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化學反應工程學
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101年 - 101 專技高考_化學工程技師:化學反應工程(亦稱化工動力學)#26342
> 申論題
二、一催化反應 X→ Y在批次(batch)反應器內進行。實驗結果顯示,所用觸媒的活性 隨時間遞減,且遞減速率正比於其活性,但與 X 及 Y 皆無關。若該反應為二階 (second order),求 X 的濃度隨時間變化的關係。(20 分)
相關申論題
一、考慮液相非等溫反應,A 為反應物,T 為溫度,X 為 A 的轉化率 = [(開始反應時 A 的濃度-反應後 A 的濃度)/開始反應時 A 的濃度]。如以 T 為橫軸,X 為縱軸,分別 畫出以下三種反應中 X 隨 T 的變化:(i)不可逆反應、(ii)吸熱可逆反應、(iii)放熱可 逆反應。前述三種反應中,如何選擇反應溫度可使反應器的體積最小?須敘明理由, 否則不予計分。(20 分)
#42233
四、氣相反應2A → B 在一體積為 1 升的連續攪拌反應器(continuous stirred tank reactor, CSTR)內進行,A 的入口濃度固定為 1(莫耳/升)。在穩態條件下,吾人得到以 下四組實驗數據:(4.46, 0.9)、(0.37, 0.5)、(0.05, 0.2)、(0.01, 0.1),其中每個括號內 的第一個數字為體積流率(升/時),第二個數字為 A 的出口濃度(莫耳/升), 求該反應的反應速率。(20 分)
#42236
(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
(一)請判斷 Run 1 的表觀級數(apparent order),並計算 。
#557535
(二)請說明在任何反應溫度下,(a)反應是否有可能比(b)反應更快(或更慢) 。
#557534
(一)在同一圖上,半定量繪製 log k 對 1/T 的圖(Arrhenius 型式)比較相 對應之 k₁與 k₂。
#557533
(二)請詳細敘述步驟及說明:如何找出使所需 CSTR 體積最小的操作溫度。
#557532
(一)若在 400℃、相同進料與相同轉化率(60%)下,所需反應器體積為何?
#557531
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