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化學反應工程學
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96年 - 96 關務升官等考試_薦任_化學工程：化學反應工程#38209
科目：
化學反應工程學 |
年份：
96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、一均勻液相反應 A
B 於一批式反應器（batch reactor）中進行。反應開始時反應 器內只含有 A。當平衡時，轉化率（conversion）為 0.8；當時間為 1.5 h 時，轉化率 為 0.5。請計算此反應之反應速率常數（reaction rate constant）。（20 分）
【已刪除】二、物質 B 經由一可逆之異構化反應產生，反應式為 A
B，A 與 B 都是液體且互溶。 此反應之平衡常數（以濃度單位表示）為 6.8。現在有一純 A 進料進入一栓流式反 應器（plug flow reactor, PFR）中進行反應，反應之轉化率為 0.6，且此反應為基本 反應（elementary reaction）。如在此反應器後方再串接一完全相同之反應器，且操 作溫度相同，A 之轉化率將是多少？（20 分）
三、一實驗室級體積為 50 cm
3
之連續攪拌槽反應器（continuous stirred tank reactor, CSTR） 用於進行一不可逆的液相反應A →B + C 。對 A 而言，此反應可視為一階反應。當進 料僅含有 A，進料流率為 10.0 cm
3
/s 時，可得 A 之轉化率為 0.6。如果現在進料流 率增加為 5×10
4
cm
3
/s，進料僅含有 A 其莫耳流率為 10 mol/s，在相同的操作溫度與 壓力下，B 之產量必須達到 8.0 mol/s。如果整體之操作成本隨反應器體積之增加而 增加，你會選擇 CSTR 或栓流式反應器（PFR）進行操作？此反應器體積大小為多 少公升？（20 分）
⑴進料僅含有 A，其莫耳流率為 10 mol/s，進料中 A 的濃度為 2.0 mol/L。
⑵進料中另含 50 %的惰性物質，A 的濃度與進料體積流量與⑴中相同。
【已刪除】五、在一多孔性觸媒顆粒內進行一階反應A →B 。觸媒直徑為 0.8 公分。當沒有外部質 傳阻力時，量測資料顯示觸媒之有效因子η（effectiveness factor）為 0.3。觸媒顆粒 密度（particle density）為 1.0 g/cm
3
，觸媒內有效擴散係數（effective diffusivity）為 5×10
-4
cm
2
/s。根據文獻指出，當有效因子很小時，
。為了增大有效因子， 因此合成不同結構的觸媒顆粒。新合成出的觸媒直徑為 0.2 公分，觸媒顆粒密度為 1.0 g /cm
3
，有效擴散係數為 8×10
-3
cm
2
/s。由於沈積在觸媒上的金屬沒有改變，因此 假設小顆粒觸媒之反應動力式與大顆粒觸媒相同，請計算新觸媒之有效因子。（20 分）
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B 於一批式反應器（batch reactor）中進行。反應開始時反應 器內只含有 A。當平衡時，轉化率（conversion）為 0.8；當時間為 1.5 h 時，轉化率 為 0.5。請計算此反應之反應速率常數（reaction rate constant）。（20 分） 
B，A 與 B 都是液體且互溶。 此反應之平衡常數（以濃度單位表示）為 6.8。現在有一純 A 進料進入一栓流式反 應器（plug flow reactor, PFR）中進行反應，反應之轉化率為 0.6，且此反應為基本 反應（elementary reaction）。如在此反應器後方再串接一完全相同之反應器，且操 作溫度相同，A 之轉化率將是多少？（20 分） 
。為了增大有效因子， 因此合成不同結構的觸媒顆粒。新合成出的觸媒直徑為 0.2 公分，觸媒顆粒密度為 1.0 g /cm3 ，有效擴散係數為 8×10-3 cm 2 /s。由於沈積在觸媒上的金屬沒有改變，因此 假設小顆粒觸媒之反應動力式與大顆粒觸媒相同，請計算新觸媒之有效因子。（20 分）