103年 - 103 專技高考_化學工程技師：化學反應工程（亦稱化工動力學）#24981

科目：化學反應工程學 | 年份：103年 | 選擇題數：0 | 申論題數：5

試卷資訊

所屬科目：化學反應工程學

選擇題 (0)

申論題 (5)

一、考慮化學反應A_氣+ B_固 → C_氣，其中 B 為球形顆粒，與 A 反應掉的 B 會在未反應的 B 表面形成一不會剝離的灰層（ash layer）。假設 A 在灰層內的擴散為速率決定步驟，求未反應之 B 的半徑隨時間 t 的變化。（25 分）

二、考慮在一連續式的攪拌反應器（continuous stirred tank reactor, CSTR）內所進行的液相串聯反應A → B → C，A → B與B → C皆為一階（first order）反應，反應速率常數分別為 k₁與 k₂，進料中只有 A。令 X =（A 的消耗量/A 的初始量），Y =（B 的生成量/A 的消耗量）。以 Y 為縱座標，X 為橫座標，在同一張圖內畫出以下情況的曲線：1.k₂ / k₁ = 1、2. k₂ / k₁ = 0.1、3. k₂ / k₁ = 10。中需導出相關數學式並據以畫出曲線；2與3中只需畫出曲線的相對位置即可，毋需算出數值，但須敘明原因，否則不予計分。（25 分）

三、考慮液相反應A ⇔ B，其中正、逆向反應皆為一階，且系統內所有物質的比熱皆相同。令 X =（平衡時 A 的消耗量/A 的初始量），ΔH 與ΔH₀分別為莫爾反應熱與標準狀態下的ΔH ，ΔG與ΔG₀分別為莫爾反應自由能與標準狀態下的ΔG 。若標準狀態下的溫度為 T₀，求 X 隨溫度 T 的變化。（25 分）

⑴下述二種方式何者可得到較多的 B：1反應在批次反應器（batch reactor）內進行，光均勻地照射其內的物質；2連續地將少量物質輸送至反應器外，照射光後再送回反應器內。須敘明原因，否則不予計分。（5 分）

⑵若A → B與B → C皆為一階反應，反應速率常數相同，開始時反應器內只有A。求前述情況1中 B 的濃度隨時間的變化。（20 分）