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104年公務人員特種考試關務人員考試、
104年公務人員特種考試身心障礙人員考試及
104年國軍上校以上軍官轉任公務人員考試試題 代號：10760 全一頁
考 試 別： 關務人員考試
等 別： 三等考試
類 科： 化學工程
科 目： 化學程序工業（包括質能均衡）
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。
一、頁岩氣中含有甲烷及少量的乙烷及丙烷，若將乙烷分離出來可製成乙烯，乙烷製成
乙烯有兩種方法，一種是水蒸氣反應，一種是與氧反應，請敘述此兩種方法的反應
式及其適合操作的有利反應條件（溫度及壓力）及其優缺點。（10 分）
二、請說明汽油與柴油的不同處。（5分）
生質柴油的製法為何？請以化學反應式說明。（5分）
工業上製造對-二甲苯（para-xylene）的方法主要有甲苯歧化（disproportionation）
及烷基轉化（transalkylation），請詳述此兩種製程。（5分）
三、二氧化碳的再利用是一熱門的話題，二氧化碳與氫氣反應可生成甲醇，請寫出其
反應式，並敘述此方法的優缺點。（5分）
依其反應式，此反應為放熱反應，理論上在低溫操作下有利，但至今沒有好的反
應製程可在低溫下操作，請敘述其原因。（5分）
氫氣的來源主要是由甲烷蒸氣重組產生，但此反應會產生二氧化碳，因此對於減
少二氧化碳的排放並沒有好處，因此有人利用二氧化碳與碳反應產生一氧化碳，
再與氫來反應，請敘述此製程的優缺點。（5分）
四、今有一工廠使用天然氣甲烷作為鍋爐的燃料，但環保監測人員在 20 天中照了煙囪
的照片顯示有濃煙，廠長知道工廠的鍋爐正常運作，不會有空氣污染的問題，他認為
是旁邊一家工廠使用以煤為原料導致的污染。100 kg 的煤含有 71 kg 的碳和 5.6 kg 的
氫氣。請計算為何燃燒天然瓦斯的工廠的煙囪比燃燒煤的工廠有較濃的煙。（20 分）
五、蒸發罐（boiler）內的管子會被水中的氧氧化，可加入亞硫酸鈉以去除水中的氧，其
反應式如下：
2Na
2SO3+O
2→2Na2SO4
請計算 83,330,000 磅的水，其含有 10 ppm（百萬分之一）溶解的氧，加入 35%過
量的亞硫酸鈉，須加入多少磅的亞硫酸鈉？（20 分）
六、加熱釜含有 1,000 罐紅豆湯，今將其全部加熱到 100°C，若在其將所有的罐移出加
熱釜前需要冷卻至 40°C，若冷卻水的進口溫度是 15°C，出口溫度是 35°C，紅豆湯
的比熱是 4.1 kJ/kg °C，罐子的比熱是 0.50 kJ/kg °C，每個罐子的重量是 60 克，其
內含有 0.45 公斤的紅豆湯，假設加熱釜的壁在超過 40°C 時其焓（heat content）是
1.6×104
kJ，加熱釜的壁完全隔熱，請計算須使用多少冷卻水？（20 分）