化學工程 101 年化學反應工程學考古題（共 6 題）
資料來源：考選部歷屆試題｜法律人 LawPlayer 整理
https://lawplayer.com/exam/chemical-engineering/101-%E5%8C%96%E5%AD%B8%E5%8F%8D%E6%87%89%E5%B7%A5%E7%A8%8B%E5%AD%B8

第 1 題
在一200 dm3定體積的批式反應器（Batch Reactor）中首先以70% A成分和30% N2加
壓到30 atm並在恆溫227℃下進行
+
→
之反應：（20 分）
1
min
2.0
−
=
=
−
，請計算消耗80% A 要多少時間t (min)。
k
kC
r
A
A
f
㈠若反應速率為
㈡若反應速率為
min
0.1
3

第 2 題
⋅
=
=
−
mol
dm
k
kC
r
A
A
=
，請計算消耗80% A 要多少時間t 。
f
㈢當時間t
時，反應混合物降溫到150℃，請計算反應器內反應混合物之壓力
(atm)。
ft
f
p
二、氣相反應
S
R
A
+
→
在一恆溫連續攪拌槽反應器（continuous stirred-tank reactor / CSTR）
中進行。若反應速率為
α
A
A
kC
r
=
−
。反應器進料濃度
，進料體
積流率為
；CSTR 內反應混合物體積

第 3 題
3
0
/
002
.0
dm
mol
CA =
)
/
(
0
s
dm
v
V 。請以下表之數據求出k 與α 之值。
（20 分）
Run number
1
2
3

第 4 題
為了解反應物在一連續攪拌反應器（continuous stirred tank reactor，CSTR）內，與
一栓流反應器（plug flow reactor，PFR）內之滯留情況間的差異，吾人將N0個微小、
有色的標記顆粒瞬間分別注入兩種反應器的入口，並藉顏色之深淺判斷標記顆粒之
濃度。假設流入反應器之流體的體積流率為v（升/秒），反應器的體積為V（升），
標記顆粒之注入不影響v。分別求在CSTR（15 分）與PFR（5 分）出口處的標記顆
粒濃度隨時間的變化。

第 5 題
0
v
V
=
τ
, sec
0.423
5.10
13.5
44.0
192
X （A 之轉化率）
0.22
0.63
0.75
0.88
0.96
三、為了要年產量
磅（pounds）乙烯，在柱塞流反應器（plug flow reactor / PFR）
以純乙烷為進料進行恆溫（900℃）恆壓（6 atm）裂解反應。本反應為不可逆之基
本反應（elementary reaction），其反應速率常數
（T = 800℃）。本反應
之活化能

第 6 題
10
200×
1
−
s
07
.0
k =
gmol
cal
E
/
=
（k
RT
E /
0e
k
−
=
）。若反應器出口乙烷轉化率為70%時，
此柱塞流反應器體積要多大（
？
=
PFR
V
）（20 分）

101年特種考試地方政府公務人員考試試題
類  科： 化學工程

四、在0 ℃至150℃之液相可逆反應
R
A ⇔
，其反應平衡常數
與溫度之關係為
C
K
7.
24
)
(
987
.1
ln
−
=
K
T
KC
。（20 分）
㈠請作出平衡轉化率
對溫度
e
X
T 之關係圖（請以5 個點作圖）。
㈡若反應在批式反應器（Batch Reactor / BR）以恆溫操作，要達到平衡轉化率高於
75%之溫度為何（反應溫度在幾℃以上（或以下））？
㈢請計算T = 60℃時在批式反應器（Batch Reactor / BR）之平衡轉化率
。
e
X
㈣請計算T = 60℃時在柱塞流反應器（plug flow reactor / PFR）之平衡轉化率
。
e
X
五、在一半批式反應器（Semibatch Reactor）中進行液相多重反應：
2
B
A
1A
1A
C
C
r

(1)

C
2B
+
A
k
=
−
→

2
A
3
C
2C
2C
C
C
k
r

(2)

D
3C
+
2A
=
−
→

反應器在開始時注入體積
的A 成分，並以B 成分莫耳流率
0
V
)
(
0
0
0
B
B
C
v
F
=
緩緩注入
反應器中進行半批式反應。
為體積流率，
為進料濃度。請推導出本半批式反
應器系統描述
、
0
v
0
B
C
)
(t
CA
)
(t
CB
、
、
)
(t
CC
)
(t
CD
及
)
(t
V
之動態系統公式及其起始條件。
（20 分）

FB0
A
(1) C
2B
+
A
k
=
−
→

2
A
3
C
2C
2C
C
C
k
r
(2) D
3C
+
2A
=
−
→

反應器在開始時注入體積
的A 成分，並以B 成分莫耳流率
0
V
)
(
0
0
0
B
B
C
v
F
=
緩緩注入
反應器中進行半批式反應。
為體積流率，
為進料濃度。請推導出本半批式反
應器系統描述
、
0
v
0
B
C
)
(t
CA
)
(t
CB
、
、
)
(t
CC
)
(t
CD
及
)
(t
V
之動態系統公式及其起始條件。
（20 分）

FB0
A（20 分）

題目為考試當年公告版本，實務標準請以現行規範為準。