化學工程 106 年化學反應工程(亦稱化工動力學)考古題

考慮一在批式反應器（batch reactor）內進行之液態反應：R1 + 2R2 →P，其反應速率 對R1 與R2 而言皆為一階。令X 為時間t 時R1 的轉化率（fractional conversion），求X 隨時間變化的關係。（25 分）

以一階液態反應為例，證明在其他條件都相同的情況下，連續操作之完全攪拌反應 器（continuous stirred tank reactor）所需體積較栓流反應器（plug flow reactor）者為 大。（25 分）

考慮液態並聯反應： R1 + R2 →P，P 的生成速率為 2 1 ) ( ) ( P 2 1 R R 1 n n C C k dt d R1 + R2 →Q，Q 的生成速率為 5.1 R 5.0 R 2 2 1 ) ( ) ( Q 2 1 n n C C k dt d 其中P 為所欲獲得的產物。若可選擇連續操作之完全攪拌反應器（continuous stirred tank reactor）或栓流反應器（plug flow reactor）進行反應，亦可以任何方式將R1 與 R2 加入反應器，則應選擇何種反應器？如何將R1 與R2 加入其中？（25 分）

氣相反應I 與II 於溫度T 及壓力P 下之反應速率r1 與r2 分別為 B 3 / 2 A 2 2 2 A 1 1 ) ( , ) ( C C k r C k r ，其中k1 與k2 為反應速率常數，k2 > k1，CA 與CB 為 反應物的濃度。提高溫度對那個反應的影響較大？降低溫度對那個反應的影響較 大？提高壓力對那個反應的影響較大？降低壓力對那個反應的影響較大？（25 分）