化學工程 95 年化學反應工程學考古題

今在1485 kPa 及500 K 的條件下，於柱流反應器（plug flow reactor）中將二氧化硫 氧化，2SO2+O2→2SO3。若進料中含28 mol%的二氧化硫，餘則為空氣，反應速率 式為–rA＝kCACB，其中k＝0.25 dm3/mol⋅min，試計算二氧化硫轉化率為60%時的反 應速率。（20 分）

反應 C B A 2 1 k k ⎯→ ⎯ ⎯→ ⎯ 於CSTR 中進行，已知進料為純A，其體積流率為0.3 dm3/s， 若k1＝0.03 s-1、k2 = 0.12 s-1，試決定B 的出料濃度為最大時的反應器體積。（20 分）

下列液相反應， A＋B ⎯→ ⎯ 1k R R＋B ⎯→ ⎯ 2k S 於柱流反應器中進行，已知k1＝k2＝0.2 dm3/mol⋅s，進料濃度為CA0＝CB0＝1 mol/dm3 及CR0＝CS0＝0，若A 的出料濃度為0.5 mol/dm3，試問B 的出料濃度為何？（20 分） ［公式：微分方程 ) ( ) ( x r y x f dx dy = + 的解為 ∫ + = − ) ( K rdx e e y h h ，其中 ∫ = dx x f h ) ( ， K 為積分常數］

裂解反應，A(g)→2B(g)＋C(g)，於定容批式反應器中進行，初時反應器中僅有A 存 在，假設反應為一級（first order），試以下列在不同時間下量測的反應總壓，決定 此反應的反應速率常數。（20 分）

今以異相觸媒進行成分A 之脫氫，A→B＋H2，假設其反應機構如下： A＋S＝A⋅S A⋅S＋2S＝B⋅S＋2H⋅S B⋅S＝B＋S 2H⋅S = H2 +2S 速率決定步 其中S 代表觸媒表面的空活性位（site），A⋅S、B⋅S 及H⋅S 則分別代表吸附於活性位的 A、B 及H，試以上述反應機構推導此反應之Langmuir-Hinshelwood 速率式。（20 分） t(min) 0 2 4

8 PT(mmHg) 174 187 199 211 223 PT = total pressure