化學工程 105 年高等化學反應工程學考古題

請敘述下列名詞之意涵：（每小題5 分，共25 分） ㈠內部有效因子（Internal effectiveness factor, η） ㈡整體有效因子（Overall effectiveness factor, Ω） ㈢滯留反應時間分佈（Residence Time Distribution, RTD） ㈣瞬間選擇性（Instantaneous selectivity） ㈤失控反應（Runaway reaction）

已知A 與B 氣相反應物在觸媒上反應生成C 氣相產物之反應速率式為： ) P K P K /(1 P kP r C C A A B A A + + = ′ − 試建議一符合上述反應速率式之反應機構（reaction mechanism）及速率決定步驟（rate determining step），並推導反應式。（註：推導過程可給予適當假設條件）（25 分）

一氣相基本反應（Elementary gas phase reaction）如下： 2A(g) → B(g) + C(g) 以純A 反應物為進料，在無壓降及恆溫（227℃）之填充床反應器中進行反應，其 反應參數如下： = ′0 k 0.007 dm6/(mol．s．g cat.) at 27℃；反應活化能(EA) = 40 kJ/mol； v0 = 1 dm3/s；P0 = 10 atm 試計算達成60%轉化率反應所需之觸媒重量(W)。（25 分）

試以圖式說明如何透過串級（in series）連續式絕熱反應器，將下列平衡反應之轉化 率提昇。 ㈠放熱反應（exothermic reaction）。（15 分） ㈡吸熱反應（endothermic reaction）。（10 分）