化學工程 106 年工業化學概要考古題

一個鍋爐以甲烷及20%過量空氣燃燒來運作，進料氣體皆處於25℃。 甲烷 + 氧 Æ 二氧化碳 + 水， ° Δ 298 H = -191760 cal/g-mol CH4 假設甲烷完全反應： ㈠寫出化學反應式。（5 分） ㈡求出口氣體組成。（10 分） ㈢求理論上最高可達到之火焰溫度。（10 分） 相關氣體之莫耳熱容量(CP)估算方法如下： CP = α + βT，其中T 的單位：oK，CP 的單位：cal/(g-mol)( oK) 各成分的α , β值如下表： 化學成分名稱 α β CH4 3.381 18.044 × 10-3 O2 7.16 1.00 × 10-3 N2 6.83 0.90 × 10-3 H2O 7.30 2.46 × 10-3 CO2 10.57 2.10 × 10-3

說明下列以乙烯為起始原料之乙烯系列石油化學工業相關的問題： ㈠說明氯乙烯製程。（8 分） ㈡說明醋酸製程。（8 分） ㈢說明乙醇製程。（9 分）

製備氨氣之反應式如下： N2 + 3 H2 ↔2 NH3 ΔHo = -45.8 kJ/mol NH3 ㈠要得到較高的氨氣平衡濃度，反應溫度應該高還是低？反應之壓力應該高還是 低？（5 分） ㈡要得到較高的反應速率，反應溫度應該高還是低？反應之壓力應該高還是低？（5 分）

氯氣的生產常用電解食鹽水的方式，回答下列與此工業有關之問題： ㈠寫出薄膜法之陰陽極之半反應式。（10 分） ㈡薄膜之材質為何？對比於石綿隔膜的優點為何？（10 分）

將鋼鐵廠排放之二氧化碳回收，是現今減少溫室氣體排放之重要課題。 ㈠說明減少溫室氣體排放的重要性。（10 分） ㈡列舉工業應用中，兩種常見用來吸收二氧化碳的溶液。（10 分）