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化學反應工程學
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110年 - 110 地方政府特種考試_三等_化學工程:化學反應工程學#104645
> 申論題
題組內容
二、在批次反應器中,反應物 A 藉由逐次反應生成中間物 X 和產物 C,其基 本反應式表示如下:
反應開始時,反應器中只存在反應物,其初始濃度為[A
0
]。
(一)請求得產物的濃度[C]和反應時間 t 的關係式。
相關申論題
(一)如果此反應為一級反應,請計算達到 80%轉化率所需要的反應時間為 40%轉化率所需要的反應時間的倍數( 比值)。
#443243
(二)如果此反應為二級反應,請計算達到 80%轉化率所需要的反應時間為 40%轉化率所需要的反應時間的倍數( 比值)。
#443244
(二)如果反應時間足夠久,請分別求得反應器中的反應物、中間物和產物的濃度。
#443246
三、在一個連續攪拌槽反應器(CSTR)中,反應物(A)轉化成產物(P)為 一次反應() ,亦即反應速率可以表示為。 如果進料中的 A 濃度為 ,成本為 NTD 5000/mol A; 出口端產物的生成率為 100 mol/h;反應器建造及操作成本攤提為 NTD 10/(h‧Liter of reactor) 。請計算在最低成本(亦即反應物之物料和反 應器建造及操作成本的總和)時的最佳轉化率()及反應器的體積。
#443247
(一)如果反應達到準穩定狀態,請推導產物生成率和反應物濃度[A]的關係式。
#443248
(二)如果反應系統壓力相當大,亦即反應物濃度[A]相當高時,請問在此情況下此單分子反應的反應級數為幾級?
#443249
五、空氣污染物中的氮氧化物(NOx)通常為 NO 和 NO2。在空氣中,兩種氮氧化物轉換的基本反應式如下:在 298.15 K,NO 和 NO2 的標準莫耳生成吉布斯自由能(standard molar Gibbs free energy of formation)分別為 86,550 J/mol 和 51,310 J/mol。如果某工廠的空氣品質監測站測得氮氧化物平均濃度為 30 ppb,此時空氣品質監測站的溫度和壓力分別為 25℃和 1.0133 bar。請估計 NO 和 NO2 的濃度(假設空氣含有 21 mol%氧氣),並詳細說明你的計算依據。
#443250
(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
(三)若 k,每升高 10℃即變為四倍,請寫出可用來求得(活化能 activation energy)的方程式及 ,且此式中僅 為未知數。
#557537
(二)假設完整反應速率式為 d[O₃]/dt = ,求指數 b 的數值, 並計算 k。
#557536
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