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年公務、關務人員升官等考試、
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年交通
事業郵政、公路、港務人員升資考試試題
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。
代號：
26540
頁次：
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一、對於一在定溫批次反應器中進行之 n階（nth order）不可逆反應 AB，
試回答下列問題：
其反應速率常數為 k，初始濃度為 CA0。試推導出以 CA0、n與k表示
出反應之半衰期（t1/2，即反應由濃度 CA0 進行 0.5CA0 所需之時間）之
關係式。（10 分）
下表為在不同時間下之 A濃度，試估計反應級數，並找出反應速率常
數及其單位。（15 分）
時間（sec）0 20 60 90 180 300
A濃度（mol/liter）10 8 5 4 2 1
二、不可逆反應 A+BAB 在實驗中發現，AB 的產生速率和 A濃度平方成
正比，與 B濃度無關，試找出與此實驗觀察符合的反應機制。（25 分）
三、對可逆基本反應（reversible elementary reaction）A ↔ B 之吉普斯能（Gibbs
free energy）與反應熱分別為∆G298K
0=－14 kJ/mol與 ∆H298K
0=－75 kJ/mol。
反應之初始濃度為 CA0。反應物與產物之比熱均相等且為定值。回答下列
問題：
繪出 0至150℃之平衡轉化率對溫度之關係圖。（10 分）
若希望得到 A轉化率為 0.8（相同 CA0），此反應以連續式攪拌槽反應
器（Continuously Stirred Tank Reactor, CSTR）、定溫（isothermal）塞
流反應器（Plug flow reactor, PFR）與絕熱（Adiabatic）塞流反應器，
何種反應器所需的體積最小？請詳細說明。（15 分）
代號：
26540
頁次：
2
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四、一不可逆（irreversible）、自催化（Autocatalytic）之基本反應（elementary
reaction）A+R 2R，其反應常數 k=1.0 L/mol．min，進料濃度為
CA0=0.99 M，CR0=0.01 M，出料端之 R濃度為 0.9 M。試求下列各反應
器配置所需之系統滯流時間：
以單一連續式攪拌槽反應器（Continuously Stirred Tank Reactor, CSTR）
所需之系統滯留時間（Resident time）。（10 分）
以一連續式攪拌槽反應器與一塞流反應器（Plug flow reactor, PFR）串
聯或並聯且無迴流（No Recycle），如何能達到最短之滯留時間？此滯
留時間為何？（15 分）