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106年公務人員高等考試三級考試試題 代號：26350 全一張
（正面）
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，須詳列解答過程。
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）
TT FT AT
FC AC
TT
C.W.
一、請試述下列名詞之意涵：（每小題 5分，共 20 分）
共沸蒸餾（azeotropic distillation）
酯化反應（esterification reaction）
陰離子聚合反應（anionic polymerization）
介面活性劑的乳化（emulsification）
生物質快速熱解（fast pyrolysis of biomass）
二、試述由矽砂製造晶圓片過程。（15 分）
三、試述氯乙烯（VCM）的製造方式。（10 分）
四、蒸餾塔的操作過程中（如圖 1），其對外界環境特別敏感，如天候狀況及雷陣雨，當
外界空氣溫度驟降時，蒸餾塔的回流比也應調整。
利用能量平衡方式，設計一自動控制回流比。（10 分）
依圖繪出你設計的控制結構圖。（10 分）
圖1：蒸餾塔控制結構
106年公務人員高等考試三級考試試題 代號：26350 全一張
（背面）
類 科：化學工程
科 目：化學程序工業（包括質能均衡）
F
0A
C
F
F
1A
C
2A
C
五、在一反應爐中，醋酸（Acetic acid）被裂解產生中間物烯酮（Ketene），經由反應
CH3COOH(g)→CH2CO(g)+H2O(g)。此外，有另一個反應也會進行 CH3COOH(g)→
CH4(g)+CO2(g)。反應操作在 700
℃
下，若烯酮的轉換率為 80%且產率為 0.0722，在進料
醋酸 100 kgmol/h 及300
℃
，反應爐應提供多大的熱源？（20 分）
已知標準反應熱（The standard heat of reaction）： kcal/gmolH f,CH 89.17
4−=Δ °，
kcal/gmolH f,CO 05.94
2−=Δ °，kcal/gmolH COOHf,CO 93.103
3−=Δ °，
kcal/gmolH COf,CH 60.14
2−=Δ °，kcal/gmolH Of,H 80.57
2−=Δ °
各成分的比熱（
P
C）： J/gmol.Cp,CH 3938
4
=，J/gmol.Cp,CO 0219
2=，
J/gmol.C COOHp,CH 906
3=，J/gmol.C COp,CH 114
2=，J/gmol.C Op,H 0534
2=
六、考慮串連兩個連續攪拌反應器（如圖 2），各槽分別保持固定的體積為 V1及V2，進料
的體積流率為 F，而化學反應為 2次反應 2
A
A
kCr −= ，CA為成分 A的溫度，假設兩個
反應器為完美攪拌且恆溫，寫出兩槽成分 A的動態方程式及相關條件，適當定義你
的方程式相關符號，若有需要可加入適當條件使方程式可解。（15 分）
圖2：兩個連續攪拌反應器
F
F
F
C
A0
C
A2
C
A1