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化學反應工程學
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98年 - 98 專技高考_化學工程技師：化學反應工程（亦稱化工動力學）#35748
科目：
化學反應工程學 |
年份：
98年 |
選擇題數：
0 |
申論題數：
13
試卷資訊
所屬科目：
化學反應工程學
選擇題 (0)
申論題 (13)
⑴一個塞狀流動反應器（Plug flow reactor, PFR）。（7 分）
⑵一個連續攪拌槽反應器（Continuous stirred tank reactor, CSTR）。（6 分）
⑶四個等體積之連續攪拌槽反應器（CSTR）串聯。（7 分）
⑴ PFR 和 CSTR 中那種反應器有較高之乙烯選擇率？敘述其理由。（5 分）
⑵在此氧氣轉化率下，計算在 CSTR 中之乙烯選擇率。（10 分）
⑶在此氧氣轉化率下，敘述如何算出在 PFR 中之乙烯選擇率，列出所需之方程式及 計算方法。（5 分）
⑴計算平衡轉化率X
e
及達到 90% X
e
之轉化率所需要之時間。（10 分） 此批式反應器有夾套，其內有循環之熱油經過此夾套以維持反應器之溫度於 575 K，反應 器之體積為 400 立方公分，夾套和反應器間之整體熱傳導係數與熱傳面積之乘積（=U
h
A） 為 50 cal/℃.min。假設夾套內之油為均勻混合且其溫度為穩定狀態（steady state），
⑵計算在時間t=0 及時間達到 90% X
e
之轉化率時所需要之熱油的溫度以維持批式反 應器的溫度於 575K。 （10 分）
【已刪除】四、氯氣可以由下列氣相之催化反應製造
HCl + 1/4 O
2
1/2Cl
2
+1/2H
2
O HCl 之反應速率為
-r
HCl
= k[C
HCl
-(1/K)C
Cl2
1/2
C
1/2]/[1+K
1
C
HCl
+ K
2
C
Cl2
]
2
下列數據係由有HCl和空氣進料（不含Cl
2
和H
2
O）之微分反應器（differential reactor ）獲得
利用此些數據，計算化學反應速率方程式中之k及K
1
。（15 分）
【已刪除】五、一個連續式泥漿反應器（continuous slurry reactor，可視為CSTR）內含有 100 微米 直徑的球形觸媒顆粒（觸媒之濃度為 10
5
顆粒/cm
3
，且只有外表面具有催化效能） 催化反應 A
B 。在觸媒表面，反應速 率 為 -r
A
”=10
-3
C
A
，其中 -r
A
” 單位為 moles/cm
2
sec，C
A
單位為moles/liters。進料溶液中A的濃度（C
A0
）為 2 moles/liter，如 果反應器之體積為 10 升，出口之轉化率為 90%，計算進料溶液的體積流量。（ 10 分）
⑴決定真正（intrinsic）之反應速率(-r
A
)
int
，並計算真正之反應速率常數k。（5 分）
⑵計算當d
P
=5, 20, 25-mm時之有效因子（effectiveness factor）η及Thiele modulus Φ。（6 分）
⑶計算有效擴散係數（effective diffusivity）D
e
。（4 分）
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1/2Cl2 +1/2H2O
HCl 之反應速率為
1/2]/[1+K1CHCl+ K2 CCl2
]
2
下列數據係由有HCl和空氣進料（不含Cl2和H2O）之微分反應器（differential reactor
）獲得 
B 。在觸媒表面，反應速 率 為 -rA”=10-3CA ，其中 -rA” 單位為
moles/cm2 sec，CA單位為moles/liters。進料溶液中A的濃度（CA0）為 2 moles/liter，如
果反應器之體積為 10 升，出口之轉化率為 90%，計算進料溶液的體積流量。（
10 分）