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98年 - 98 公務升官等考試_薦任_化學工程:化學反應工程學#33561
科目:
化學反應工程學 |
年份:
98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、某一材料X於材料Y中進行一級反應,產生生成物XY。該反應進行中,X需擴散進入Y 中,在溫度為 1000o C及 800o C時,其擴散係數分別為 0.7×10
-13
及 0.6×10
-16
m
2
/s。擴散公 式依循阿瑞尼亞式(Arrhenius’ law)。氣體常數為 8.31 J/mol-K。試計算其擴散活 化能,及計算 1200o C時之擴散係數。(20 分)
二、一串聯反應為A→R→S,各反應均為一級反應。A→R之反應速率常數為k
1
,R→S之 反應速率常數為k
2
,反應前A之濃度為C
A0
。當k
1
值極大,且又極大於k
2
時,試推導 CR及CS與反應時間t之關係。(20 分)
三、三個連續攪拌槽反應器(continuous stirred tank reactor)串連,三個反應槽體積相等,均 為 120 liter,於三個反應槽中均進行相同二階反應(second order reaction)A→B,其反 應速率常數為 20 liter/mol-min。於第一個反應槽 A 之進料速度為 27 mol/min,且無 B 之進料。若第一個反應槽出口產物的反應轉化率達 0.3 時,試計算第二個反應槽出口 產物的轉化率。(20 分)
四、一反應 2A+B↔S之速度反應式(rate equation)為r
s
=k
1
[A]
2
[B]/(1+k
2
[B]),正反應及逆 反應之反應速率常數k1與k2表述如下:k
1
=10
4.2
exp(-72.1 kJ·mol
-1
/RT) liter
2
·min
-1
·mol
-2
及 k
2
=103
.4
exp(-32.8 kJ·mol
-1
/RT) liter⋅mol
-1
,RT之單位為kJ/mol。反應開始時,反應中 含有極高濃度之A與B。試推導反應開始之r
s
與[A]之關係,及計算反應開始之反應活 化能。(20 分)
五、在一個三階反應 A→R 中,A 之半衰期為 40 min,A 之初始濃度為 0.6 mol/liter,試計 算該反應之反應速率常數。當 A 之初始濃度增為 1.2 mol/liter,請計算 A 之半衰期。 (20 分)