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年特種考試地方政府公務人員考試試題
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。
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：
34380
頁次：
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一、A(l)+ 2B(l)→C(l)+ D(l)的不可逆液相反應，其對 A及B的反應階次（Reaction
order）均為 1，且其反應活化能（Activation energy）為 10.00 kcal/mol，在
126.85℃時的速率常數（rate constant）為 k = 0.002 m3/kmol．min。A與B
的初始濃度分別為 2.0 kmol/m3及6.0 kmol/m3。假設無惰性溶劑。
若反應在連續混合槽反應器（Continuously-stirred tank reactor, CSTR）
中進行，請建立其計量表（Stoichiometric table）。（10 分）
請將反應速率式以 A之轉化率（Conversion）表示。（5分）
若體積流率為 2 dm3/min，請計算於 226.85℃下，欲達到 80% A 之轉
化率，所需反應器的體積為何？（10 分）
二、不可逆液相反應（A(l)+ B(l)→C(l)+ D(l)）為一基本反應（Elementary
reaction），其速率常數（rate constant）為 k，且於半批次反應器（Semi-batch
reactor）中進行反應，反應器中剛開始只有 A，其濃度為 CA0，體積為
V0，B會以一定體積流率進料，其進料濃度為 CB0，進料體積流率為 v0。
請分別針對 A、B、C、D推導其莫耳平衡方程式。（15 分）
請說明如何獲得 CA、CB、CC、CD。（10 分）
三、液相不可逆反應（A(l)+ B(l)→C(l)+ D(l)），於一批次反應器（Batch reactor）
中進行反應。
當初始 A與B為等莫耳數時，獲得的數據如下，
CA(mol/dm3) 1.0 0.95 0.816 0.707 0.50 0.37
t(h) 0 0.278 1.389 2.78 8.33 16.66
當初始的 A與B的濃度分別為 0.01 mol/dm3及1.0 mol/dm3時，獲得的
數據如下，
CA(mol/dm3) 0.01 0.00847 0.00735 0.0526 0.0357
t(h) 0 1 2 5 10
請求出其速率式。（15 分）
請求出其動力參數。（10 分）
代號：
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四、液相可逆反應（A(l)=B(l)），其為一基本反應（Elementary reaction），已知條件
為：焓（Enthalpy）：H0A(298 K) = -40 kcal/mol; H0B(298 K) = -60 kcal/mol；
比熱（Heatcapacity）：CpA =CpB =50cal/mol．K平衡常數：Ke=100,000at298K。
反應於絕熱條件下進行，以純 A為進料，進料溫度為 300 K。
請畫出 A平衡轉化率與反應溫度的關係。（15 分）
請求出絕熱平衡溫度與其轉化率。（10 分）