化學工程 94 年化學反應工程(亦稱化工動力學)考古題

氣相反應A → B + C在一個20 dm3體積槽式（Batch）反應器進行恆溫反應。開始 時加入20 摩爾A反應物於反應器中，假使此反應器均勻攪拌。 一、氣相反應A → B + C在一個20 dm 假使此反應為一級反應（first order reaction） 假使此反應為一級反應（first order reaction） 3體積槽式（Batch）反應器進行恆溫反應。開始 時加入20 摩爾A反應物於反應器中，假使此反應器均勻攪拌。 -rA = kCA其中k = 0.865 min-1 -r 試問A 反應物減至0.2 摩爾需多少時間？（10 分） 試問A 反應物減至0.2 摩爾需多少時間？（10 分） A = kCA其中k = 0.865 min-1 假使此反應為二級反應 假使此反應為二級反應 -rA = kCA 2其中k = 2 dm3‧mole-1‧min-1 -r 當A 反應物反應掉19 摩爾所需時間為何？（10 分） 當A 反應物反應掉19 摩爾所需時間為何？（10 分） A = kCA 2其中k = 2 dm3‧mole-1‧min-1

有一放熱分解反應A → B + C 在絕熱的反應器進行反應，所得數據如下： 二、有一放熱分解反應A → B + C 在絕熱的反應器進行反應，所得數據如下： x x 0 0 0.2 0.2 0.4 0.4 0.5 0.5 0.6 0.6 0.8 0.8 0.9 0.9 -rA（mole/ dm3‧min） 10 16.67 50 50 50 12.5 9.09 如果A 反應物進料速率為300 mole/min 試求： 採用PFR為反應器，要完成40 %轉化率，則反應器體積需多少dm3？（10 分） 假使改用CSTR為反應器，則反應器體積為多少dm3？（10 分）

A → B + C 為催化反應，若其反應機構為 k1 1´ AX X A k⇔ +  k2 2´ BX X B k⇔ +  k3 3´ X CX BX AX k + + ⇔  k4 4´ X C CX k + ⇔  其中X 為活性位置。 如果速率決定步驟（rds）為第反應步驟，試導出反應速率式。（10 分） 如果速率決定步驟為第反應步驟，其反應速率式如何？（10 分） k1

液相反應 k2 S R B A + + ⇔ 速率式可表示為 = = k1CACB－k2CRCS其中k1 = 7 L/mole‧min，k2 = 3 L/mole‧min。 若反應在一體積為120 L的CSTR反應器進行，而此反應器有兩個進料口，其中一個為進 料濃度2.8 mole/L的A，另一個為1.6 mole/L的B，此兩進料體積流量相等。經過此CSTR 反應器，75 %的B被反應掉，請問每一入口流體的體積流量為多少？（假設流體的密度不 變）（20 分） -rA -rB

利用槽式（Batch）反應器在25 ℃下，進行以下水解反應（或皂化反應） CH3COOC2H5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH k 其中k是6.48 L/mole‧min。此反應開始時CH3COOC2H5與NaOH的濃度均為0.01 mole/L，請 計算25 分鐘後CH3COOC2H5在反應槽內的濃度。（20 分）