108年 - 108 公務升官等考試_簡任_化學工程：高等化學反應工程學研究#80526

科目：化學反應工程學 | 年份：108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)

一、一不可逆（irreversible）之液相基本反應（elementary reaction）A+B →C 於一絕熱之連續式攪拌槽反應器（Continuously Stirred Tank Reactor, CSTR）中進行。此反應之反應熱為－6 kcal/mol，於300 K 之反應常數為0.01 liter/mole．s，反應活化能為 10 kcal/mol。A 與 B 的比熱均為 15 cal/mol．K，C 的比熱為 30 cal/mol．K。若以相同莫耳濃度之 A 與 B 以 2 公升/秒與 CA0=0.1 M 的條件注入反應器中。試計算達到 85%轉化率所需之反應器體積。（25 分）

二、一層流反應器（Laminar Flow Reactor, LFR）之長度為 L，軸向流速分布可表示為：，其中 v₀為體積流率，R 為反應器之半徑，r 為反應器之徑向距離。試推導滯留時間分布（Resident time distribution function, E(t)）。（25 分）

⑴試說明上述反應機制如何解釋實驗的觀察。（15 分）

⑵試提出為更進一步驗證此機制可進行的實驗，及預期的實驗結果。（10 分）

⑴試推導出以 k_g、k_r與 C_Ab表示之反應速率式。（15 分）

⑵當系統處在外部質傳阻力極大(即反應速率相對快)的狀態時，試簡化小題⑴之反應速率式，並由此簡化式說明此時觀察到的反應速率是由反應或是由質傳控制。（10 分）