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103年 - 103 高等考試_三級_化學工程：化學反應工程學#24985
科目：
化學反應工程學 |
年份：
103年 |
選擇題數：
0 |
申論題數：
6
試卷資訊
所屬科目：
化學反應工程學
選擇題 (0)
申論題 (6)
【已刪除】一、可逆反應 A
B 的反應式為-r
A
= k
1
C
A
- k
2
C
B
，其中 k
1
= 1.8 min
-1
，k
2
= 1.2 min
-1
，C
A
及 C
B
的單位為 mol/dm
3
。若反應的初濃度 C
A0
= C
B0
= 1 mol/dm
3
，試計算 A 的平衡 轉化率以及 A 的轉化率達到 10% 所需的反應時間。（1dm
3
=1 公升）（20 分）
(一)開始有 C
2
H
4
Br
2
液體產生時的 C
2
H
6
轉化率。（10 分）
(二)在 C
2
H
6
之轉化率達到 80%時，氣相 C
2
H
4
Br
2
(g) 之莫耳流率為若干？（10 分）
【已刪除】三、下表所示為乙烯、水及乙醇在 298 K 下的標準生成吉布士能及焓（The standard Gibbs energies and enthalpies of formation at 298 K）：
試用此表估算反應 C
2
H
4
(g) + H
2
O(g)
C
2
H
5
OH 在 423K 時的平衡常數。（20 分）
【已刪除】四、苯（benzene, B）及氯化苯（Benzyl Chloride, C）的混合物，在醋酸酐（acetic anhydride）溶液中可與硝酸（nitric acid, A）反應，生成硝基苯（nitrobenzene, NB） 及硝基氯苄（nitrobenzyl chloride, NC），其反應式及速率式如下：
A + B → NB + H
2
O r
1
= k
1
C
A
C
B
A + C → NC + H
2
O r
2
= k
2
C
A
C
C
在 25℃下長時間反應，待硝酸消耗完畢，所得的實驗數據如下表：
已知 B 及 C 的初濃度皆為 1 kmol/m
3
，試依表中數據估算 k
2
/ k
1
的比值。（20 分）
五、以下氣相反應於栓流反應器中進行：
A→B r
B
=k
I
C
2
A
其中 k
1
= 0.624 dm
3
/mol.s。進料中只有 A 成分，其體積流率為 425 dm
3
/s、濃度為 7.17×10
-2
mol/dm
3
。副反應為： A→C r
C
=k
2
C
A
其中 k2 = 0.01 s
-1
。C 為污染物，需花費$0.33/mol 處理；B 為期望的產品，可賣得 $1.32/mol。如果原料 A 的成本為$0.22/mol，試問可得最大利潤的反應器體積為何？ （20 分）
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B 的反應式為-rA = k1CA - k2CB，其中 k1 = 1.8 min-1，k2 = 1.2 min-1，CA
及 CB的單位為 mol/dm3。若反應的初濃度 CA0 = CB0 = 1 mol/dm3，試計算 A 的平衡
轉化率以及 A 的轉化率達到 10% 所需的反應時間。（1dm3
=1 公升）（20 分）
試用此表估算反應 C2H4(g) + H2O(g)
C2H5OH 在 423K 時的平衡常數。（20 分）
已知 B 及 C 的初濃度皆為 1 kmol/m3，試依表中數據估算 k2 / k1的比值。（20 分）