96年 - 96 公務升官等考試_簡任_化學工程：高等化學反應工程學研究#38254

科目：化學反應工程學 | 年份：96年 | 選擇題數：0 | 申論題數：6

試卷資訊

所屬科目：化學反應工程學

選擇題 (0)

申論題 (6)

⑴若此批式反應器為一可變體積之反應器，當 A 被消耗 60%時，反應器體積為多少？
⑵若此批式反應器為一固定體積之反應器，當 A 被消耗 60%時，反應器之壓力為多少？ 假設這些氣體皆遵守理想氣體方程式且以上皆為等溫操作。理想氣體常數 R 為 82.05 (cm3 -atm)/(mol-K)。（20 分）
二、以一恆溫恆壓反應器中進行一階不可逆氣相反應A → B，反應速率常數 k 為 0.01 s-1， 反應器體積為 300 公升。進料中僅含有 A，其濃度為 0.2 mol/L，體積流率為 4.0 L/s。 當進行操作時，發現反應之轉化率僅達到栓流式反應器（plug flow reactor, PFR）轉化 率之 90%。偏差理想 PFR 的可能原因為在反應器中產生部分逆向混合（backmixing） 所致。為了模擬此非理想反應器，假設此非理想反應器之行為與 N 個等體積串聯之 連續式攪拌反應器（continuous stirred tank reactor, CSTR）行為相同，此 N 個 CSTR 體積總合仍為 300 公升。基於此假設，請計算 N 的數值，由於為一階反應，N 可為 非整數。（20 分）
三、一均勻氣相反應A → 2B+ C於一栓流式反應器（plug flow reactor, PFR）中進行。 此反應為一階不可逆反應，反應速率常數為 0.1 s-1。 若 PFR 截面積為 50 cm2 ，進 料中僅含有 A，其濃度為 4.0×10-4 mol/cm3 ，體積流率為 100 cm3 /s。此操作可視為 等溫操作，試問當出口處 A 之轉化率（conversion）為 0.8 時，此 PFR 的長度為 多少？（20 分）
【已刪除】四、在一固定體積之批式反應器中進行一均相反應A → B，實驗結果如下表所示：
 
請求出反應階數（reaction order）與反應速率常數。（20 分）
【已刪除】五、在一多孔性觸媒顆粒內進行一可逆液相反應。此觸媒表面反應（surface reaction）遵守 Eley-Rideal 理論，亦即吸附在觸媒表面上的 A 與未吸附的 B 反應。 另此可逆液相反應是由 A 的吸附步驟所控制。根據這些資訊，推導出一以液相濃度 所表示之速率方程式（rate equation）。（20 分）