105年 - 105 高等考試_三級_化學工程：化學反應工程學#60331

科目：化學反應工程學 | 年份：105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、體積為 10 cm³（實驗室用）之連續攪拌槽反應器（continuous stirred tank reactor, CSTR）用於研究 A → B 反應。A 的進料濃度皆維持在 0.05 mol/cm³，當進料體積流率為 2.0、 1.0 及 0.5 cm³/s 時 CSTR 出口處 A 的轉化率，（conversion）分別為 0.333 0.5 及 0.667。、現在進行放大設計，若 A 的進料濃度為 0.05 mol/cm ，進料的體積流率為 50 cm³/s， 3 反應器的體積為 2000 cm³，出口處的轉化率為多少？（20 分）

二、一均勻液相反應 A + B → C 於一理想栓流式反應器（plug flow reactor, PFR）中進行。此反應為二階不可逆反應，反應速率式為 -r_A = kC_ACB，反應常數 k 為 0.1 cm³/(s)(mol)。若此 PFR 反應器體積為 200 cm³，進料中只含有 A 及 B，其濃度均為 0.02 mol/cm³，體積流率為 0.5 cm³/s 此操作可視為等溫操作試問 PFR 出口處 A 之轉化率為多少？。（20 分）

三、某一勻相氣相反應 A → 3B 在恆溫批式反應器（batch reactor）中進行，反應物 A 起始壓力為 2 大氣壓，反應體積固定，經 8 分鐘後壓力增加 50%。若反應初始壓力為 2 大氣壓，反應壓力固定，已知此氣體反應為一級反應，計算體積增加 100%需花多少時間？（20 分）

四、有一反應 A → products 在等體積的批次反應器（batch reactor）中進行，操作 2 個實驗獲得的數據如下：

實驗 1：t_1/2 = 0.125 h, C_A0 = 2 mol/L

實驗 2：t_1/2 = 0.500 h, C_A0 = 1 mol/L

t_1/2 是每一實驗的半生期，請利用這些數據推算此反應級數為多少？（20 分）

【已刪除】

五、可逆反應 n-C4H₁₀ i-C₄H₁₀ 在液相、絕熱的反應條件下，進料正丁烷流速 F_A0 為 50 kmol/h，反應機制為下圖所示，利用表格中數據計算各反應器體積。 -r_A 是反應速（率，X 是轉化率。其中 X₁ = 0.2, X₂ = 0.6, X₃ = 0.65。）（20 分）