化學工程 113 年反應工程及單元操作考古題（共 7 題）
資料來源：考選部歷屆試題｜法律人 LawPlayer 整理
https://lawplayer.com/exam/chemical-engineering/113-%E5%8F%8D%E6%87%89%E5%B7%A5%E7%A8%8B%E5%8F%8A%E5%96%AE%E5%85%83%E6%93%8D%E4%BD%9C

第 1 題
某批次反應器體積為V，內部進行二級不可逆反應A→B 且反應速率為

第 2 題
A
A
r
kC
。已知初始反應物濃度為
0
A
C
及轉化率為X。
㈠反應時間t 與X 間關係式。（10 分）
㈡若反應為一級不可逆反應且
4 /
10
k
秒，當轉化率達90%時，操作時
間約多少秒？（5 分）
二、某塞流反應器（Plug flow reactor），入料莫爾流率為
0
A
F ，空間時間（space
time）為，初始反應物濃度為
0
A
C
及轉化率為X。
㈠試求Damköhler number（Da）。（5 分）
㈡若均為液相反應A→B 且反應速率為
2
A
A
r
kC
，試以Da 描述此反應
器內轉化率X。（5 分）
㈢若均為氣相反應A→B＋C 且反應速率為
A
A
r
kC
，求反應器體積V
與X 間關係式。（10 分）

第 3 題
某反應物A 在連續攪拌反應器內同時進行三個平行反應生成三個產物
X, B 與Y，已知B 為主產物，其對應反應速率式如下：
1k
A
X
,
1
1
0.0002
Ar
k
;
2k
A
B
,
2
2
0.0015
A
A
A
r
k C
C
;
3k
A
Y
,
2
2
3
3
0.005
A
A
A
r
k C
C
求反應器在操作反應物A 於那一個濃度值（kmol/m3）下，對應產物B
的選擇性（selectivity）達最大。（10 分）

第 4 題
圖一描述開始時連續式攪拌槽含有500 kg 的10%鹽水，當入料(1)位置
以10 kg/h 的20%鹽水注入，均勻攪拌後在(2)位置以5 kg/h 流出。（鹽水
濃度皆為重量百分率）
㈠寫出槽內總量M(kg)與時間t 關係式。（5 分）
㈡寫出(2)位置鹽水濃度w(%)與時間t 關係式。（10 分）
(1) 位置
以10 kg/h 的20%鹽水注入，均勻攪拌後在
(2) 位置以5 kg/h 流出。（鹽水
濃度皆為重量百分率）
㈠寫出槽內總量M(kg)與時間t 關係式。（5 分）
㈡寫出（5 分）
(2) 位置鹽水濃度w(%)與時間t 關係式。（10 分）（10 分）

第 5 題
圖二描述①位置密度
1ρ 流體以速度v1 進入截面積A1 水平噴嘴，密度
2
ρ
流體於②位置其截面積A2 以速度v2 噴出。若為層流（laminar flow），則
定義動量速度因子
2
2
(
)
(
)
av
av
v
v
，其中
2
2
1
(
)
dA
A
av
A
v
v
及
av
v 為平均速度。
㈠寫出流體在截面積
2
A
R
管內的層流速度v 與位置r 及
av
v 關係式。
（5 分）
㈡求值。（10 分）
r
圖一
圖二
10 kg/h
(20% salt)
initial 500 kg salt
solution (t = 0, 10% salt)
(1)
(2)
5 kg/h
control
volume
v1, ρ1
v2, ρ2
A2
A1
①
②
(1) (2)
5 kg/h
control
volume
v1, ρ1
v2, ρ2
A2
A1
①
②

第 6 題
圖三描述長度
0.964 m
L 
的冷凝管，已知1
5 mm
r 
與2
20 mm
r 
，熱傳
導係數為
0.151 W/m K
k 
。
㈠若內外管壁溫度分別為274.9 K 與297.1 K，求移除多少熱流量（W）。
（5 分）
㈡若管外包覆厚20 mm 絕熱材質其熱傳導係數為
0.0692 W/m K
k 
，置於
環境溫度為285.1 K 且熱傳係數（heat transfer coefficient ）
2
h
34 W/m
K
之流體中。求散失熱流量（W）與臨界半徑（critical
radius）。（10 分）

第 7 題
某純氮氣平行通過面積0.6 m2 丙酮液體表面。若丙酮液體溫度290 K，
其蒸氣壓為2.148104 Pa 且丙酮擴散至氮氣的質傳係數為0.0324 m/s，
求丙酮擴散至氮氣中的流量（kmol/s）？（10 分）
圖三
L
dr
r2
q
r1 r

題目為考試當年公告版本，實務標準請以現行規範為準。