高普考題庫
103 年 103年公務人員高等考試三級考試暨普通考試

化學反應工程學

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本卷皆為申論題，點「看答案與解析」查看擬答。

申論 1可逆反應A → B 的反應式為-r= kC- kC，其中k= 1.8 min-1，k= 1.2 min-1，C← A 1A 2B1 2 A及C 的單位為mol/dm3。若反應的初濃度C= C= 1 mol/dm3，試計算A 的平衡BA0 B0轉化率以及A 的轉化率達到10% 所需的反應時間。（1dm3=1 公升）（20 分）
申論 2乙烷的溴化反應，CH(g) + 2Br(g) → CHBr(g, l) + 2HBr(g)，於200℃及2500 kPa(24.7 atm) 之栓流反應器（plug flow reactor）中進行。若進料中只有CH 及Br，其體積流率為0.5 dm3/s、莫耳比為CH: Br= 1 : 2，另知CHBr 在200℃時之蒸氣壓為506.5 kPa，試計算：開始有CHBr 液體產生時的CH 轉化率。（10 分）在CH 之轉化率達到80%時，氣相CHBr(g) 之莫耳流率為若干？（10 分）
申論 3下表所示為乙烯、水及乙醇在298 K 下的標準生成吉布士能及焓（The standardGibbs energies and enthalpies of formation at 298 K）：compound G0(kcal/mol) H0(kcal/mol)f,298f,298CH(g) 16.3 12.5HO(g) -56.4 -57.8CHOH(g) -40.3 -56.2試用此表估算反應CH(g) + HO(g)→ CHOH 在423K 時的平衡常數。（20 分）242 ← 25103年公務人員高等考試三級考試試題 代號：27180類 科： 化學工程科 目： 化學反應工程學
申論 4苯（benzene, B）及氯化苯（Benzyl Chloride, C）的混合物，在醋酸酐（aceticanhydride）溶液中可與硝酸（nitric acid, A）反應，生成硝基苯（nitrobenzene, NB）及硝基氯苄（nitrobenzyl chloride, NC），其反應式及速率式如下：A + B → NB + HO r = kCC211ABA + C → NC + HO r = kCC222AC在25℃下長時間反應，待硝酸消耗完畢，所得的實驗數據如下表：實驗 HNO 的初濃度 NB 的終濃度 NC 的終濃度編號 （kmol/m3） （kmol/m3） （kmol/m3）已知B 及C 的初濃度皆為1 kmol/m3，試依表中數據估算k/ k 的比值。（20 分）
申論 5以下氣相反應於栓流反應器中進行：AB r k C2B1A其中k= 0.624 dm3/mols。進料中只有A 成分，其體積流率為425 dm3/s、濃度為7.17×10-2 mol/dm3。副反應為：AC r k CC2A其中k= 0.01 s-1。C 為污染物，需花費$0.33/mol 處理；B 為期望的產品，可賣得$1.32/mol。如果原料A 的成本為$0.22/mol，試問可得最大利潤的反應器體積為何？（20 分）