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化學反應工程學
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111年 - 111 專技高考_化學工程技師:化學反應工程(亦稱化工動力學)#111956
> 申論題
一、考慮氣相反應2A→3B,其速率定律式(rate law equation)為−r
A
= kC
2
A, 屬於二階反應(second-order reaction) 。若此反應發生在恆溫、恆容的密 閉裝置中,進行之前先注入 1 atm 的氣體 A,後續固定在 305 K 下進行 反應;經過 5 min 後,可測得內部壓力上升至 1.40 atm。假設 A 與 B 皆 可視為理想氣體,試求 A 的轉化率(conversion)與反應的速率常數(rate 。(20 分) constant)
相關申論題
(一)使用一個栓流反應器(plug flow reactor,PFR)進行反應時,該反應器 之體積至少應為何?(10 分)
#479630
(二)使用一個連續攪拌槽反應器(continuous stirred tank reactor,CSTR)進 行反應時,則該反應器體積至少應為何?(5 分)
#479631
(三)串聯二個 CSTR 進行反應時,欲使兩個反應器之體積和最小,則各反 應器的體積應為何?其配置方法應為何?(5 分)
#479632
(四)反應物流入一個 CSTR 反應後,再進入一個 PFR,欲使兩個反應器之 體積和最小,則各反應器的體積應為何?其配置方法應為何?(10 分)
#479633
(一)寫出 R 對 S 的選擇比(selectivity)關係式,式中必須包含濃度與溫 度。 (10 分)
#479634
(二)從控制濃度與溫度的觀點,說明產物中含有高比例 R 的策略。 (5 分)
#479635
(三)針對以下 5 種操作方式,寫出每一種操作的特性,並選擇適合本題需 求之操作方式與說明原因。 (10 分)
#479636
(一)所需反應器體積至少應為何?(10 分)
#479637
(二)為使系統控制在恆溫狀態下,需加入或移除的熱傳速率(heat transfer rate)應為何?(15 分)
#479638
(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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