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106年公務、關務人員升官等考試、106年交通
事業鐵路、公路、港務人員升資考試試題 代號：26530 全一張
（正面）
等級： 薦任
類科（別）： 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。
（請接背面）
一、一液相反應 A → B＋C，其反應速率式為
-rA = CA/(0.2 + CA) mol/liter-min
其中進口流量= 10 liter /min，進口 A濃度 CA0 = 1.0 mol/liter。為達到 90%轉化率，請
設計一個反應系統，包含二個理想連續攪拌反應器（CSTR），讓總反應器體積最小，
並請計算各個連續攪拌反應器的體積。（25 分）
二、對於下列之氣相反應
2H2S(g)+ O2(g)→ 2H2O(g)+ S2(g)
在一燃燒器反應器進行。氣體進口速度為 1.0 kmole/min，其中包含 90% H2S、10% N2
及符合反應計量比之空氣，進口溫度為 40℃。假設在絕熱環境下進行完全反應（100%
轉化率），計算反應器之出口溫度。（25 分）
假設理想氣體及定比熱（Cp）：
H
2S O
2 N
2 S
2 H
2O
Cp（cal/mole-oC） 8.5 7.3 7.1 8.3 8.3
ΔHf（生成熱 Kcal/mole） -4.8 -- -- 31.3 -57.8
三、一個液體均相反應生成標定的產物 R：
A + B→ R……（1）
在過量 A的濃度反應條件下，其反應速率式可視為遵循一次反應：r1= k1 CB
反應過程中一副反應同時發生
2B → S + T……（2）
其反應速率式 r2 = k2 CB2
其中 k2/k1 = 1.5
B的入口濃度為 6 mole/liter，入口 A濃度為過量，可視為一定值，預期出口 B的轉
化率為 90%。
假設使用栓流反應器（PFR），出口 R的濃度為（mole/liter）？（15 分）
假設使用連續攪拌反應器（CSTR），出口 R的濃度為（mole/liter）？（10 分）
106年公務、關務人員升官等考試、106年交通
事業鐵路、公路、港務人員升資考試試題 代號：26530 全一張
（背面）
等級： 薦任
類科（別）： 化學工程
科目： 化學反應工程學
四、對於一觸媒催化反應 A → B 遵循下列之反應機制
A + S ↔ A⋅S 平衡常數 ke
A⋅S → B + S 反應常數 k3
其中 S為觸媒。第一步驟可視為在平衡的狀態，第二步驟為速率決定步驟。
證明 B的生成速率可以下列方程式表示：
rB = k3 [S]o[A]/([A] + K)，其中[S]o為觸媒總量，K為一常數。（10 分）
根據下列批次反應器（batch reactor）數據計算 K與k3 [S]o。（15 分）
時間（分鐘） 0 20 100
[A] 莫爾/升 0.02 0.016 0.005