高普考題庫
100 年 100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

本卷皆為申論題,點「看答案與解析」查看擬答。

申論 1若液相反應A →C之階數(reaction order)不是正整數,如何以實驗方法估計其階數?(20 分)
申論 2實驗結果顯示,液相反應2A+B→AB中的產物AB之生成速率r可表為22ABc[A]2[B]r=1,其中.[]表示.的莫耳濃度,c與c為常數。提出可能的反應機構AB1+c[A]12(mechanism)來解釋該結果。(20 分)⎧A+B→C
申論 3㈠液相反應⎨以兩種方式進行:⎩C+B→D將A 緩慢地加入裝有B 的反應器中。將A 與B 同時加入反應器中。以圖示法分別繪出這兩種方式中反應器內各成分之濃度隨時間變化的關係,假設反應器中的攪拌完全。須說明理由,否則不予計分。(10 分)㈡若前述液相反應以方式進行,.[]表示反應器內.的莫耳濃度,[A]與[B]分別為反應器內A與B的初始莫耳濃度,k與k依序為上述兩個反應的反應速率常數。以k、k、[A]與[A]表示[C]。(10 分)
申論 4考慮一在絕熱(adiabatic)栓流反應器(plug flow reactor)內進行之一階液相反應A →C。若反應器入口溫度為T,出口溫度為T,莫耳反應熱ΔH 為常數,反應器體積為V,A之轉換率(fractional conversion)為X,A與C的定壓比熱皆為常數C,忽p略反應器入、出口間的位能與動能之差異以及系統所作的功。假設反應速率常數可以阿瑞尼斯定律(Arrhenius law)表示。求V與X間之關係,以及T與X間之關係。(20 分)
申論 5液相反應A→B→C分別在一連續攪拌反應器(continuous stirred tank reactor, CSTR)與一栓流反應器(plug flow reactor, PFR)內進行。若進料是純反應物A 與B,體積流率v 為常數,且兩個反應的反應速率常數相同,則在兩種反應器中產物B 的最高濃度分別是多少?那一個反應器可得到較高濃度的B?(20 分)