106年 - 106 高等考試_三級_化學工程：化學反應工程學#63021

⑴試建立此連續流動反應器之計量表（Stoichiometric table），並找出 A 濃度與其轉化率之關係。（10 分）

⑵以連續攪拌反應器（CSTR），試計算 A 轉化率達 98%時，所需要之反應器體積。 （5 分）

⑶以栓流反應器（PFR），試計算 A 轉化率達 98%時，所需要之反應器體積。（5 分）

⑴若 A 轉化率達 30%，試計算所需 CSTR 及 PFR 之觸媒量為何？（10 分）

⑵所需之 CSTR 及 PFR 觸媒量相等時，轉化率為多少？。（10 分）

三、有一液相不可逆反應：2A → B + C，以連續攪拌反應器（CSTR）進行反應，改變進口體積流率（v₀），已知純成分 A 之進口濃度為 4 mol/dm³，在穩定（steady state）條件下，獲得空間時間（Space time, τ = V/v₀）與出口濃度之關係如下：

試求出此反應之反應速率式（15 分）及速率常數。（5 分）

⑴試求 r_1C、r_2C、r_3C之值。（10 分）

⑵試求 A 及 D 之浄形成速率（net formation rate）。（10 分）

⑴試推導絕熱反應條件下，轉化率與反應溫度之關係。（10 分）

⑵試計算完成 A 轉化率為 80%，所需 CSTR 之反應器體積。（10 分）
補充資料：
反應熱ΔHRxn = -100 cal/(g．mol A)（假設不隨溫度變化）
A 及 B 之比熱：C_PA = C_PB = 1 cal/(g．mol．℃)
在 300 K 之速率常數 k = 0.01 s^-1；活化能為 E_A = 10 kcal/mol