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105年特種考試地方政府公務人員考試試題 代號：34180 全一張
（正面）
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。
（請接背面）
一、假設一液相反應 A→ B + C 在一 2.5 公升的連續攪拌反應器（CSTR）內進行，得到
以下數據：
實驗編號 體積流量（cc/sec）溫度（℃） A出口濃度（M）
1 0.5 25 0.025
2 6.0 25 0.1
3 1.5 35 0.025
實驗中，A進料濃度，CAo，均為 0.25M。假設其反應速率式符合：-rA = k CAn。請決
定該反應之反應級數與活化能。（20 分）
二、乙醛（CH3CHO）高溫均相分解形成甲烷與一氧化碳，產物中有少許的乙烷，其反應
推測經由以下基本反應步驟（elementary reactions）完成，請推導乙醛分解之速率式。
（20 分）
起始反應（initiation）
CH3CHO → CH3 + CO + 2
H
2
1 反應常數： k
i
傳播反應（propagation）
CH3 + CH3CHO → CH4 + CH3CO k
1
CH3CO → CH3 + CO k
2
終結反應（termination）
CH3 + CH3 → C2H6 kt
三、一個液相放熱可逆反應 A ↔ B 在連續攪拌反應器（CSTR）中進行，其進料莫爾流
量（FAo）為 400 mol min-1，進口濃度：CAo= 8 mol L-1，CBo = 0，最終欲達反應轉化
率為 85%，請計算：
欲使用最小反應器體積之最佳反應器溫度（攝氏，℃）。（10 分）
在該條件下之反應器體積（公升）。（10 分）
其他資料：(-rA) = rB=kf CA–kr CB mol L-1 min-1; kf = exp(17.2 – 5,000/T)mi n-1;
kr = exp(42.0–15,000/T)min-1
105年特種考試地方政府公務人員考試試題
代號：34180
全一張
（背面）
等別： 三等考試
類科： 化學工程
科目： 化學反應工程學
四、考慮以下四種不同可能之反應速率 r與C
Ao
–C
A
之關係圖，其中 C
A
為反應物 A的濃
度，C
Ao
為反應器入口濃度。請分別決定應利用那一種理想反應器或其組合，使能夠
以最小之總反應器體積達到預定之最終出口濃度（虛線標示）。（請將圖分別繪製於
試卷上）（20 分）
五、以下兩個氣相反應：
2A → B + C ⑴
A + B → D + C ⑵
其反應速率式分別為：
r
1
= 6 P
A2
mole A reacted/hour-liter
r
2
= 3 P
A
P
B
mole D formed/hour-liter
其中 P 的單位為大氣壓（atm）
以上反應在恆溫連續攪拌反應器（CSTR）進行，進料為一大氣壓（1 atm）純 A氣體。
請計算擬達成 70%總轉化率其出口的產物分壓（P
B
, P
C
, P
D
）。（20 分）