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化學反應工程學
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110年 - 110 高等考試_三級_化學工程：化學反應工程學#102780
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題組內容
七、化學工程師設計流體化床反應器進行不可逆氣體化學反應 A→B，已知 反應級數為一級而且使用 60 kg 的觸媒，可以得到 62%轉化率。
(一)請問如果觸媒使用量提高為 70 kg，轉化率提升為多少？（8 分）
相關申論題
一、某一液體化學反應 A →B 在恆溫批式反應器中進行，反應物 A 起始濃度 =0.6 mol．，已知此液體反應為二級反應，反應轉化率達到 60%所 需時間為 30 分鐘，請計算當反應時間為 40 分鐘時，反應轉化率達到多 少？（8 分）
#433602
二、(一)假設有一個基礎的（elementary）可逆反應（reversible reactions） A + 2 B C + D，且 k 1 和 k 2 分別為正向與逆向反應速率常數， 請寫出反應速率式。 （4 分）
#433603
(二)已知一可逆液體反應為 A B，且其平衡轉化率為 0.667。假設此一化 學反應在批式反應器（batch reactor）中進行，起始濃度，= 0，當反應進行 8 min 後，轉化率為 0.333，請求出正向與逆向反應 速率常數並寫出反應速率式。（10 分）
#433604
三、兩個體積大約相同的連續攪拌槽式反應器（CSTR）與塞流式反應器 （PFR）準備串聯進行 A→B + C 反應，已知 X（轉化率）與（反應速率倒數）關係如下列： 請說明如何排列 CSTR 與 PFR 串聯次序可以得到較高的轉化率？（未說明原因不給分） （6 分）
#433605
四、一般鮮奶的低溫殺菌法是所謂巴斯德殺菌法，傳統進行方式是在 63°C 下 維持 30 分鐘。隨著科技進步，目前改為 74°C 下僅需 15 秒即可達到相 同殺菌效果。假設殺菌反應為一級反應，請利用阿蕊尼阿斯方程式 （Arrhenius Eq.），其中 E 為殺菌反應活化能，請計算此殺菌 反應的活化能。（10 分）
#433606
(一) 假設利用批式反應器（ batch reactor）進行此一酵素反應，已 知，請問要達到最終需要多少時間？ （10 分）
#433607
(二)假設改用兩種連續式反應器 CSTR 和 PFR 操作，進料流速 25 L．, 且初始濃度，如果要達到最終出口濃度， 請問兩種反應器體積各為多少？（17 分，其中 CSTR 占 8 分 PFR 占 9 分）
#433608
六、某一化合物分解化學反應 A→B + C 在定溫液相批式反應器中進行，得 到化合物 A 濃度隨時間變化數據如下：已知此化學反應可能為零級或一級反應，請確認反應級數並計算速率常數值。（15 分）
#433609
(二)如果將 60 kg 的觸媒流體化床反應器改為填充床反應器，此填充床反 應器操作時存在壓力降落現象，壓力降落與填充觸媒量的關係方程式 如下：dP / dW = - 0.2 atm / kg，進口壓力為 20 大氣壓，請問可以達到 的轉化率是多少？（12 分）
#433611
(四)在無 CO₂時，其推測反應機制（proposed mechanism）如下： 在穩態假設（steady-state approximation）下，請推導其反應速率式。
#557538
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