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物理化學(包括化工熱力學)
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102年 - 102 關務特種考試_三等_化學工程:物理化學(包括化工熱力學)#25583
> 申論題
題組內容
三、一個 2 級化學反應在 298 K 時,其速率常數為5.70x10
-5
dm
3
/(mol.s) ,在 313 K 時, 其速率常數為1.64x10
-4
dm
3
/(mol.s):
⑴請計算活化能(activation energy)與指數前因子(pre-exponential factor)。(10 分)
相關申論題
⑵利用過渡狀態理論求在 298 K 時,該反應的活化自由能(Gibbs energy of activation)。 (5 分) (Boltzmann 常數:kB=1.381x10-23 J/K ;Planck 常數: h =6.626x10-34J.s; R = 8.314 J/( mol⋅K))
#37462
四、由下列還原反應之標準電位:Fe3+(aq)+e − →Fe2+(aq) E0= + 771.0 0 VFe2+(aq)+2e−→Fe(s) E0 = −0.447 V 計算 Fe3+(aq)+3e−→ Fe(s)之半反應標準電位。(10 分) (法拉第常數:F = 96485 C/mol)
#37463
⑴請列出一典型的熱機循環(heat engine cycle)中所包含的 4 個主要單元,並將各 單元在熱機循環中的相對位置繪一簡圖表之,也請標出工作流體流動的方向。 (10 分)
#37465
⑵請將熱機循環示意圖手繪於某工作流體的溫度-熵(T-S)圖上,並在T-S圖上標出 各單元及工作流體流動的方向。(10 分)
#37466
一、利用管狀反應器進行氣相反應 A→B,此反應器由 50 支平行管組成,其每支的長度 為 1.2 m,管子內徑為 2 cm。已知此反應為一階反應,速率常數在 93℃和 149℃分 別為 0.00152 s-1和 0.074 s-1,請問當 A 進料速率為 225 kg/h 且操作壓力為 8 atm 時, 其操作溫度要控制在幾度,才可使 A 的轉化率達到 80%?(A 的分子量為 73; R= 0.082 L.atm/mol.K)(25 分)
#37467
三、在固定體積的球型反應器內進行零階氣相反應 A→rR,反應器內含 20%之惰性物 質,反應 2 分鐘後壓力由 1 大氣壓升至 1.3 大氣壓。若此反應發生於恆壓批式反應 器內,其進料壓力為 3 大氣壓且含 40%惰性物質,試問反應 4 分鐘後其體積變換率 為多少?(25 分)
#37469
四、零階液相放熱反應 A→B 發生於 80℃下的套管式混流反應器(CSTR),反應器內 的冷卻水水溫為 0℃,熱傳係數為 120 W/m2 .K,請計算會使反應器失控爆炸的臨 界熱傳面積。(25 分) 註: k = 1.127 kmol/m3 .min at 40℃ k = 1.421 kmol/m3 .min at 50℃ 溶液的熱容量:4 J/g;密度:9×102 kg/m3 ;反應熱:-500 J/g;進料溫度 40℃; 進料速率 90 kg/min;A 的分子量 90 g/mol。
#37470
⑴何謂反應活化能?其值為⑴正、⑵負或⑶有時正有時負,請說明。(10 分)
#37471
⑵在溫度範圍 20℃~100℃,當活化能為 15 kcal/mole 時,請問提昇 10℃,可提昇反 應速率約幾倍?(10 分)
#37472
⑴請用ρsi,Msi,k''和 Csilane物理參數,列出薄膜成長厚度和時間的關係式。(10 分)
#37474
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