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112 年特種考試地方政府公務人員考試試題
等 別
：
三等考試
類 科
：
化學工程
科 目
：
化學反應工程學
考試時間
：
2
小時
座號
：
※注意：可以使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
代號：
35080
頁次：
2
－
1
一、以絕熱栓狀流反應器（plug flow reactor）進行可逆氣相放熱反應時，
轉化率可能會很低，請解釋原因。舉兩種可提高轉化率的方法，並說
明理由。需要的話可以用簡圖說明，無文字說明的圖不給分。（10 分）
有一反應系統中，含有 A、B、C三種物質。A與B之間可達平衡，
平衡常數為 1；B反應成 C為不可逆反應，其反應速率常數等於 A反
應成 B的反應速率常數。根據以下起始條件，請繪製三種物質的濃度
隨反應時間而變化的曲線。（10 分）
只有 A，沒有 B或C。
只有 B，沒有 A或C。
只有 C，沒有 A或B。
二、反應物 A反應時，反應速率（-rA）與濃度（CA）關係如下：
CA（kgmole/m3）0.01 0.02 0.04 0.08 0.10 0.20
-rA（kgmole/m3∙s）0.024 0.095 0.37 1.33 2.00 6.66
若反應速率可以下式表示：
α
1 A
A
2 A
k C
r
k C
求式中的各常數
1
k
，
2
k
與
α
。（20 分）
三、一階反應 AB的反應速率常數為 70 min-1，進料中不含 B，A的濃度
為0.2 gmole/liter，流量為 300 liter/min。若要得到 91%的最終轉化率，
請決定在以下條件所需個別反應器體積。（每小題 5分，共 20 分）
相同大小的兩個連續攪拌槽反應器，串聯操作。
相同大小的兩個連續攪拌槽反應器，並聯操作。
相同大小的兩個栓狀流反應器，串聯操作。
相同大小的兩個栓狀流反應器，並聯操作。
代號：
35080
頁次：
2
－
2
四、溶在液相中的某一染料 A在連續攪拌槽反應器（continuous stirred tank
reactor）裡進行分解反應，分解速率與濃度的關係為：
1 A
A
2
2 A
k C
r
1 k C
其中
1
1
k 4.0 min
，
2 2
2
k 9.0 liter /gmole
。
若分解速率為 50 gmole/min 時，試求所需的最小反應器體積。（10 分）
承小題，若進料濃度 A0
C 1gmole/liter
，轉化率為何？（5分）
承小題，若改用栓狀流反應器（Plug flow reactor），反應器體積為
何？（5分）
五、催化反應
A B C
，反應機構為：
1
1
k
A+S AS
k
⑴
2
2
k
B+AS C+S
k
⑵
其中 S為酵素，請根據以下條件導出反應速率式，並簡化至含最少未知
常數：
步驟⑴為反應速率決定步驟（Rate determining step, rds）。（6分）
步驟⑵為反應速率決定步驟。（6分）
詳述推導過程中所採假設的理由。（4分）
何步驟為反應決定步驟時，C的濃度會影響反應速率？如果要達高轉
化率，應如何操作？（4分）