化學工程 93 年化學反應工程考古題

有一放射性物質其半衰期為25 年，請問該物質的活性降低到目前活性的50%及90% 所需的時間各為幾年?（20 分）

反應物A 在一批式反應器中反應，在相同的初始濃度下，其初始反應速率在溫度為 50℃和100℃時分別為0.01 和0.63 mol/cm3-s，請估計溫度為150℃時A 之初始反應 速率。（20 分）

N2O5 分解的可能反應機制為： N2O5 NO2 + NO3 (快) NO2 + NO3 NO + O2 + NO2 (慢) NO + NO3 2 NO2 (快) 請推導N2O5 分解的反應速率式。（20 分）

二級反應A B 之速率式為 –rA = kCA2，在25℃時k = 3 dm3/mol-h，此反應若在連 續式反應器中進行，反應溫度為25℃，進料體積流率為20 dm3/h，進料中A 的濃 度為0.5 mol/dm3，A 的轉化率要達到90%，請就以下二種反應器：連續攪拌反應器 (CSTR)和栓流反應器(PFR)，分別計算所需反應器體積。（20 分）

一級反應A B 在25℃時之反應速率常數為9 h-1，此反應若在一個連續攪拌反應器 和一個栓流反應器串聯起來的反應系統中進行，這兩個反應器的體積相等，反應器 的順序如何，可使反應器的總體積為最小？若進料的體積流率為0.3 m3/h，進料中A 的濃度為0.1 kmol/m3，A 的轉化率要達到90%，請問所需反應器的最小體積為多少？ （20 分） k2 k1 k1’