(一)以 0.5 m³ 恆溫連續攪拌槽式反應器（CSTR）進行反應，計算反應器出口之反應轉化率（conversion） 。（7 分）

(二)當以兩個相同 0.25 m3 之恆溫連續攪拌槽式反應器（CSTR）進行串聯， 其反應轉化率為何？（8 分）

(三)以 0.5 m3 恆溫塞流式反應器（PFR）進行反應，計算反應器出口之反應轉化率。 （10 分）

二、探討有機氣體分子（A）之分解反應動力學，於恆溫批次反應器（batch reactor）中進行實驗。已知此為不可逆反應（irreversible reaction），此氣相反應可表示為 A → B + C。將純 A 置於 600℃ 反應器進行分解，反應過程中，維持恆溫、反應無明顯吸放熱。反應器之總壓力（total pressure）隨反應時間變化，紀錄如下表所示。已知研究員以微分法（differential method）初步分析，推測反應級數（reaction order）應為 2 級。請利用積分法（integral method）協助確認是否為 2級，並決定反應速率常數（rate ，完成此反應速率定律式（rate law）。（25 分） constant）（請將分析計算過程之表格數據寫於答案卷中，並提供相關之分析作圖， 務必標示反應速率常數之單位，氣體常數（gas constant）：8.314 kPa·L/mol·K）

(一)當採用連續攪拌槽式反應器（CSTR），適當之反應器體積為何？（10 分）

(二)將反應器改為塞流式反應器（PFR），請表示適當的反應器體積。 （15 分）

四、連續攪拌槽式反應器（CSTR）進行不可逆之液相放熱反應 X + Y → P，此為基本反應（elementary reaction），預熱至 150℃之反應物 X 和 Y 以等莫耳流率進入反應器，總體積流率為 5 dm3/s，反應物 X 濃度為 1.5 M，連續攪拌槽式反應器大小設計為 1 m3。反應器中裝設降溫之熱交換器，熱交換面積為 0.5 m2，而熱交換係數（heat transfer coefficient）為 100 cal/s·m2·K，冷卻劑（coolant fluid）維持在 30℃。依照此反應器設計， 請評估此反應器是否可達到 80%轉化率（conversion）。（25 分）* X + Y → P 反應之基本資料如下：(1)各物質焓（enthalpy）：HX（298K）= – 20.2 kcal/mol、 HY（298K）= – 17.4 kcal/mol、HP（298K）= – 45.6 kcal/mol。(2)熱容值（heat capacity）分別為 CP,X = 20 cal/mol∙K、CP,Y = 18 cal/mol∙K、CP,P = 38 cal/mol∙K。 (3)300 K 下之反應速率常數（rate constant）k = 0.002 dm3/mol∙s，活化能（activation energy）EA = 5 kcal/mol。氣體常數（gas constant）R = 1.987 cal/mol·K。

(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。

(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。

(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。

(一)請判斷 Run 1 的表觀級數（apparent order），並計算 。

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