 있는가를 규명하는 것은 반응기 설계 및 해석에 매우 중요하다. 다음 반응속도에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

기상반응 A → 2 R이 온도와 압력이 일정한 회분식 반응기(batch reactor)에서 일어났다. 80 %의 A와 20 %의 불활성물질로 구성된 반응물이 반응을 시작하여 2분만에 부피가 50 % 증가되었다면, 이 반응의 전환율은?

고정층 반응기와 유동층 반응기의 특성으로 옳지 않은 것은?

다음의 액상반응들이 혼합흐름 반응기(CSTR)에서 일어난다.

A $\stackrel{k_1}{\to }$ R, r_R ＝ k₁C_A, k₁ ＝ 5 [min^－1]

2A $\stackrel{k_2}{\to }$ S, r_S ＝ k₂C_A², k₂ ＝ 10 [L mol^－1 min^－1]

반응물 A의 초기농도가 2 mol L^－1 일 때 전환율이 0.5였다면, 생성물 R의 농도[mol L^－1]는?

기체 A가 촉매표면에 흡착하여 A → B의 단분자반응(unimolecular reaction)이 일어난다. 표면반응이 율속단계이며 Langmuir － Hinshelwood 메커니즘을 따를 때, 속도식의 표현으로 옳은 것은?

(단, K_A와 K_B는 각각 A와 B의 흡·탈착 평형상수이고, P_A와 P_B는 각각 A와 B의 기상 분압이다)